Cum influențează microbiomul intestinal daunele și recuperarea după un atac de cord
O revizuire recentă sugerează că rezultatele după un atac de cord pot depinde parțial de semnalele provenite din intestin, evidențiind modul în care metabolitii microbieni ar putea influența inflamația, cicatrizarea și recuperarea prin mecanisme epigenetice.
Într-o revizuire recentă publicată în jurnalul npj Biofilms and Microbiomes, un grup de autori a analizat dovezile privind modul în care metabolitul derivat din microbiota intestinală influențează infarctul miocardic (IM) prin mecanisme epigenetice și a identificat posibile căi terapeutice.
Fiecare an, milioane de oameni suferă un IM, cunoscut și sub numele de atac de cord, dar rezultatele recuperării variază semnificativ. De ce unii pacienți se vindecă mai bine decât alții?
Mai multe studii arată dovezi tot mai convingătoare pentru factori noi în riscul de boli cardiovasculare. Microbiomul intestinal ar putea fi un contributor ascuns, făcându-l o zonă de interes pentru cercetătorii care studiază sănătatea inimii.
Metabolitii microbieni produși în intestin pot influența inflamația și procesele metabolice din organism, inclusiv acizii grași cu lanț scurt (AGLS) și trimetilamină N-oxid (TMAO). Factori precum metilarea acidului deoxiribonucleic (DNA) și modificarea histonelor controlează de asemenea modul în care funcționează genele fără a altera secvențele de ADN.
Împreună, acești factori creează un ax regulator care influențează rezultatele bolilor cardiovasculare, deși este necesară o cercetare suplimentară pentru a traduce aceste informații în terapii clinice.
Microbiota intestinală sprijină digestia, funcția imunitară și echilibrul metabolic. Când cineva este sănătos, microbii din intestin produc AGLS care ajută la reducerea inflamației, protejează mucoasa intestinală și previn acumularea excesivă de grăsimi. Totuși, persoanele care suferă de un atac de cord au un intestin dezechilibrat (dizbioză intestinală), ceea ce rezultă în niveluri scăzute de AGLS, dar produce cantități mai mari de alte substanțe dăunătoare organismului, inclusiv TMAO și lipopolizaharide. Dezechilibrul între AGLS, TMAO și lipopolizaharide duce la o inflamație crescută și la daune cardiace mai mari.
Rolul microbiotei intestinale în IM evoluează pe parcursul diferitelor etape ale bolii. Înainte de un atac de cord, dezechilibrul microbian este legat de ateroscleroză (depunerea plăcii în artere), iar nivelurile reduse de bacterii producătoare de butirat slăbesc stabilitatea plăcii, în timp ce metabolitul TMAO crește riscul de formare a cheagurilor.
Un atac de cord provoacă stres sever, ducând la o permeabilitate crescută a intestinului, permițând toxinelor să intre în circulația sanguină, contribuind la inflamație. Studiile analizate de autori arată că speciile bacteriene dăunătoare cresc, în timp ce microbii benefici scad, agravant astfel leziunile cardiace.
Dizbioza persistentă poate contribui la modificări dăunătoare și durabile ale structurii inimii. Această stare nesănătoasă conduce la fibroză și poate progresa către insuficiență cardiacă. Totuși, restabilirea bacteriilor benefice a arătat potențial în studii preclinice pentru a îmbunătăți funcția cardiacă și a reduce daunele, subliniind necesitatea unui intestin echilibrat în timpul recuperării.
Legătura dintre dizbioza intestinală și bolile de inimă este dată de epigenetică. Epigenetica reprezintă modificarea expresiei genelor fără a altera efectiv secvența ADN-ului. Acest lucru se realizează prin procese precum metilarea ADN-ului, modificarea histonelor și acizii ribonucleici necodificatori (ARN-uri) reglatorii.
Metilarea ADN-ului implică adăugarea de grupuri chimice la ADN, ceea ce poate activa sau inactiva genele. În timpul IM, modelele anormale de metilare activează genele inflamatorii în timp ce suprimă pe cele de protecție. Metabolitii dăunători, precum TMAO, pot crește metilarea ADN-ului în genele care protejează inima, reducându-le astfel activitatea. În contrast, metabolitii microbieni benefici ajută la menținerea unei expresii genice echilibrate, sprijinind recuperarea și reducând daunele.
Histonele sunt proteinele care împachetează ADN-ul, iar plasarea lor se schimbă în funcție de cât de strâns este înfășurat ADN-ul, făcând unele gene mai mult sau mai puțin accesibile. AGLS acționează ca inhibitori naturali ai histonei deacetilazei și, prin relaxarea structurii cromatinei, pot facilita exprimarea genelor care reduc inflamația și promovează răspunsuri protectoare (de exemplu, reducerea țesutului cicatricial în inimă, reducerea pierderii celulare după un atac de cord, îmbunătățirea recuperării inimii). Alți metaboliti microbieni pot de asemenea modula modificările avansate ale histonelor, sprijinind astfel funcția și recuperarea cardiacă.
ARN-urile necodificatoare, inclusiv microARN-uri, ARN-uri lungi necodificatoare și ARN-uri circulare, reglează expresia genelor la nivel post-transcripțional. Semnalele derivate din intestin influențează aceste molecule, modelând inflamația, fibroză și supraviețuirea celulară.
De exemplu, lipopolizaharidele pot activa microARN-uri pro-inflamatorii, agravant leziunile cardiace. În contrast, metabolitii benefici suprimă căile dăunătoare și îmbunătățesc expresia genelor protectoare. Această reglementare stratificată permite microbiotei intestinale să ajusteze fin răspunsul inimii la stres și leziuni.
Înțelegerea modului în care microbiota intestinală afectează genele oferă noi modalități de tratament. Dieta este un mod important de a echilibra microbiota intestinală. Dietele bogate în fibre cresc producția de AGLS, care reduce inflamația și sprijină sănătatea cardiacă. Alimentele precum fructele, legumele și nucile produc compuși care îmbunătățesc reglementarea genelor și funcția mitocondrială. Tipare dietetice precum postul intermitent și restricția calorică pot spori și mai mult modificările epigenetice benefice, promovând astfel recuperarea după IM.
Medicamentele care mimează metabolitii microbieni reprezintă, de asemenea, o țintă terapeutică printre mai multe modalități de dezvoltare a medicamentelor. Acționând ca inhibitori ai histonei deacetilazei, aceste medicamente pot produce efecte antiinflamatorii prin aceleași mecanisme prin care AGLS exercită efecte cardioprotectoare prin acetilarea histonelor și, astfel, pot îmbunătăți funcția cardiacă.
Probioticele și transplantul de microbiotă fecală sunt cele mai recente terapii explorate pentru a aborda dizbioza intestinală, iar aceste metode pot reduce inflamația, îmbunătățind sănătatea cardiacă și inversând dizbioza. Postbioticele ar putea reprezenta de asemenea o alternativă sigură și controlată pentru restabilirea unui microbiom sănătos, dar utilizarea lor clinică este împiedicată de numeroase provocări, inclusiv variațiile în răspunsurile pacienților, probleme de siguranță și dovezi clinice limit
