Kajian Menemui Peranan Penting Mikrobiom Usus dalam Penuaan dan Penyakit Jantung

Dalam kajian yang diterbitkan baru-baru ini dalam Nature Medicine, sekumpulan saintis China menjalankan analisis prospektif kluster multimorbiditi metabolik berdasarkan 21 parameter metabolik untuk meneroka tandatangan mikrobiom usus yang berkaitan dengan metabolisme dan umur, serta lebih memahami hubungan antara metabolisme, umur dan risiko jangka panjang penyakit kardiovaskular.

Penyakit kardiovaskular ialah punca utama kematian global, dan gangguan metabolik serta umur, yang juga berkait rapat, dianggap meningkatkan risiko penyakit kardiovaskular dengan ketara. Gangguan metabolik menjadi lebih kompleks dan meluas dengan usia, dan pada orang dewasa yang lebih tua, penyakit kardiovaskular biasanya berkembang dalam konteks multimorbiditi.

Bukti yang semakin meningkat tentang pola penuaan yang dikaitkan dengan kepelbagaian mikrobiom usus dalam populasi yang berbeza menunjukkan bahawa mikrobiom usus menghubungkan imuniti dan metabolisme, mengalami perubahan berkaitan usia, dan mungkin mendasari penuaan yang sihat. Penyelidikan telah menunjukkan bahawa kepelbagaian Bacteroides yang rendah dan peningkatan kepelbagaian taksa unik dalam mikrobiom usus dikaitkan dengan penuaan yang sihat. Walau bagaimanapun, corak interaksi antara mikrobiom usus, metabolisme dan umur serta sejauh mana interaksi ini mempengaruhi kesihatan kardiovaskular masih tidak jelas.

Dalam kajian ini, penyelidik bermula dengan mengenal pasti kelompok multimorbiditi berdasarkan parameter metabolik tertentu dan kemudian memeriksa tandatangan mikrobiom usus yang dikaitkan dengan umur dan kelompok multimorbiditi ini. Selanjutnya, berdasarkan variasi dalam tandatangan mikrobiom usus dan 55 spesies mikrob yang dikaitkan dengan umur, mereka mentakrifkan konsep umur mikrob, yang kemudiannya digunakan untuk menentukan peranan komposisi mikrobiom usus dan umur mikrob dalam kelompok multimorbiditi tertentu.

Kohort asal termasuk orang dewasa berumur 40 hingga 93 tahun. Data tentang ciri demografi, sejarah perubatan, pembolehubah metabolik dan faktor gaya hidup seperti pengambilan alkohol, merokok dan tahap aktiviti fizikal telah dikumpulkan pada tahun 2010 dan 2014. Data susulan termasuk maklumat tentang penyakit kardiovaskular yang didiagnosis. Empat set data metagenomik tahi dari Israel, Belanda, Perancis, Jerman, Amerika Syarikat dan UK telah digunakan sebagai kohort pengesahan.

Kluster multimorbiditi metabolik berdasarkan 21 parameter metabolik dikaitkan dengan risiko penyakit kardiovaskular. Parameter termasuk berat badan, ketinggian, lilitan pinggang, kolesterol berketumpatan tinggi dan rendah (HDL-C dan LDL-C), apolipoprotein A-1, jumlah kolesterol, tahap insulin puasa, apolipoprotein B, γ-glutamyltransferase, aspartate aminotransferase, alanin aminotransferase, toleransi kepada glukosa, asid urik, trigliserida, hemoglobin A1c dan glukosa plasma puasa.

Berdasarkan parameter ini, lima kelompok multimorbiditi metabolik telah dikenal pasti, termasuk profil metabolik yang sihat, serta kelompok dengan tahap HDL-C dan apolipoprotein A1 yang rendah, tahap LDL-C yang tinggi, apolipoprotein B dan jumlah kolesterol, rintangan insulin, obesiti, peningkatan enzim hati dan hiperglisemia.

Sampel najis dikumpul daripada semua peserta dan penjujukan metagenom dilakukan menggunakan DNA yang diekstrak. Data metagenom telah digunakan untuk pemprofilan metagenomik kohort asal.

Peserta dibahagikan kepada dua kumpulan umur (di bawah atau lebih 60 tahun), dan nisbah risiko CVD dikira untuk empat kluster multimorbiditi yang tidak sihat berbanding dengan kluster profil metabolik yang sihat. Nisbah risiko untuk penyakit kardiovaskular juga dikira untuk kumpulan umur yang lebih muda dan lebih tua.

Pengaruh faktor persekitaran dan perumah pada mikrobiom usus telah dinilai, dan indeks keunikan dan kepelbagaian mikrobiom usus telah dikira. Kami kemudiannya memeriksa ciri-ciri berkaitan umur dan metabolisme mikrobiom usus, mengenal pasti perkaitan antara metabolisme, umur mikrob dan risiko penyakit kardiovaskular.

Keputusan menunjukkan bahawa berbanding dengan kelompok profil metabolik yang sihat, kelompok hiperglisemia dan obesiti masing-masing mempunyai risiko penyakit kardiovaskular sebanyak 117% dan 75% lebih tinggi dalam tempoh 11.1 tahun. Keputusan ini telah disahkan dalam kohort pengesahan.

Selain itu, data metagenom tahi menunjukkan bahawa komposisi mikrobiom usus dikaitkan dengan kedua-dua kelompok umur dan multimorbiditi. Dalam kalangan individu yang berumur lebih 60 tahun, peningkatan risiko penyakit kardiovaskular yang dikaitkan dengan hiperglikemia dan kelompok obesiti adalah lebih besar pada mereka yang mempunyai umur mikrob yang lebih tinggi dan menurun pada mereka yang mempunyai umur mikrob yang lebih rendah, tanpa mengira jantina, umur, faktor pemakanan atau gaya hidup.

Usia mikrob yang lebih muda, yang dicirikan oleh penurunan jumlah spesies Prevotella, dikaitkan dengan pengurangan risiko penyakit kardiovaskular pada orang dewasa yang lebih tua daripada kelompok metabolik yang tidak sihat, bebas daripada ubat-ubatan, faktor pemakanan, tahap pendidikan, jantina, umur atau gaya hidup.

Kajian itu mendedahkan tandatangan mikrobiom usus yang berkaitan dengan usia yang berbeza, seperti penurunan ketara dalam spesies Bacteroides dan peningkatan dalam keunikan dan kekayaan bakteria anaerobik fakultatif seperti Enterobacteriaceae dan Streptococcus. Peningkatan dalam laluan pro-radang dan corak penuaan mikrob ini nampaknya dikaitkan dengan penurunan berkaitan usia dalam imuniti, pencernaan dan fungsi fisiologi.

Kesimpulannya, kajian itu mengkaji interaksi antara komposisi mikrobiom usus dan kepelbagaian, umur, dan metabolisme serta kaitannya dengan risiko penyakit kardiovaskular. Komposisi mikrobiom usus didapati dikaitkan dengan parameter umur dan pelbagai morbiditi metabolik.

Selain itu, berdasarkan komposisi spesies mikrobiom usus, umur mikrob muda didapati mengurangkan risiko penyakit kardiovaskular yang dikaitkan dengan disfungsi metabolik, menunjukkan bahawa mikrobiom usus memodulasi kesihatan kardiovaskular pada orang dewasa yang lebih tua dengan disfungsi metabolik.