Afinele reduc inflamația vaselor de sânge la șoareci, doar în prezența microbilor intestinali
Afinele conțin compuși legați de sănătatea cardiovasculară, însă ce se întâmplă când bacteriile intestinale sunt eliminate din ecuație? Un nou studiu pe șoareci analizează modul în care fitochemicalele dietetice, metabolismul microbian și inflamația vaselor de sânge sunt interconectate.
Un studiu recent publicat în jurnalul Food & Function sugerează că fitochemicalele din afine ar putea modula inflamația vasculară prin interacțiuni între microbiom și metabolom pe axa gut-vasculară. Șoarecii crescuți convențional au prezentat concentrații plasmatice mai ridicate de metaboliți asociați afinelor comparativ cu șoarecii germ-free (GF) și cei tratați cu antibiotice. Suplimentarea dietei cu afine a redus inflamația vasculară indusă de dieta bogată în grăsimi, un efect care a dispărut după depleția microbiană. Acidul hippuric a fost asociat invers cu markerii inflamatori, însă cercetătorii nu au stabilit rolul său cauzal. Rezultatele subliniază importanța microbilor intestinali în reglementarea efectelor vasculare ale fitochemicalelor dietetice.
Pe lângă producerea vitaminelor, reglementarea metabolismului și modularea activității imune, microbii intestinali metabolizează fitochemicalele consumate în mesele cotidiene. Odată generate, metabolitele bioactive mediază mai multe procese fiziologice în organism, având efecte fie benefice, fie dăunătoare asupra sănătății umane.
Studiile anterioare au asociat consumul de afine cu o dilatare mediată de flux crescută la adulții sănătoși, femeile aflate la menopauză și persoanele cu sindrom metabolic. Lucrările experimentale conexe au raportat o inflamație endotelială redusă la șoareci diabetici și la celule endoteliale izolate de la persoane cu diabet. Totuși, rolul mediativ al microbiomului intestinal în metabolismul fitochemicalelor din afine rămâne neclar.
În acest studiu, cercetătorii au analizat modul în care interacțiunile dintre microbiomul intestinal și metabolomul plasmatic influențează efectele vasculare ale fitochemicalelor din afine. Șoarecii GF și cei crescuți convențional au fost administrați oral cu afine uscate prin congelare la o doză de 500 mg/kg greutate corporală. Cercetătorii au confirmat absența microbilor în șoarecii GF prin lipsa amplificării genei 16S ribozomale RNA (rRNA) din ADN-ul fecal. Grupuri separate au primit o dietă standard sau o dietă bogată în grăsimi (HFD), suplimentată cu sau fără pudră de afine la 3,7% w/w. Această cantitate dietetică a fost estimată a corespunde la 240 g de afine proaspete, echivalentul a aproximativ 1,5 porții zilnice pentru oameni, bazat pe scalarea suprafeței corpului. Pentru a depleta microbii intestinali, grupuri desemnate de șoareci au primit un amestec de antibiotice conținând 1,0 g/L fiecare dintre ampicilină, metronidazol și neomicină sulfat, plus 500 mg/L vancomicină, timp de 12 săptămâni.
Amostrele plasmatice au fost colectate la început și la mai multe momente de-a lungul a 24 de ore după administrarea orală pentru a caracteriza metaboliții din afine folosind cromatografia lichidă de ultra-performanță-cromatografie de masă în tandem (UPLC-MS/MS). Echipa a colectat, de asemenea, conținuturi cecale murine pentru profilarea microbiană și vase aortice pentru a evalua endpoint-urile vasculare. Au comparat numărul de monocite legate de straturile endoteliale luminale ale vaselor aortice și au măsurat biomarkerii inflamatori serici pentru a evalua efectele consumului de afine asupra inflamației vasculare. În plus față de greutatea corporală și nivelurile de glucoză din sânge, cercetătorii au măsurat grăsimea corporală totală folosind rezonanța magnetică nucleară în domeniu temporal (TD-NMR).
Echipa a evaluat diversitatea microbiană și compoziția comunității folosind măsuri statistice stabilite de diversitate alfa și beta. Corelațiile Spearman au fost utilizate pentru a analiza asocierile dintre microbii intestinali și metaboliții derivați din afine. Doar șoarecii masculini au fost utilizați pentru experimente pentru a reduce potențialele confuzii asociate fluctuațiilor hormonale.
În urma administrării orale de afine, concentrațiile plasmatice ale mai multor metaboliți asociați afinelor au crescut în animalele crescute convențional, în timp ce șoarecii GF au arătat schimbări minime, sugerând că microbii intestinali sunt contribuabili majori la descompunerea fitochemicalelor. Șoarecii GF au arătat puțini metaboliți circulanți, toți la niveluri nanomolare (nM) scăzute. Acidul cafeic a atins aproximativ 6,0 nM, în timp ce ceilalți compuși au rămas la concentrații mai mici.
Experimentele preclinice realizate cu animale tratate cu antibiotice au confirmat aceste constatări. În cohorta cu dietă standard, afinelor le-au crescut nivelurile de acid hippuric și acid p-cumaric de cinci până la șase ori, în timp ce acidul 3,4-dimetoxycinnamic a arătat o creștere de 60 de ori fără tratament cu antibiotice. Tratamentul cu antibiotice a redus semnificativ acidul hippuric; acidul 3,4-dimetoxycinnamic a arătat o tendință descrescătoare nesemnificativă, în timp ce acidul p-cumaric nu a fost redus, sugerând o contribuție din metabolismul gazdei. O creștere a unui gen neclasic din Coriobacteriales a fost, de asemenea, observată după consumul de afine, alături de reduceri în Extibacter, Lactococcus și GCA-900066575.
Cercetătorii au examinat apoi dacă schimbările microbiene și metabolice au fost însoțite de o inflamație vasculară redusă la șoarecii hrăniți cu HFD. În această cohortă, afinele dietetice au atenuat inflamația vasculară asociată cu HFD, așa cum a indicat scăderea legării monocitelor la endotelul vascular. Șoarecii suplimentați au arătat, de asemenea, concentrații circulante mai scăzute ale chimiokinelor inflamatorii, cum ar fi chimiokina derivată din keratinocite (KC, un echivalent funcțional al IL-8 uman) și proteina chimiotactică pentru monocite-1 (MCP-1, numită și JE la șoareci). Cu toate acestea, depleția microbiană mediată de antibiotice a redus metaboliții circulanți din afine, iar beneficiile antiinflamatorii vasculare nu au mai fost observate. Intervenția nu a modificat semnificativ greutatea corporală, grăsimea corporală sau glucoza din sânge în repaus și non-repaus, sugerând că îmbunătățirile în aceste măsuri metabolice nu au explicat efectele vasculare.
Taxa microbiană care a crescut cu HFD, inclusiv Faecalimonas, a arătat corelații pozitive cu inflamația vasculară. Comparativ, acidul hippuric, care a crescut semnificativ cu suplimentarea de afine, și acidul 3-hidroxi-hippuric, care a arătat o tendință ascendentă nesemnificativă, au fost corelate invers cu markerii inflamatori. Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că Clostridia UGC-014 și Turicibacter, ale căror abunden
