Nghiên cứu cho thấy vai trò quan trọng của hệ vi sinh đường ruột trong quá trình lão hóa và bệnh tim

Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Medicine, một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc đã tiến hành phân tích triển vọng các nhóm bệnh lý chuyển hóa đa dạng dựa trên 21 thông số chuyển hóa để nghiên cứu các dấu hiệu của hệ vi sinh vật đường ruột liên quan đến quá trình chuyển hóa và tuổi tác, đồng thời hiểu rõ hơn mối quan hệ giữa quá trình chuyển hóa, tuổi tác và nguy cơ mắc bệnh tim mạch lâu dài.

Bệnh tim mạch là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong trên toàn cầu, và các rối loạn chuyển hóa và tuổi tác, cũng có liên quan chặt chẽ, được cho là làm tăng đáng kể nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Các rối loạn chuyển hóa trở nên phức tạp và phổ biến hơn theo tuổi tác, và ở người lớn tuổi, bệnh tim mạch thường phát triển trong bối cảnh đa bệnh.

Bằng chứng ngày càng tăng về các mô hình lão hóa liên quan đến sự đa dạng của hệ vi sinh vật đường ruột ở các quần thể khác nhau cho thấy hệ vi sinh vật đường ruột liên kết khả năng miễn dịch và quá trình trao đổi chất, trải qua những thay đổi liên quan đến tuổi tác và có thể là nền tảng cho quá trình lão hóa khỏe mạnh. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự đa dạng của Bacteroides thấp và sự đa dạng tăng lên của các loài độc đáo trong hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan đến quá trình lão hóa khỏe mạnh. Tuy nhiên, các mô hình tương tác giữa hệ vi sinh vật đường ruột, quá trình trao đổi chất và tuổi tác cũng như mức độ mà những tương tác này ảnh hưởng đến sức khỏe tim mạch vẫn chưa rõ ràng.

Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu bắt đầu bằng cách xác định các cụm đa bệnh dựa trên các thông số chuyển hóa cụ thể và sau đó kiểm tra các dấu hiệu vi khuẩn đường ruột liên quan đến tuổi tác và các cụm đa bệnh này. Sau đó, họ định nghĩa khái niệm về tuổi vi khuẩn dựa trên các biến thể trong các dấu hiệu vi khuẩn đường ruột và 55 loài vi khuẩn liên quan đến tuổi tác, sau đó họ sử dụng chúng để xác định vai trò của thành phần vi khuẩn đường ruột và tuổi vi khuẩn trong các cụm đa bệnh cụ thể.

Các nhóm ban đầu bao gồm những người lớn tuổi từ 40 đến 93. Dữ liệu về đặc điểm nhân khẩu học, tiền sử bệnh, biến số chuyển hóa và các yếu tố lối sống như uống rượu, hút thuốc và hoạt động thể chất đã được thu thập vào năm 2010 và 2014. Dữ liệu theo dõi bao gồm thông tin về bệnh tim mạch mới mắc. Bốn bộ dữ liệu metagenomic phân từ Israel, Hà Lan, Pháp, Đức, Hoa Kỳ và Vương quốc Anh đã được sử dụng làm nhóm xác nhận.

Các cụm đa bệnh lý chuyển hóa được xây dựng từ 21 thông số chuyển hóa có liên quan đến nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Các thông số bao gồm cân nặng, chiều cao, vòng eo, lipoprotein tỷ trọng cao (HDL-C) và lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL-C), apolipoprotein A-1, tổng lượng cholesterol, nồng độ insulin lúc đói, apolipoprotein B, γ-glutamyl transferase, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, dung nạp glucose, axit uric, triglyceride, hemoglobin A1c và glucose huyết tương lúc đói.

Dựa trên các thông số này, năm nhóm bệnh lý chuyển hóa đa dạng đã được xác định, bao gồm hồ sơ chuyển hóa lành mạnh, cũng như các nhóm có HDL-C và apolipoprotein A1 thấp, LDL-C, apolipoprotein B và cholesterol toàn phần cao, kháng insulin, béo phì, tăng men gan và tăng đường huyết.

Các mẫu phân được thu thập từ tất cả những người tham gia và giải trình tự metagenome được thực hiện bằng cách sử dụng DNA đã trích xuất. Dữ liệu metagenome được sử dụng để lập hồ sơ metagenomic của nhóm ban đầu.

Những người tham gia được chia thành hai nhóm tuổi (dưới hoặc trên 60 tuổi) và tỷ lệ nguy cơ CVD được tính cho bốn nhóm bệnh đa dạng không lành mạnh so với nhóm có hồ sơ chuyển hóa lành mạnh. Tỷ lệ nguy cơ CVD cũng được tính cho nhóm tuổi trẻ hơn và lớn hơn.

Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và vật chủ lên hệ vi sinh vật đường ruột đã được đánh giá, và các chỉ số độc đáo và đa dạng của hệ vi sinh vật đường ruột đã được tính toán. Sau đó, các đặc điểm liên quan đến tuổi tác và chuyển hóa của hệ vi sinh vật đường ruột đã được kiểm tra, và các mối liên hệ giữa quá trình chuyển hóa, tuổi của vi khuẩn và nguy cơ mắc bệnh tim mạch đã được xác định.

Kết quả cho thấy so với nhóm có hồ sơ chuyển hóa lành mạnh, nhóm tăng đường huyết và béo phì có nguy cơ mắc bệnh tim mạch cao hơn lần lượt là 117% và 75% trong 11,1 năm. Những kết quả này đã được xác nhận trong nhóm xác nhận.

Hơn nữa, dữ liệu metagenome phân cho thấy thành phần hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan đến cả nhóm tuổi và nhóm đa bệnh. Trong số những người trên 60 tuổi, nguy cơ mắc bệnh tim mạch liên quan đến nhóm tăng đường huyết và béo phì cao hơn ở những người có tuổi vi khuẩn cao hơn và thấp hơn ở những người có tuổi vi khuẩn thấp hơn, không phụ thuộc vào giới tính, tuổi tác, yếu tố chế độ ăn uống hoặc lối sống.

Tuổi vi khuẩn non, được đặc trưng bởi sự giảm số lượng loài Prevotella, có liên quan đến việc giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch ở người lớn tuổi có nhóm chuyển hóa không lành mạnh, không phụ thuộc vào việc sử dụng thuốc, các yếu tố về chế độ ăn uống, trình độ học vấn, giới tính, tuổi tác hoặc lối sống.

Nghiên cứu đã tìm thấy các dấu hiệu vi khuẩn đường ruột liên quan đến tuổi tác riêng biệt, chẳng hạn như sự suy giảm đáng kể các loài Bacteroides và sự gia tăng tính độc đáo và phong phú của các vi khuẩn kỵ khí tùy ý như Enterobacteriaceae và Streptococcus. Sự gia tăng các con đường gây viêm và các kiểu lão hóa của vi khuẩn này dường như có liên quan đến sự suy giảm khả năng miễn dịch, tiêu hóa và chức năng sinh lý liên quan đến tuổi tác.

Tóm lại, nghiên cứu đã xem xét sự tương tác giữa thành phần hệ vi sinh đường ruột và tính đa dạng, tuổi tác và quá trình chuyển hóa và mối liên hệ của nó với nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Người ta thấy rằng thành phần hệ vi sinh đường ruột có liên quan đến tuổi tác và các thông số bệnh lý đa dạng chuyển hóa.

Hơn nữa, dựa trên thành phần của các loài vi khuẩn đường ruột, tuổi vi khuẩn non được phát hiện có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch liên quan đến rối loạn chuyển hóa, cho thấy vi khuẩn đường ruột điều chỉnh sức khỏe tim mạch ở người lớn tuổi mắc chứng rối loạn chuyển hóa.