肠道微生物组在健康的诸多方面发挥着重要作用,从消化和免疫功能到代谢平衡和神经过程。
多种疾病甚至与微生物组组成的变化相关,包括炎症性肠病、结直肠癌、肥胖症及精神健康障碍。随着肠道微生物与疾病关联的日益明确,科学家们正聚焦于肠道与心脏之间新出现的联系。
心脏病仍是全球首要死因。吸烟、高血压、肥胖和糖尿病等是已知风险因素,但研究者日益发现,我们肠道内微生物的平衡可能塑造这些风险的发展方式及心脏病的进展进程。
这一新近被认知的关联被称为"肠-心轴",近年已获得广泛重视。它或许能解释为何饮食与心脏病关系如此紧密。大型研究表明,心血管疾病患者与健康人群相比,其肠道微生物组特征存在明显差异。
尽管尚未发现单一的"心脏病微生物",但心血管疾病始终与几个关键因素相关:微生物多样性降低、有益菌群流失,以及与炎症相关的微生物过度增殖。微生物多样性指肠道内不同微生物的种类与平衡状态。越来越多的证据表明,微生物多样性下降反映微生物组健康状况恶化,可能预示疾病 onset。
一项近期研究分析了67项探索多种心血管疾病肠道微生物组的成果,对比了6000多名急性冠脉综合征、心房颤动、冠状动脉疾病、心力衰竭或中风患者与健康人群的数据。结果显示,心血管疾病患者体内有益的纤维发酵菌——粪杆菌属(Faecalibacterium)水平持续偏低。
心脏病的微生物特征
你的肠道微生物如同微型工厂,可分解食物成分。在此过程中,它们产生数百种称为代谢物的小分子,这些物质可被其他微生物利用或通过肠道吸收进入血液。尽管部分代谢物对人体有益,但过量时某些代谢物可能有害。
因此,科学家在研究心血管疾病患者体内存在的微生物同时,也正分析代谢物以理解其对健康的影响。
肠道微生物组与心脏病最有力的关联之一涉及一种名为TMAO(氧化三甲胺)的代谢物。特定肠道细菌将红肉、鸡蛋和乳制品中的营养素转化为代谢物三甲胺(TMA),后者经肝脏处理后转化为TMAO。血液中高水平TMAO与心脏病发作、中风及心血管疾病死亡风险增加相关。重要的是,TMAO产量因人而异,取决于微生物类型——这意味着两人食用相同食物却可能产生不同量的有害化合物。
但并非所有肠道衍生的代谢物都有害,部分物质实际上可能保护心脏。
越来越多的研究正探索吲哚类物质——这类化合物由肠道细菌分解色氨酸时生成。色氨酸是一种存在于禽肉、鸡蛋、乳制品和坚果等高蛋白食物中的必需氨基酸,在情绪、睡眠模式和食欲中起重要作用。
人体吸收了大部分色氨酸,但少量氨基酸也会被肠道细菌分解转化为吲哚衍生物。尽管部分衍生物在特定条件下可能促发炎症,但其他物质似乎具有强大的心脏保护益处。
其中最具前景的是吲哚-3-丙酸(IPA),据信主要由梭菌属(Clostridium sporogenes)产生。多项研究表明,血液中IPA水平较高的人群,2型糖尿病和心血管疾病发病率更低。IPA还能强化肠道屏障,防止有害微生物产物泄漏入血。目前研究仍在深入探索色氨酸为何被分解为有益或有害代谢物的机制。
预防与治疗新方向
发现肠道微生物影响心血管风险的机制,正在改变科学家对预防和治疗的认知。研究者正探索如何将微生物"特征指纹"与已知风险因素结合,用于在症状出现前识别高风险人群。
未来,有益肠道微生物(益生菌)或可作为疗法,延缓心血管疾病进展或消除致病微生物。尽管该科学尚处初期,但肠道微生物组显然应被视为塑造整体健康的整体身体系统之一。这指向一个有力理念:护心不仅始于饮食内容,更始于肠道微生物对其的代谢过程。
菲奥娜·纽伯里(Fiona Newberry),莱斯特大学心血管科学系博士后研究助理
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