Bestimmte Darmbakterien können auf ein langfristiges Risiko für Herz- und Stoffwechselerkrankungen hinweisen

Eine große prospektive Studie verknüpft bestimmte Darmmikroben und aus der Nahrung stammende Metaboliten mit dem künftigen Risiko kardiometabolischer Erkrankungen und verdeutlicht, wie das Mikrobiom Lebensstilfaktoren widerspiegeln kann, die die langfristige Herzgesundheit beeinflussen.

In einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Studie npj Biofilme und MikrobiomeForscher untersuchten die Rolle des Darmmikrobioms für die langfristige kardiometabolische Gesundheit. Während einige Mikroben mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko in Verbindung gebracht wurden, schienen andere schützend zu sein. Obwohl die Mikrobiota nur einen begrenzten diagnostischen Wert hat, erweist sie sich als potenzielles Ziel für frühe präventive Interventionen. Bemerkenswert ist, dass die Arten der Eubacterium xylanophilum-Gruppe nach Anpassungen weiterhin signifikant assoziiert waren. Die Ergebnisse stellen auch einen Zusammenhang zwischen pflanzlicher Ernährung, mikrobiellen Metaboliten und Herzgesundheit dar und heben die ernährungs- und mikrobiomorientierte Forschung als potenzielle Präventionsstrategien hervor.

Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass das Darmmikrobiom mit der kardiometabolischen Gesundheit zusammenhängt

Das menschliche Darmmikrobiom ist eng mit der kardiometabolischen Gesundheit verbunden. Erkenntnisse aus Tiermodellen und fäkalen Mikrobiota-Transplantationsstudien zeigen, dass mikrobielle Gemeinschaften Atherosklerose und Insulinresistenz beeinflussen können. Klinische Studien legen außerdem nahe, dass wichtige mikrobielle Metaboliten wie kurzkettige Fettsäuren (SCFAs) zur Regulierung des Glukosestoffwechsels, des Blutdrucks und des Appetits beitragen. Ein Großteil der Beweise stammt jedoch aus Querschnittsstudien. Obwohl Zusammenhänge zwischen den Mustern der Darmmikrobiota und dem kardiometabolischen Risiko nachgewiesen sind, sind Längsschnittstudien am Menschen, die nachhaltige Auswirkungen der Mikrobiomzusammensetzung und der abgeleiteten Stoffwechselfunktion untersuchen, nach wie vor begrenzt.

Große prospektive Kohortenstudie untersucht Mikrobiom und langfristiges Krankheitsrisiko

In dieser prospektiven Analyse untersuchten die Forscher, ob die Zusammensetzung des Darmmikrobioms langfristige kardiometabolische Ergebnisse vorhersagt.

Die Forscher schlossen 4.792 Erwachsene aus der HELIUS-Studie (Healthy Life in an Urban Setting) (2011, 2015) ein, die keine Antibiotika eingenommen hatten. Sie analysierten zu Studienbeginn von diesen Teilnehmern gesammelte Stuhlproben mithilfe der ribosomalen 16S-RNA-Sequenzierung, um die mikrobielle Zusammensetzung zu charakterisieren. Anschließend bewerteten sie zirkulierende Metaboliten mithilfe von Ultrahochleistungsflüssigkeitschromatographie und Tandem-Massenspektrometrie (UHPLC-MS/MS) in einer Untergruppe von 105 Teilnehmern.

Das Team beobachtete die Teilnehmer hinsichtlich Bluthochdruck, Diabetes und Dyslipidämie. Darüber hinaus verknüpften sie Krankenhaus- und Sterberegisterdaten von Januar 2011 bis Januar 2024, um schwerwiegende unerwünschte kardiovaskuläre Ereignisse (MACE) zu identifizieren. Das Team bewertete außerdem ein erweitertes kardiovaskuläres Ergebnis (MACE+), das Angina pectoris und andere in Registern erfasste kardiovaskuläre Diagnosen umfasste. Sie verwendeten die Codes der Internationalen Klassifikation der Krankheiten, zehnte Revision (ICD-10), um diese unerwünschten Ereignisse zu identifizieren.

Das Team nutzte logistische Regressionsmodelle, um die Odds Ratios (ORs) für Zusammenhänge zwischen mikrobiellen Merkmalen und auftretenden kardiometabolischen Erkrankungen abzuschätzen. Darüber hinaus verwendeten sie Cox-Proportional-Hazards-Modelle, um die Hazard Ratios (HRs) für MACE bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei freien Teilnehmern zu Studienbeginn abzuschätzen. Zu den Kovariaten der Studie gehörten Alter, Geschlecht, Body-Mass-Index, Alkoholkonsum und Raucherstatus.

Die Forscher bewerteten die Alpha-Diversität mithilfe des Shannon-Index und die Beta-Diversität mithilfe der Bray-Curtis-Distanzen und stratifizierten die Ergebnisse nach ethnischer Gruppe. Sie bewerteten auch mögliche Störfaktoren durch Ernährungsfaktoren, einschließlich der Aufnahme von Natrium und Makronährstoffen. Das Team analysierte die Serumdaten einer Untergruppe von 105 Teilnehmern, um Metaboliten zu identifizieren, die mit MACE und assoziierten Mikroben in Zusammenhang stehen.

Mehrere Darmmikroben werden mit einem erhöhten oder verringerten kardiovaskulären Risiko in Verbindung gebracht

Die Kohorte bestand überwiegend aus Erwachsenen mittleren Alters (Durchschnittsalter 50 Jahre), wobei 53 % Frauen waren, hauptsächlich niederländischer, afrikanisch-surinamischer und südasiatischer surinamischer Herkunft. Über einen Zeitraum von 6,2 Jahren (maximal 9,5 Jahre) verzeichneten die Forscher 376 neu aufgetretene Fälle von Bluthochdruck (21 %), 375 neue Fälle von Dyslipidämie (19 %) und 183 neue Fälle von Diabetes (5,8 %).

Die kardiovaskulären Ergebnisse umfassten 129 MACE- und 180 erweiterte MACE+-Ereignisse (3,8 %). Zu diesen Ereignissen gehörten kardiovaskuläre Diagnosen wie Herzrhythmusstörungen und Herzversagen sowie in Registern erfasste kardiovaskuläre Todesfälle. MACE und MACE+ traten am häufigsten bei südasiatischen surinamischen Teilnehmern auf. Allerdings waren die Assoziationen zwischen dem Mikrobiom und MACE in niederländischen und afrikanischen surinamischen Gruppen am stärksten.

Das Team fand Zusammenhänge zwischen mehreren Mikroben und dem Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Eine erhöhte Häufigkeit der Taxa Akkermansia muciniphila (HR 0,86) und Lachnospiraceae (HR 0,84) war mit einem verringerten MACE-Risiko verbunden. Im Gegensatz dazu war die Art der Gruppe Ruminococcus gnavus in Analysen des erweiterten kardiovaskulären Endpunkts (MACE+) mit einem erhöhten Risiko verbunden (HR: 1,10). Diese Assoziationen wurden jedoch im Allgemeinen nach Bereinigung um Kovariaten nicht signifikant. Für MACE+ waren A. muciniphila (HR 0,90) und Arten der Eubacterium-Gruppe (HR 0,81) schützend. Bemerkenswerterweise blieben nur die Arten der E. xylanophilum-Gruppe in vollständig angepassten Modellen signifikant (HR, 0,85).

Die Unterschiede in der mikrobiellen Diversität waren bescheiden, aber einige Arten sagten die Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung voraus

Teilnehmer, die Diabetes, Dyslipidämie oder Bluthochdruck entwickelten, zeigten eine etwas geringere mikrobielle Diversität, obwohl die Diversitätsunterschiede bescheiden waren und keine starken Prädiktoren für das Krankheitsrisiko darstellten. Zu den Mikroben, die mit einem höheren Krankheitsrisiko assoziiert sind, gehörten Flavonifractor plautii (OR: 1,18) und R. gnavus (OR: 1,13) für Diabetes. R. gnavus (OR: 1,12) und F. plautii (OR: 1,14) erhöhten die Wahrscheinlichkeit einer Dyslipidämie. Streptococcus-Arten (OR: 1,13), F. plautii (OR: 1,17), R. gnavus (OR: 1,07) und Bifidobacterium (OR: 1,06) waren mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit für Bluthochdruck verbunden. Im Allgemeinen zeigten die Taxa Lachnospiraceae, Colidextribacter und Christensenellaceae schützende Assoziationen.

Metaboliten verbinden nützliche Mikroben mit pflanzlichen Nahrungsbestandteilen

Metabolomische Analysen verknüpften risikoassoziierte Mikroben mit Gallensäuren und Acylcarnitin-bezogenen Metaboliten. Schutztaxa korrelierten mit pflanzlichen mikrobiellen Verbindungen, darunter Xenobiotika wie 3-Phenylpropionat, Cinnamoylglycin und Enterolactonsulfat. Diese Metaboliten, die wahrscheinlich den mikrobiellen Stoffwechsel pflanzlicher Nahrungsbestandteile widerspiegeln, unterstreichen mögliche Wechselwirkungen zwischen Ernährung und Mikrobiom beim kardiovaskulären Schutz.

Mikrobiomsignale können als Leitfaden für vorbeugende Ernährungs- und Gesundheitsstrategien dienen

Die Ergebnisse zeigen, dass die Zusammensetzung des Darmmikrobioms in Längsrichtung mit kardiometabolischen Erkrankungen zusammenhängt und als Frühindikator für kardiovaskuläre Risiken dienen kann, die durch den Lebensstil beeinflusst werden. Schützende Mikroben wurden mit pflanzlichen und aus der Nahrung stammenden Metaboliten in Verbindung gebracht, was wichtige Wechselwirkungen zwischen Nahrung und Mikroben verdeutlicht. Bemerkenswert ist, dass die Arten der Eubacterium xylanophilum-Gruppe nach vollständiger Anpassung weiterhin einen signifikanten Schutz boten, was sie eher zu einem Kandidatenorganismus für weitere Untersuchungen als zu einem bestätigten therapeutischen Ziel machte.

Zukünftige Studien sollten wiederholte Mikrobiom-Probenentnahmen, größere Metabolomik-Datensätze, externe Validierungskohorten und experimentelle Arbeiten umfassen, um Mikrobiom- und Ernährungsstrategien zur Reduzierung des kardiovaskulären Risikos zu steuern. Die Autoren weisen außerdem darauf hin, dass Mikrobiomprofile zu einem einzigen Basiszeitpunkt gemessen wurden, was die kausale Interpretation einschränken könnte.

Quellen: