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肠道微生态与心血管健康
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肠道微生态与心血管健康

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肠道菌群被喻为人体的微生物器官,肠道菌群在免疫、防御、消化、代谢和细胞增殖中起到重要作用,不仅跟肠道上皮细胞通信,还能与远端器官、机体其他系统相互作用。他们除了能够影响质量和消化能力,抵御感染和自身免疫疾病的患病风险,还与多种疾病存在相关性,如炎症性肠病、糖尿病、肥胖、胃肠道癌症、过敏性疾病等。心血管疾病的发病率和死亡率在全球一直呈上升趋势,严重危害人类的健康。我国心血管发病形势严峻,中国30%的人存在心血管危险因素。近年来关于肠道菌群与疾病的相关性不断出现,肠道菌群在人类健康中的作用也越来越受人们的关注。

肠道微生态组成

肠道菌群是一个复杂的微生态系统,他们在机体出生时便开始形成,随后几天中逐步完善。根据16SrRNA序列分类,发现肠道内的微生物群的种类超过1000种,数量超过1014,约10倍于人体细胞,绝大多数为厌氧菌。

对于健康人而言,肠道菌群结构相对稳定,目前有研究指出,肠道内菌群多数属于厚壁菌门和拟杆菌门,少数归属于放线菌门、变形菌门、梭杆菌门和疣微菌门。其中约有99%的肠道细菌属于厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和变形菌门4种门类菌。对于健康人而言,有益菌占多数,有害菌占少数,二者动态平衡维持机体健康状态,反之则呈现病态。

动脉粥样硬化与肠道微生态的关系。动脉粥样硬化,其实是一种慢性的炎症性的疾病。它的主要特征就是血管细胞的功能紊乱,以及低密度脂蛋白在斑块中的堆积。

一篇关于动脉粥样硬化的患者体内肠道菌群的构成方式的文章中显示,在患者体内的肠道菌群中有一种Collinsella的优势菌存在,但是健康机体内的拟杆菌与Roseburia的含量更多。Koren等人对肠道菌群、动脉粥样硬化斑块内的细菌构成和口腔菌群使用焦磷酸测序发现,健康机体和动脉粥样硬化患者肠道内没有特异性的菌群存在,但是,在对动脉粥样硬化患者肠道菌群与硬化的斑块内物种研究发现有一些细菌在斑块和肠道菌群中都存在,说明患者肠道菌群内的细菌能够转移到斑块中。另外心血管疾病可能与肠道中菌群中的一些微生物也有一定的关系。综合以上的研究显示,动脉粥样硬化和体内肠道菌群构成有直接的联系。

肠道代谢产物-后生素的变化

短链脂肪酸。其实在肠道中,有许多的微生物代谢产物。比如说有短链脂肪酸,有氨基酸的衍生物,有维生素等等,这些代谢产物都可以直接地被吸收,进入宿主的循环系统,然后迁移至不同的器官发挥作用;或者它们也可以被宿主所代谢,产生信号分子。

细菌分解碳水化合物的主要产物是单糖,其发酵形成各种短链脂肪酸,如醋酸酯、丁酸酯、丙酸酯等。醋酸酯和丙酸酯主要是由门菌产生,而丁酸酯则是由门生菌产生。短链脂肪酸是G-蛋白耦合受体GPR43和GPR41.27的配体,由特定的单梭转运蛋白通过肠黏膜上皮细胞输送到血液中。短链脂肪酸与相应受体结合可降低组蛋白脱乙酰酶(HDAC)的活性,增强G蛋白偶联受体(GPCR)信号,而G-蛋白耦合受体在能量代谢、交感神经系统和免疫细胞功能的调节中得到广泛的表达和发挥作用。总的来说,肠道菌群的这些差异可能与短链脂肪酸的数量有关,并影响了若干疾病的发病率。

氧化三甲胺(TMAO)。肠道代谢生成的产物TMAO,已成为心血管疾病的关键机制之一。食用含胆碱类物质,是产生TMAO代谢物的源泉,TMAO的生成是在肠内进行的。

根据肠道微生物-TMAO途径,含有TMA(三甲胺)部分的化合物可能被代谢为TMAO,其随后加速动脉粥样硬化的发生和进展。另外,TMAO的含量也可通过人为的调节曹州肠道微生物的菌群比例而进行调整。TMAO的生成量与人类肠道菌群的种类有关。含有普氏菌属多的肠道菌群要比含有拟杆菌属多的肠道菌群生成的TMAO量高。一些抗生素可能具有作为抗动脉粥样硬化药物的潜力,具体的工作结果还在研究过程中。

胆碱类似物可以降低血液循环中 TMAO 的水平。比如说,广泛存在于红酒和葡萄籽油中的天然化合物 DMB(3,3-二甲基-1-丁醇),它就能够抑制微生物的胆碱-TMA 裂解酶的活性,从而减弱血液循环中 TMAO 的水平。

其它代谢物。除了前面介绍的两个细菌代谢物以外,细菌还会有其他很多的代谢物,比如说,它可以产生一些芳香族的氨基酸(苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸等等)的代谢产物。

最近的一项研究表明,肠道菌群代谢物——苯丙氨酸和酪氨酸可能和大鼠心梗的严重程度有密切的关系。此外,研究发现,晚期动脉粥样硬化患者血浆中微生物的代谢物——色氨酸的含量明显降低。膳食中的苯丙氨酸也会被肠道菌群代谢,然后形成苯乙酰谷氨酰胺,它可以通过肾上腺素受体增高心脑血管的发病率。

 

[1]阎俊. 肠道菌群与动脉粥样硬化关系研究进展[J]. 临床医药文献电子杂志, 2017, 27(v.9):201+203.

[2]孔春灵, 李静超, 楚英杰. 肠道菌群与冠状动脉粥样硬化性疾病[J]. 实用医学杂志, 2018, 034(004):679-681.

[3]周志宏, 高雯. 肠道菌群及代谢物与冠状动脉粥样硬化性心脏病关系的研究进展[J]. 中国心血管杂志, 2018, 023(002):177-179.

注意:本文仅作为科普文章,不作为医学指导