מחקר מגלה תפקיד חשוב של המיקרוביום במעיים בהזדקנות ובמחלות לב

במחקר שפורסם לאחרונה ב- Nature Medicine, קבוצת מדענים סינים ערכה ניתוח פרוספקטיבי של אשכולות רב-תחלואה מטבולית בהתבסס על 21 פרמטרים מטבוליים כדי לחקור את חתימות המיקרוביום במעיים הקשורות לחילוף חומרים ולגיל ולהבין טוב יותר את הקשר בין חילוף חומרים, גיל וסיכון למחלות לב וכלי דם לטווח ארוך.

מחלות לב וכלי דם הן הגורם המוביל לתמותה עולמית, והפרעות מטבוליות וגיל, הקשורות זו לזו באופן הדוק, נחשבות כמגבירות משמעותית את הסיכון למחלות לב וכלי דם. הפרעות מטבוליות הופכות מורכבות ושכיחות יותר עם הגיל, ובקרב אנשים מבוגרים, מחלות לב וכלי דם מתפתחות בדרך כלל בהקשר של תחלואה מרובת תחלואים.

ראיות הולכות וגדלות לגבי דפוסי הזדקנות הקשורים למגוון המיקרוביום של המעי באוכלוסיות שונות מצביעות על כך שהמיקרוביום של המעי מקשר בין חסינות ומטבוליזם, עובר שינויים הקשורים לגיל, ועשוי להיות הבסיס להזדקנות בריאה. מחקרים הראו כי מגוון נמוך של חיידקי בקטרואידים ומגוון מוגבר של טקסונים ייחודיים במיקרוביום של המעי קשורים להזדקנות בריאה. עם זאת, דפוסי האינטראקציות בין המיקרוביום של המעי, מטבוליזם וגיל והמידה שבה אינטראקציות אלו משפיעות על בריאות הלב וכלי הדם נותרו לא ברורים.

במחקר זה, החוקרים החלו בהגדרת אשכולות רב-תחלואה המבוססים על פרמטרים מטבוליים ספציפיים ולאחר מכן בחנו את חתימות המיקרוביום של המעי הקשורות לגיל ואת אשכולות הרב-תחלואה הללו. לאחר מכן הם הגדירו את מושג הגיל המיקרוביאלי על סמך שינויים בחתימות המיקרוביום של המעי ו-55 מיני מיקרוביאלים הקשורים לגיל, בהם השתמשו לאחר מכן כדי לקבוע את תפקיד הרכב המיקרוביום של המעי וגיל המיקרוביאלי באשכולות רב-תחלואה ספציפיים.

הקבוצות הראשוניות כללו מבוגרים בגילאי 40 עד 93. נתונים על מאפיינים דמוגרפיים, היסטוריות רפואיות, משתנים מטבוליים וגורמי אורח חיים כגון צריכת אלכוהול, עישון ופעילות גופנית נאספו בשנים 2010 ו-2014. נתוני המעקב כללו מידע על היארעות מחלות לב וכלי דם. ארבעה מערכי נתונים מטא-גנומיים צואתיים מישראל, הולנד, צרפת, גרמניה, ארצות הברית ובריטניה שימשו כקבוצות אימות.

אשכולות רב-מורבידיות מטבולית שנבנו מ-21 פרמטרים מטבוליים נקשרו לסיכון לפתח מחלות לב וכלי דם. הפרמטרים כללו משקל גוף, גובה, היקף מותניים, ליפופרוטאין בצפיפות גבוהה (HDL-C) וליפופרוטאין בצפיפות נמוכה (LDL-C), אפוליפופרוטאין A-1, כולסטרול כללי, רמות אינסולין בצום, אפוליפופרוטאין B, γ-גלוטמיל טרנספראז, אספרטט אמינוטרנספראז, אלנין אמינוטרנספראז, סבילות לגלוקוז, חומצת שתן, טריגליצרידים, המוגלובין A1c וגלוקוז בפלזמה בצום.

בהתבסס על פרמטרים אלה, זוהו חמישה אשכולות של תחלואה מטבולית מרובת-תחלואה, כולל פרופיל מטבולי תקין, כמו גם אשכולות עם רמות נמוכות של HDL-C ו-apolipoprotein A1, רמות גבוהות של LDL-C, אפוליפופרוטאין B וכולסטרול כללי, עמידות לאינסולין, השמנת יתר, אנזימי כבד מוגברים והיפרגליקמיה.

דגימות צואה נאספו מכל המשתתפים וריצוף מטא-גנומים בוצע באמצעות ה-DNA שחולץ. נתוני המטא-גנום שימשו ליצירת פרופיל מטא-גנומי של הקבוצה המקורית.

המשתתפים חולקו לשתי קבוצות גיל (מתחת לגיל 60 או מעל גיל 60), ויחסי הסיכון למחלות לב וכלי דם חושבו עבור ארבעת אשכולות התחלואה הרב-בריאה בהשוואה לאשכול הפרופיל המטבולי הבריא. יחסי הסיכון למחלות לב וכלי דם חושבו גם עבור קבוצות הגיל הצעירות והמבוגרות יותר.

הוערכה השפעת גורמים סביבתיים וגורמי מארח על המיקרוביום של המעי, וחושבו מדדי הייחודיות והגיוון של המיקרוביום. לאחר מכן נבחנו מאפיינים הקשורים לגיל ולמטבוליזם של המיקרוביום, ונקבעו קשרים בין מטבוליזם, גיל המיקרוביאלים וסיכון למחלות לב וכלי דם.

התוצאות הראו כי בהשוואה לאשכול הפרופיל המטבולי הבריא, לאשכולות היפרגליקמיה והשמנת יתר היה סיכון גבוה ב-117% ו-75% למחלות לב וכלי דם במשך 11.1 שנים, בהתאמה. תוצאות אלו אושרו בקבוצת התיקוף.

יתר על כן, נתוני מטא-גנום בצואה הראו כי הרכב המיקרוביום של המעי היה קשור הן לאשכולות גיל והן לאשכולות רב-תחלואה. בקרב אנשים מעל גיל 60, הסיכון המוגבר למחלות לב וכלי דם הקשורות לאשכולות היפרגליקמיה והשמנת יתר היה גבוה יותר בקרב אנשים עם גילאים מיקרוביאליים גבוהים יותר ונמוך יותר בקרב אנשים עם גילאים מיקרוביאליים נמוכים יותר, ללא קשר למין, גיל, גורמים תזונתיים או אורח חיים.

גיל מיקרוביאלי צעיר, אשר התאפיין בשפע מופחת של מיני Prevotella, נקשר לירידה בסיכון למחלות לב וכלי דם בקרב מבוגרים כתוצאה מאשכולות מטבוליים לא בריאים, ללא קשר לשימוש בתרופות, גורמים תזונתיים, רמת השכלה, מין, גיל או אורח חיים.

המחקר מצא מאפיינים ברורים של המיקרוביום במעי הקשורים לגיל, כגון ירידה משמעותית במיני Bacteroides ועלייה בייחודיות ובעושר של חיידקים אנאירוביים פקולטטיביים כגון Enterobacteriaceae ו-Streptococcus. עלייה זו במסלולים מעודדי דלקת ודפוסי הזדקנות מיקרוביאלית קשורה ככל הנראה לירידה הקשורה לגיל בחסינות, עיכול ותפקוד פיזיולוגי.

לסיכום, המחקר בחן את האינטראקציה בין הרכב המיקרוביום של המעי והמגוון שלו, גיל ומטבוליזם ואת הקשר שלו לסיכון למחלות לב וכלי דם. נמצא כי הרכב המיקרוביום של המעי היה קשור לגיל ולפרמטרים של תחלואה מטבולית מרובת משתנים.

יתר על כן, בהתבסס על הרכב מיני המיקרוביום של המעי, נמצא כי גיל מיקרוביאלי צעיר מפחית את הסיכון למחלות לב וכלי דם הקשורות לתפקוד מטבולי לקוי, דבר המצביע על כך שהמיקרוביום של המעי מווסת את בריאות הלב וכלי הדם אצל מבוגרים עם תפקוד מטבולי לקוי.