การศึกษาเผยบทบาทสำคัญของไมโครไบโอมในลำไส้ต่อการแก่ก่อนวัยและโรคหัวใจ

ในการศึกษาวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อไม่นานนี้ในวารสาร Nature Medicineกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้ทำการวิเคราะห์แนวโน้มของกลุ่มโรคแทรกซ้อนของระบบเผาผลาญโดยอาศัยพารามิเตอร์การเผาผลาญ 21 ตัว เพื่อตรวจสอบลายเซ็นของไมโครไบโอมในลำไส้ที่สัมพันธ์กับการเผาผลาญและอายุ และเพื่อทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างการเผาผลาญ อายุ และความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือดระยะยาวให้ดีขึ้น

โรคหลอดเลือดหัวใจเป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิตทั่วโลก และความผิดปกติของระบบเผาผลาญและวัยซึ่งมีความเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด เชื่อว่าจะเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือดได้อย่างมาก ความผิดปกติของระบบเผาผลาญมีความซับซ้อนและแพร่หลายมากขึ้นตามอายุ และในผู้สูงอายุ โรคหัวใจและหลอดเลือดมักเกิดขึ้นร่วมกับโรคแทรกซ้อนหลายโรค

หลักฐานที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับรูปแบบของการแก่ชราที่เกี่ยวข้องกับความหลากหลายของไมโครไบโอมในลำไส้ในกลุ่มประชากรที่แตกต่างกันชี้ให้เห็นว่าไมโครไบโอมในลำไส้เชื่อมโยงภูมิคุ้มกันและการเผาผลาญอาหาร มีการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับอายุ และอาจเป็นพื้นฐานของการแก่ชราอย่างมีสุขภาพดี การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าความหลากหลายของแบคทีเรีย Bacteroides ที่ต่ำและความหลากหลายของแท็กซาเฉพาะที่เพิ่มขึ้นในไมโครไบโอมในลำไส้มีความเกี่ยวข้องกับการแก่ชราอย่างมีสุขภาพดี อย่างไรก็ตาม รูปแบบของปฏิสัมพันธ์ระหว่างไมโครไบโอมในลำไส้ การเผาผลาญอาหาร และอายุ และขอบเขตที่ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ส่งผลต่อสุขภาพของหลอดเลือดและหัวใจยังคงไม่ชัดเจน

ในการศึกษาครั้งนี้ นักวิจัยเริ่มต้นด้วยการกำหนดกลุ่มโรคหลายชนิดตามพารามิเตอร์การเผาผลาญเฉพาะ จากนั้นจึงตรวจสอบลายเซ็นไมโครไบโอมในลำไส้ที่สัมพันธ์กับอายุและกลุ่มโรคหลายชนิดเหล่านี้ จากนั้นจึงกำหนดแนวคิดของอายุจุลินทรีย์โดยอิงตามการเปลี่ยนแปลงในลายเซ็นไมโครไบโอมในลำไส้และจุลินทรีย์ 55 ชนิดที่สัมพันธ์กับอายุ จากนั้นจึงใช้แนวคิดดังกล่าวเพื่อกำหนดบทบาทขององค์ประกอบของไมโครไบโอมในลำไส้และอายุจุลินทรีย์ในกลุ่มโรคหลายชนิดที่เฉพาะเจาะจง

กลุ่มตัวอย่างเริ่มต้นประกอบด้วยผู้ใหญ่ที่มีอายุระหว่าง 40 ถึง 93 ปี ข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะประชากร ประวัติการรักษา ตัวแปรการเผาผลาญ และปัจจัยด้านไลฟ์สไตล์ เช่น การบริโภคแอลกอฮอล์ การสูบบุหรี่ และการออกกำลังกาย ได้รับการรวบรวมในปี 2010 และ 2014 ข้อมูลการติดตามผลรวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับโรคหัวใจและหลอดเลือดที่เกิดขึ้นใหม่ ชุดข้อมูลเมตาจีโนมอุจจาระสี่ชุดจากอิสราเอล เนเธอร์แลนด์ ฝรั่งเศส เยอรมนี สหรัฐอเมริกา และสหราชอาณาจักร ถูกใช้เป็นกลุ่มตัวอย่างเพื่อการตรวจสอบความถูกต้อง

คลัสเตอร์โรคแทรกซ้อนจากระบบเผาผลาญที่สร้างจากพารามิเตอร์การเผาผลาญ 21 ตัวมีความเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงของการเกิดโรคหลอดเลือดหัวใจ พารามิเตอร์ดังกล่าวได้แก่ น้ำหนักตัว ส่วนสูง เส้นรอบเอว ไลโปโปรตีนความหนาแน่นสูง (HDL-C) และไลโปโปรตีนความหนาแน่นต่ำ (LDL-C) อะพอลิโพโปรตีน A-1 คอเลสเตอรอลรวม ระดับอินซูลินขณะอดอาหาร อะพอลิโพโปรตีน B γ-กลูตาเมลทรานสเฟอเรส แอสปาร์เทตอะมิโนทรานสเฟอเรส อะลานีนอะมิโนทรานสเฟอเรส ความทนต่อกลูโคส กรดยูริก ไตรกลีเซอไรด์ ฮีโมโกลบิน A1c และระดับกลูโคสในพลาสมาขณะอดอาหาร

จากพารามิเตอร์เหล่านี้ จึงสามารถระบุกลุ่มของโรคเมตาบอลิซึมหลายชนิดได้ 5 กลุ่ม ซึ่งรวมถึงโปรไฟล์เมตาบอลิซึมที่ดีต่อสุขภาพ ตลอดจนกลุ่มที่มี HDL-C ต่ำและอะพอลิโพโปรตีน A1, LDL-C สูง อะพอลิโพโปรตีน B และคอเลสเตอรอลรวม ภาวะดื้อต่ออินซูลิน โรคอ้วน เอนไซม์ตับสูง และภาวะน้ำตาลในเลือดสูง

ตัวอย่างอุจจาระถูกเก็บจากผู้เข้าร่วมทั้งหมด และดำเนินการจัดลำดับเมตาจีโนมโดยใช้ดีเอ็นเอที่สกัดออกมา ข้อมูลเมตาจีโนมถูกนำไปใช้สำหรับการสร้างโปรไฟล์เมตาจีโนมของกลุ่มตัวอย่างดั้งเดิม

ผู้เข้าร่วมถูกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มอายุ (อายุน้อยกว่าหรือมากกว่า 60 ปี) และอัตราส่วนความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือดถูกคำนวณสำหรับกลุ่มโรคแทรกซ้อนที่ไม่ดีต่อสุขภาพ 4 กลุ่มเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มโปรไฟล์การเผาผลาญที่ดีต่อสุขภาพ อัตราส่วนความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือดยังถูกคำนวณสำหรับกลุ่มอายุน้อยและอายุมากด้วย

มีการประเมินอิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและโฮสต์ต่อไมโครไบโอมในลำไส้ และคำนวณดัชนีความเป็นเอกลักษณ์และความหลากหลายของไมโครไบโอมในลำไส้ จากนั้นจึงตรวจสอบลักษณะที่เกี่ยวข้องกับอายุและการเผาผลาญของไมโครไบโอมในลำไส้ และกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างการเผาผลาญ อายุของจุลินทรีย์ และความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือด

ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเมื่อเทียบกับกลุ่มโปรไฟล์การเผาผลาญที่มีสุขภาพดี กลุ่มที่มีระดับน้ำตาลในเลือดสูงและกลุ่มที่มีภาวะอ้วนมีความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือดสูงขึ้น 117% และ 75% ตามลำดับในช่วงเวลา 11.1 ปี ผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการยืนยันในกลุ่มตัวอย่างที่ผ่านการตรวจสอบ

นอกจากนี้ ข้อมูลเมตาจีโนมในอุจจาระยังแสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบของไมโครไบโอมในลำไส้มีความเกี่ยวข้องกับทั้งกลุ่มอายุและโรคร่วมหลายโรค ในกลุ่มผู้ที่มีอายุมากกว่า 60 ปี ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรคหลอดเลือดหัวใจที่เกี่ยวข้องกับภาวะน้ำตาลในเลือดสูงและโรคอ้วนนั้นสูงกว่าในผู้ที่มีอายุจุลินทรีย์สูง และต่ำกว่าในผู้ที่มีอายุจุลินทรีย์ต่ำ โดยไม่ขึ้นอยู่กับเพศ อายุ ปัจจัยด้านอาหาร หรือรูปแบบการใช้ชีวิต

อายุของจุลินทรีย์ที่อายุน้อย ซึ่งมีลักษณะเฉพาะโดยมีปริมาณของสายพันธุ์ Prevotella ลดลง มีความเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงต่อโรคหลอดเลือดหัวใจที่ลดลงในผู้สูงอายุจากคลัสเตอร์ของระบบเผาผลาญที่ไม่ถูกสุขภาพ โดยไม่ขึ้นอยู่กับการใช้ยา ปัจจัยด้านโภชนาการ ระดับการศึกษา เพศ อายุ หรือไลฟ์สไตล์

การศึกษาพบลักษณะเฉพาะของจุลินทรีย์ในลำไส้ที่เกี่ยวข้องกับอายุ เช่น จำนวนแบคทีเรีย Bacteroides ที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และจำนวนแบคทีเรียที่ไม่ต้องการออกซิเจนที่เพิ่มขึ้น เช่น Enterobacteriaceae และ Streptococcus ที่เพิ่มขึ้นของเส้นทางการอักเสบและรูปแบบการแก่ชราของจุลินทรีย์ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับการลดลงของภูมิคุ้มกัน ระบบย่อยอาหาร และการทำงานทางสรีรวิทยาที่เกี่ยวข้องกับอายุ

โดยสรุป การศึกษานี้ได้ตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบของไมโครไบโอมในลำไส้และความหลากหลาย อายุและการเผาผลาญ และความสัมพันธ์กับความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือด พบว่าองค์ประกอบของไมโครไบโอมในลำไส้มีความเกี่ยวข้องกับอายุและพารามิเตอร์การเจ็บป่วยหลายอย่างจากการเผาผลาญ

ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อพิจารณาจากองค์ประกอบของสายพันธุ์ไมโครไบโอมในลำไส้ พบว่าอายุของจุลินทรีย์ที่น้อยช่วยลดความเสี่ยงต่อโรคหลอดเลือดและหัวใจที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของระบบเผาผลาญ ซึ่งบ่งชี้ว่าไมโครไบโอมในลำไส้ปรับเปลี่ยนสุขภาพหลอดเลือดและหัวใจในผู้สูงอายุที่มีความผิดปกติของระบบเผาผลาญ