Главная \ 3. Пробиотики \ Бификардио \ Пробиотики и атеросклероз \ Микрофлора, ТМАО и атеросклероз

Кишечная микрофлора, триметиламиноксид и риск сердечно-сосудистых заболеваний

МИКРОФЛОРА - ТМАО - АТЕРОСКЛЕРОЗ

здоровая микрофлора - здоровое сердце

Влияние кишечной микробиоты на образование триметиламиноксида (ТМАО) - фактора риска сердечно-сосудистых заболеваний

Сохранять сердце и сосуды здоровыми можно, если держать под контролем желудочно-кишечную микрофлору, в т.ч. путем коррекции питания, где обязательно должны присутствовать пищевые волокна. Немаловажно сохранять и норму по бифидобактериям. Все это следует из ряда исследований, посвященных взаимосвязи между микрофлорой и риском ССЗ.

Микрофлора, как мы все знаем, помогает переваривать пищу и тем самым активно вмешивается в метаболизм. Через продукты расщепления разных веществ бактерии могут влиять едва ли не на все системы организма. Две из молекул, с которыми кишечные микробы активно работают, называются холин и карнитин, их особенно много в мясе и яйцах. Бактерии превращают их в триметиламин (ТМА), который, попав в печень, претерпевает дальнейшие химические метаморфозы и в результате из него получается триметиламин N-оксид (ТМАО). Он связан с сердечно-сосудистыми заболеваниями у людей, что удалось подтвердить в опытах на животных, у которых он повышал риск атеросклероза. Иными словами, порча сосудов начинается с бактерий, перерабатывающих холин и карнитин из нашей еды.

Коварные бактерии, или новый взгляд на метаболизм L-карнитина

Задуматься о возможной связи L-карнитина с развитием атеросклероза заставило открытие 2011 года, показавшее связь метаболизма холина - структурного аналога L-карнитина - с патогенезом сердечно-сосудистых заболеваний [1]. Главным источником холина служит фосфатидилхолин - одна из самых распространенных молекул клеточных мембран, в больших количествах содержащаяся в пище животного происхождения.

фосфатидилхолин (лецитин)

Рис. 1. Структурная формула наиболее известного фосфо­липи­да – фосфатидилхолина (лецитина).   В отличие от триглицеридов в молекуле фосфатидилхолина одна из трех гидроксильных групп глицерина связана не с жирной, а с фосфорной кислотой. Кроме того, фосфорная кислота в свою очередь соединена эфирной связью с азотистым основанием – холином. Таким образом, в молекуле фосфатидилхолина соединены глицерин, высшие жирные кислоты, фосфорная кислота и холин.


Как оказалось, холин используется некоторыми кишечными бактериями для синтеза интермедиата триметиламина (ТМА). В свою очередь, ТМА быстро абсорбируется и окисляется ферментами семейства FMO (флавинмонооксигеназа, FMO3 - главный фермент процесса) в печени до триметиламин N-оксида (ТМАО), вызывающего развитие атеросклероза.

Прим. ред.: Не стоит считать холин вредным, т.к. это жизненно необходимое вещество (холин необходим для работы нервной системы, печени и является структурным компонентом клеточных мембран). Также, особо подчеркивается важность обеспечения адекватного потребления холина во время беременности (450 мг/день) - См.: Hunter W. Korsmo, et al. Choline: Exploring the Growing Science on Its Benefits for Moms and Babies. Nutrients 2019, 11 (8), 1823. Как будет указано далее, нежелательные процессы могут происходить в организме лишь при потреблении большого кол-ва пищи, содержащей много холина и карнитина, особенно в случае дисбиозов.

ТМАО - Триметиламиноксид

Рис. 2. Структурная формула Триметиламиноксида (ТМАО)

Триметиламиноксид (ТМАО, также известен как триметиламин N-оксид) - органическое вещество имеющее формулу (CH3)3NO. Образует сильные водородные связи с водой. TMAO образуется естественным путем из TMA (триметиламина). Триметиламин, в свою очередь, является результатом переработки карнитина, холина, бетаина и лецитина кишечным микробиомом (кишечными бактериями). Триметиламин всасывается стенками кишечника, поступает в кровь и перерабатывается в триметиламиноксид в печени. Исследования показывают, что повышение уровня TMAO в сыворотке крови связано с системным воспалением, эндотелиальной дисфункцией и повышенным риском развития атеросклероза и прочих сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), инсульта. Доказано, что приём антибиотиков, угнетающих кишечную микрофлору, приводит к снижению уровня ТМАО. Точный механизм влияния ТМАО на здоровье остаётся невыясненным, но уровень содержания триметиламиноксида в крови и плазме крови считается важным маркером для определения риска развития ССЗ.

Ниже, на рисунке 2. показана взаимосвязь между составом пищи, состоянием кишечной микрофлоры и образованием полезных и вредных для сердечно-сосудистой системы веществ. В частности, при наличии достаточного кол-ва пищевых волокон в рационе, здоровая кишечная микробиота продуцирует много полезных метаболитов, трансформирует желчные кислоты, синтезирует короткоцепочечные жирные кислоты, которые улучшают сосудистый тонус через сигнальные рецепторы GPCR, а также поставляют энергию для кишечника (субстраты для питания эпителия ЖКТ) и оказывают противовоспалительное действие. При наличии же большого кол-ва пищи, содержащей много холина и карнитина, особенно в случае дисбиозов, в организме происходят нежелательные процессы. В частности, происходит воспаление кишечника, усиливается его проницаемость, увеличивается количество вторичных желчных кислот, которые меняют хронотропизм и инотропизм (ритм и силу сокращения сердца), а также вызывают воспаления и фиброз. В это же время из холина и карнитина кишечная микробиота производит много ТМА (триметиламина) - прекурсора ТМАО, который образуется в печени и, в свою очередь, может вызывать атеросклероз, коронарный тромбоз, неблагоприятные видоизменения в сердце, а также почечную недостаточность.

Взаимосвязь между питанием, кишечной микрофлорой и образованием полезных и вредных для сердечно-сосудистой системы веществ

Рис.2. Взаимосвязь между питанием, кишечной микрофлорой и образованием полезных и вредных для сердечно-сосудистой системы веществ

Очередное исследование

ТМАО и сердечно-сосудистый риск у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа и почечной недостаточностью

Американские ученые выдвинули гипотезу о связи ТМAO с сердечно-сосудистым риском у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа и хронической болезнью почек (T2DM-CKD).

У пациентов с сахарным диабетом 2-го типа и хронической болезнью почек дисбаланс кишечной микробиоты приводит к повышению уровня триметиламиноксида (ТМАО) в сыворотке крови – фактора развития сердечно-сосудистого риска.

В исследовании участвовали 20 пациентов с T2DM-CKD и 20 здоровых субъектов контрольной группы. Ученые проанализировали антропометрические и метаболические параметры, характеристику и состав кишечной микробиоты в образцах кала, производящей ТМА, измерили уровень TMAO в сыворотке крови с помощью масс-спектрометрии, а также концентрацию липополисахаридов (ЛПС) - эндотоксинов, маркера проницаемости кишечника Зозулина, и выполнили количественный ИФА-анализ нескольких биомаркеров, в частности, сывороточных биомаркеров воспалительной и эндотелиальной дисфункции.

Прим.: Иммуноферментный анализ (ИФА) – современное лабораторное исследование, в ходе которого ведется поиск специфических антител в крови либо антигенов к конкретным заболеваниям с целью выявления не только этиологии, но и стадии болезни

Анализ фекальной микробиоты показал дефицит бифидобактерий Bifidobacterium, а с другой стороны – увеличение численности Lactobacillus, Clostridium, Escherichia, Enterobacter, Acinetobacter и Proteus у пациентов с T2DM-CKD. Пять последних родов бактерий продуцируют TMA. В микробиоте пациентов также отмечалось высокое содержание TMA-продуцирующих Firmicutes  и Proteobacteria

Относительное обилие четырех родов бактерий в двух типах: Firmicutes (A) и Proteobacteria (B), связанных с продукцией триметиламина N-оксида (TMAO) в группах сахарного диабета 2 типа (T2DM) и здоровых испытуемых (HS)

Рис. 2. Относительное обилие четырех родов бактерий в двух типах: Firmicutes (A) и Proteobacteria (B), связанных с продукцией триметиламина N-оксида (TMAO) в группах сахарного диабета 2 типа (T2DM) и здоровых испытуемых (HS). p < 0,001; двусторонний тест ANOVA с поправкой Бонферрони для множественных сравнений.


Средний уровень TMAO в сыворотке крови был выше у пациентов с T2DM-CKD, чем у контрольных субъектов (1,516 ± 0,29 мкг/мл по сравнению с 0,183 ± 0,045 мкг/мл), при этом наблюдалась высокая корреляция между повышением уровня TMAO и увеличением экспрессии провоспалительных факторов (IL-6, TNFα), фактора эндотелиальной дисфункции (ET-a), фактора проницаемости кишечника (зонулин), а также повышением в сыворотке крови уровня липополисахарида (эндотоксина).

Авторы пришли к выводу, что дисбаланс кишечной микробиоты способствует продукции ТМА у субъектов T2DM-CKD и, как следствие, повышению уровня TMAO в сыворотке крови. Последнее приводит к увеличению экспрессии ряда факторов сердечно-сосудистого риска, в том числе фактора проницаемости кишечника, а это увеличивает выброс в кровь ТМА и эндотоксинов. Все это способствует повышению сердечно-сосудистого риска у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа и хронической болезнью почек.

Дополнительно см.:

  1. Кишечный микробиом влияет на жесткость артерий
  2. Здоровье артерий зависит от микрофлоры кишечника

К разделам:

  1. Пробиотики и атеросклероз
  2. Кишечная микрофлора и холестерин

Литература:

1. Zeneng Wang, Elizabeth Klipfell, Brian J. Bennett, Robert Koeth, Bruce S. Levison, et. al.. (2011). Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular diseaseNature. 472, 57-63;

Источник:

Al-Obaide MAI et al. Gut Microbiota-Dependent Trimethylamine-N-oxide and Serum Biomarkers in Patients with T2DM and Advanced CKD // J Clin Med. 2017 Sep 19; 6(9). pii: E86.

Будьте здоровы!

 

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

  1. ПРОБИОТИКИ
  2. ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
  3. БИФИКАРДИО
  4. КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
  5. ПРОПИОНИКС
  6. ЙОДПРОПИОНИКС
  7. СЕЛЕНПРОПИОНИКС
  8. БИФИДОБАКТЕРИИ
  9. ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
  10. ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
  11. СИНБИОТИКИ
  12. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
  13. АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
  14. АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
  15. МИКРОФЛОРА КИШЕЧНОГО ТРАКТА
  16. МИКРОФЛОРА И ФУНКЦИИ МОЗГА
  17. ПРОБИОТИКИ И ХОЛЕСТЕРИН
  18. ПРОБИОТИКИ ПРОТИВ ОЖИРЕНИЯ
  19. МИКРОФЛОРА И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
  20. ПРОБИОТИКИ и ИММУНИТЕТ
  21. ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
  22. ДИСБАКТЕРИОЗ
  23. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
  24. ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
  25. ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
  26. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
  27. АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
  28. СИНТЕЗ ЛЕТУЧИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
  29. СИНТЕЗ БАКТЕРИОЦИНОВ
  30. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
  31. АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  32. ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
  33. ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
  34. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  35. НОВОСТИ

триметиламин N-оксид