肠道微生物是否塑造心脏健康？
核心要点
- 肠道微生物群在心血管疾病的预防与发展过程中均具有关键作用。
- 富含植物及益生元益生菌的食物有助于维持肠道健康微生物的平衡。
- 未来临床医生或能利用肠道微生物组诊断和治疗各类心血管疾病。
数代以来，睿智的长辈们建议通往心脏的最快路径是通过胃部。我们在情感问题上也被鼓励"相信直觉"，而她们可能道出了真相。日益增多的研究表明，肠道不仅是浪漫情感的隐喻载体，更是心血管健康的关键参与者。
肠道-心脏轴
许多心脏相关健康因素似乎受肠道微生物组影响，包括血压、体重、炎症和糖尿病。针对所谓"肠道-心脏轴"——肠道与心脏之间的双向通信链——的研究，可能为动脉粥样硬化等心血管疾病（CVDs）的治疗与预防开辟新途径（动脉粥样硬化是由动脉内斑块积聚导致的心肌梗死和中风风险疾病）。尽管医学和治疗方法持续进步，但心血管疾病发病率依然居高不下，尤其在中高收入国家。根据世界卫生组织（WHO）数据，2022年心血管疾病占全球死亡总数的32%（导致1980万人死亡）。值得注意的是，85%的心血管疾病死亡由心肌梗死和中风引起，其中三分之一发生在70岁以下人群。
肠道中季胺的饮食转化途径。红肉和某些蔬菜含有较高季胺，摄入后这些化合物进入肠道，被微生物降解后转运至肝脏。人体酶将三甲胺（TMA）转化为促进动脉粥样硬化的代谢物三甲胺-N-氧化物（TMAO）。相反，微生物可降低三甲胺浓度（绿色箭头）。每个转化过程均标注微生物基因缩写名称。来源：Borton M.A., et al./mBio, 2023
早期测序研究发现口腔细菌DNA存在于动脉粥样硬化斑块内，首次揭示了微生物群与动脉粥样硬化的直接关联。此外，研究显示肠道微生物群落变化与疾病严重程度相关：肠杆菌科（Enterobacteriaceae）增加与冠状动脉粥样硬化严重程度升高及更大冠状动脉斑块相关。慢性心力衰竭患者则表现出有益菌减少及弯曲杆菌（Campylobacter）、沙门氏菌（Salmonella）、志贺氏菌（Shigella）和念珠菌（Candida）等致病菌增加。
肠道微生物通过产生影响动脉粥样硬化过程的多种化学物质，作用于心血管疾病发病风险。识别肠道微生物特征及相关代谢物可为未来临床干预提供关键信息。
微生物的双重作用
不同细菌物种产生的特定代谢物既促进心脏健康，也决定心血管及非心血管病理（如结肠癌、肾病、阿尔茨海默病）的发生与进展。
促进心脏健康的微生物代谢物
乙酸、丁酸和丙酸等短链脂肪酸（SCFAs）源于肠道细菌对宿主无法消化的多糖发酵。短链脂肪酸可增强肠道屏障完整性、抑制肿瘤活性、减少氧化应激、调节脂质代谢并调控炎症。
炎症是机体对损伤、疾病或入侵的免疫反应。丁酸和乙酸通过抑制组蛋白去乙酰化酶（HDAC）调节炎症以保护心脏，该酶与动脉高血压和心肌肥厚相关。组蛋白去乙酰化酶的功能是为转录因子打开或关闭DNA链，从而调控细胞增殖以维持健康功能。正常情况下，心血管组蛋白去乙酰化酶有助于维护和修复心肌组织，并调节免疫细胞与巨噬细胞的分化与募集。在炎症和应激期间，促炎细胞因子会提高组蛋白去乙酰化酶水平。慢性炎症和高血压使此过程持续"开启"，导致心肌肥厚——心肌增厚与收缩能力下降——进一步加重系统负担。这种过度免疫反应使组织器官持续受损并发生有害重构，源于机体自身免疫系统反应。
组蛋白去乙酰化酶在巨噬细胞炎症、抗菌及代谢通路中的作用。来源：Das Gupta K., et al./Clinical & Translational Immunology, 2016
抑制组蛋白去乙酰化酶可产生积极下游效应，包括抑制促炎细胞因子（如TNF-α、IL-12和IFN-γ）并增加重要抗炎细胞因子IL-10的产生。丙酸通过血管舒张适度降低血压。此外，短链脂肪酸还通过将胆固醇转化为粪甾醇促进其排出体外，从而减少肠道胆固醇利用率。
与心血管疾病风险增加相关的微生物代谢物
并非所有肠道微生物产物都对宿主有益。三甲胺-N-氧化物（TMAO）是细菌在摄入含胆碱、磷脂酰胆碱和肉碱-三甲胺的食物（如肉类、蛋黄和高脂乳制品）后产生的。研究人员持续揭示该细菌代谢物与心血管疾病的潜在因果关联。血浆三甲胺-N-氧化物水平升高与重大不良心脏事件风险增加74%及全因死亡率上升66%相关。三甲胺-N-氧化物通过募集白细胞和增加促炎细胞因子表达引发血管炎症，导致血管功能障碍和斑块形成。此外，三甲胺-N-氧化物可重新定位维持T小管正常结构的蛋白质（心肌细胞膜内陷结构，负责调控和同步心肌细胞舒张与收缩）。
调控三甲胺-N-氧化物及其相关微生物群的产生，可能是治疗和预防动脉粥样硬化、心力衰竭、高血压及其他心血管疾病的前景策略。
这引发了一个重要问题：我们如何维系肠道与心脏之间的健康关系？
维持平衡
肠道微生物组与心脏关系的相互关联性表明，益生元和益生菌或可成功用于靶向肠道微生物及其代谢物以管理健康。联合国粮农组织和世界卫生组织将益生菌定义为"适量摄入时能为宿主带来健康益处的活性微生物"。越来越多证据支持益生菌可能缓解与免疫系统、抑郁症、焦虑症、2型糖尿病、肥胖症及胃肠道和心血管健康相关的疾病。乳杆菌属（Lactobacillus）和双歧杆菌属（Bifidobacterium）是最常用的两种益生菌。
乳制品（如牛奶、酸奶和奶酪）中的益生菌可产生具有抗高血压功能的生物活性肽。瑞士乳杆菌（L. helveticus）已被证实能产生血管紧张素转化酶（ACE）抑制三肽，有助于降低血压。一项近期临床试验探究了益生菌菌株双歧杆菌乳酸亚种Probio-M8（B. lactis Probio-M8）配合常规他汀类药物方案对缓解心血管疾病的潜在益处。60名冠心病患者被随机分为益生菌组和安慰剂组。两组心脏健康均改善，但益生菌组在关键心脏指标（包括血清低密度脂蛋白胆固醇、患者自评身体功能限制及疾病认知等）上改善更为显著。此外，益生菌组还表现出焦虑和抑郁水平的改善。
需谨记的是，益生元益生菌的益处并非立竿见影，长期维持才能产生更大影响。虽然短期极端饮食干预能快速改变个体肠道微生物组，但这些变化是暂时的。因此，必须持续进行饮食调整以培养健康的微生物关系。
食用富含植物及益生元益生菌的"多彩饮食"可降低心血管疾病风险。来源：图片：Canva via ASM工作人员；信息：Nebraskamed.com
富含植物的饮食能促进发酵纤维的细菌物种生长，从而增加短链脂肪酸及其他有益副产物的产生。高脂饮食则可能导致与不良健康效应相关的改变，因其长期增加肥胖、代谢综合征和心血管问题风险。
未来方向
研究人员才刚刚开始探索肠道-心脏轴的表层。微生物组与人类健康的新关联正被持续发现。菌群失调已被关联至自身免疫疾病、癌症、肥胖甚至精神疾病。然而，多数研究为观察性，这限制了研究人员确定菌群失调与疾病状态间的因果关系。作为新兴研究领域，临床数据仍较为有限，且个体差异导致治疗效果评估困难。此外，当前研究多聚焦细菌，而忽略了微生物组中病毒、古菌和真菌等其他组成部分。
未来，临床医生或能通过分析个体微生物组评估心血管不良事件风险。一项研究表明，细菌代谢物琥珀酸可作为鉴别急诊科胸痛患者的主动脉瘤和肺栓塞的差异诊断工具。但在微生物产品广泛应用于临床前，仍需大量研究。因此，在此之前，请听从祖母的建议。
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