Tutkimus paljastaa suolistomikrobiston tärkeän roolin ikääntymisessä ja sydänsairauksissa.

Äskettäin Nature Medicine -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa joukko kiinalaisia tiedemiehiä teki prospektiivisen analyysin metabolisista monisairauksista 21 aineenvaihduntaparametrin perusteella tutkiakseen aineenvaihduntaan ja ikään liittyviä suoliston mikrobiomin piirteitä ja ymmärtääkseen paremmin aineenvaihdunnan, iän ja pitkäaikaisen sydän- ja verisuonitautien riskin välistä yhteyttä.

Sydän- ja verisuonisairaudet ovat maailmanlaajuisesti johtava kuolleisuuden syy, ja aineenvaihduntahäiriöiden ja iän, jotka myös liittyvät läheisesti toisiinsa, uskotaan lisäävän merkittävästi sydän- ja verisuonisairauksien riskiä. Aineenvaihduntahäiriöt monimutkaistuvat ja yleistyvät iän myötä, ja iäkkäillä ihmisillä sydän- ja verisuonisairaudet kehittyvät yleensä monisairauden yhteydessä.

Kasvava näyttö ikääntymisen malleista, jotka liittyvät suoliston mikrobiomin monimuotoisuuteen eri populaatioissa, viittaa siihen, että suoliston mikrobiomi yhdistää immuniteetin ja aineenvaihdunnan, käy läpi ikään liittyviä muutoksia ja voi olla terveen ikääntymisen taustalla. Tutkimukset ovat osoittaneet, että Bacteroides-bakteerien vähäinen monimuotoisuus ja ainutlaatuisten taksonien lisääntynyt monimuotoisuus suoliston mikrobiomissa liittyvät terveeseen ikääntymiseen. Suoliston mikrobiomin, aineenvaihdunnan ja iän välisten vuorovaikutusten mallit ja se, missä määrin nämä vuorovaikutukset vaikuttavat sydän- ja verisuoniterveyteen, ovat kuitenkin edelleen epäselviä.

Tässä tutkimuksessa tutkijat aloittivat määrittelemällä monisairaudet klustereita tiettyjen aineenvaihduntaparametrien perusteella ja tutkivat sitten ikään liittyviä suoliston mikrobiomin ominaisuuksia ja näitä monisairaudet klustereita. Sitten he määrittelivät mikrobien iän käsitteen suoliston mikrobiomin ominaispiirteiden vaihteluiden ja 55 ikään liittyvän mikrobilajin perusteella, ja käyttivät näitä määriä määrittääkseen suoliston mikrobiomin koostumuksen ja mikrobien iän roolin tietyissä monisairaudet klustereissa.

Alkuperäisiin kohortteihin kuului 40–93-vuotiaita aikuisia. Vuosina 2010 ja 2014 kerättiin tietoja demografisista ominaisuuksista, sairaushistorioista, aineenvaihduntamuuttujista ja elämäntapatekijöistä, kuten alkoholin kulutuksesta, tupakoinnista ja fyysisestä aktiivisuudesta. Seurantatietoihin sisältyi tietoa sydän- ja verisuonitautien esiintyvyydestä. Validointikohortteina käytettiin neljää ulosteen metagenomiikka-aineistoa Israelista, Alankomaista, Ranskasta, Saksasta, Yhdysvalloista ja Yhdistyneestä kuningaskunnasta.

21 metabolisesta parametrista muodostetut metaboliset monimorbiditeettiklusterit yhdistettiin sydän- ja verisuonitautien riskiin. Parametreja olivat paino, pituus, vyötärön ympärysmitta, korkea-tiheyksinen lipoproteiini (HDL-kolesteroli) ja matala-tiheyksinen lipoproteiini (LDL-kolesteroli), apolipoproteiini A-1, kokonaiskolesteroli, paastoinsuliinitasot, apolipoproteiini B, γ-glutamyylitransferaasi, aspartaattiaminotransferaasi, alaniiniaminotransferaasi, glukoosinsieto, virtsahappo, triglyseridit, hemoglobiini A1c ja paastoverensokeri.

Näiden parametrien perusteella tunnistettiin viisi metabolisen monimorbiditeettiklusteria, mukaan lukien terve metabolinen profiili sekä klusterit, joissa oli alhainen HDL-kolesteroli ja apolipoproteiini A1, korkea LDL-kolesteroli, apolipoproteiini B ja kokonaiskolesteroli, insuliiniresistenssi, lihavuus, kohonneet maksaentsyymit ja hyperglykemia.

Kaikilta osallistujilta kerättiin ulostenäytteet, ja metagenomisekvensointi suoritettiin uutetun DNA:n avulla. Metagenomidataa käytettiin alkuperäisen kohortin metagenomiseen profilointiin.

Osallistujat jaettiin kahteen ikäryhmään (alle ja yli 60-vuotiaat), ja neljälle epäterveen monisairausryhmän sydän- ja verisuonitautien riskisuhteet laskettiin verrattuna terveen aineenvaihduntaprofiilin ryhmään. Sydän- ja verisuonitautien riskisuhteet laskettiin myös nuoremmille ja vanhemmille ikäryhmille.

Ympäristö- ja isäntätekijöiden vaikutusta suoliston mikrobiomiin arvioitiin ja laskettiin suoliston mikrobiomin ainutlaatuisuus- ja monimuotoisuusindeksit. Sen jälkeen tutkittiin suoliston mikrobiomin ikään ja aineenvaihduntaan liittyviä ominaisuuksia ja määritettiin yhteyksiä aineenvaihdunnan, mikrobien iän ja sydän- ja verisuonitautien riskin välillä.

Tulokset osoittivat, että terveen aineenvaihduntaprofiilin ryhmässä hyperglykemia- ja lihavuusryhmissä oli 117 % ja 75 % suurempi sydän- ja verisuonitautien riski 11,1 vuoden aikana verrattuna. Nämä tulokset vahvistettiin validointikohortissa.

Lisäksi ulosteen metagenomitiedot osoittivat, että suoliston mikrobiomin koostumus oli yhteydessä sekä ikään että monisairausklustereihin. Yli 60-vuotiailla henkilöillä hyperglykemian ja lihavuuden klustereihin liittyvän sydän- ja verisuonitautien lisääntynyt riski oli suurempi henkilöillä, joilla oli iäkkäämpi mikrobisto, ja pienempi henkilöillä, joilla oli nuorempi mikrobisto, riippumatta sukupuolesta, iästä, ruokavaliotekijöistä tai elämäntavoista.

Nuori mikrobien ikä, jolle oli ominaista Prevotella-lajien vähentynyt runsaus, liittyi epäterveellisten aineenvaihduntakypsyjen aiheuttaman ikääntyneiden aikuisten pienempään sydän- ja verisuonitautien riskiin riippumatta lääkkeiden käytöstä, ruokavaliosta, koulutustasosta, sukupuolesta, iästä tai elämäntavoista.

Tutkimuksessa havaittiin selkeitä ikään liittyviä suoliston mikrobiomin piirteitä, kuten Bacteroides-lajien merkittävä väheneminen ja fakultatiivisten anaerobisten bakteerien, kuten Enterobacteriaceae- ja Streptococcus-bakteerien, ainutlaatuisuuden ja runsauden lisääntyminen. Tämä tulehdusta edistävien reittien ja mikrobien ikääntymismallien lisääntyminen näyttää liittyvän ikään liittyvään immuniteetin, ruoansulatuksen ja fysiologisten toimintojen heikkenemiseen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tutkimuksessa tarkasteltiin suoliston mikrobiomin koostumuksen ja monimuotoisuuden, iän ja aineenvaihdunnan välistä vuorovaikutusta sekä sen yhteyttä sydän- ja verisuonisairauksien riskiin. Havaittiin, että suoliston mikrobiomin koostumus oli yhteydessä ikään ja aineenvaihdunnan monimorbiditeettiparametreihin.

Lisäksi suoliston mikrobiomin lajikoostumuksen perusteella havaittiin, että nuori mikrobien ikä vähentää aineenvaihdunnan toimintahäiriöön liittyvien sydän- ja verisuonisairauksien riskiä, mikä viittaa siihen, että suoliston mikrobiomi moduloi sydän- ja verisuoniterveyttä ikääntyneillä aikuisilla, joilla on aineenvaihdunnan toimintahäiriö.