Кишечная палочка и холестерин

МИКРОФЛОРА – ТМАО – АТЕРОСКЛЕРОЗ

Влияние кишечной микробиоты на образование триметиламиноксида (ТМАО) – фактора риска сердечно-сосудистых заболеваний

Сохранять сердце и сосуды здоровыми можно, если держать под контролем желудочно-кишечную микрофлору, в т.ч. путем коррекции питания, где обязательно должны присутствовать пищевые волокна. Немаловажно сохранять и норму по бифидобактериям. Все это следует из ряда исследований, посвященных взаимосвязи между микрофлорой и риском ССЗ.

Микрофлора, как мы все знаем, помогает переваривать пищу и тем самым активно вмешивается в метаболизм. Через продукты расщепления разных веществ бактерии могут влиять едва ли не на все системы организма. Две из молекул, с которыми кишечные микробы активно работают, называются холин и карнитин, их особенно много в мясе и яйцах. Бактерии превращают их в триметиламин (ТМА), который, попав в печень, претерпевает дальнейшие химические метаморфозы и в результате из него получается триметиламин N-оксид (ТМАО). Он связан с сердечно-сосудистыми заболеваниями у людей, что удалось подтвердить в опытах на животных, у которых он повышал риск атеросклероза. Иными словами, порча сосудов начинается с бактерий, перерабатывающих холин и карнитин из нашей еды.

Коварные бактерии, или новый взгляд на метаболизм L-карнитина

Задуматься о возможной связи L-карнитина с развитием атеросклероза заставило открытие 2011 года, показавшее связь метаболизма холина – структурного аналога L-карнитина – с патогенезом сердечно-сосудистых заболеваний [1]. Главным источником холина служит фосфатидилхолин – одна из самых распространенных молекул клеточных мембран, в больших количествах содержащаяся в пище животного происхождения.

Рис. 1. Структурная формула наиболее известного фосфолипида – фосфатидилхолина (лецитина). В отличие от триглицеридов в молекуле фосфатидилхолина одна из трех гидроксильных групп глицерина связана не с жирной, а с фосфорной кислотой. Кроме того, фосфорная кислота в свою очередь соединена эфирной связью с азотистым основанием – холином. Таким образом, в молекуле фосфатидилхолина соединены глицерин, высшие жирные кислоты, фосфорная кислота и холин.

ТМА(триметиламин)

Как оказалось, холин используется некоторыми кишечными бактериями для синтеза интермедиата триметиламина (ТМА). В свою очередь, ТМА быстро абсорбируется и окисляется ферментами семейства FMO (флавинмонооксигеназа, FMO3 – главный фермент процесса) в печени до триметиламин N-оксида (ТМАО), вызывающего развитие атеросклероза.

Прим. ред.: Не стоит считать холин вредным, т.к. это жизненно необходимое вещество (холин необходим для работы нервной системы, печени и является структурным компонентом клеточных мембран). Также, особо подчеркивается важность обеспечения адекватного потребления холина во время беременности (450 мг/день) – См.: Hunter W. Korsmo, et al. Choline: Exploring the Growing Science on Its Benefits for Moms and Babies. Nutrients 2019, 11 (8), 1823. Как будет указано далее, нежелательные процессы могут происходить в организме лишь при потреблении большого кол-ва пищи, содержащей много холина и карнитина, особенно в случае дисбиозов.

Рис. 2. Структурная формула Триметиламин-N-оксида (ТМАО)

Триметиламиноксид (ТМАО, также известен как триметиламин N-оксид) – органическое вещество имеющее формулу (CH3)3NO. Образует сильные водородные связи с водой. TMAO образуется естественным путем из TMA (триметиламина). Триметиламин, в свою очередь, является результатом переработки карнитина, холина, бетаина и лецитина кишечным микробиомом (кишечными бактериями). Триметиламин всасывается стенками кишечника, поступает в кровь и перерабатывается в триметиламиноксид в печени. Исследования показывают, что повышение уровня TMAO в сыворотке крови связано с системным воспалением, эндотелиальной дисфункцией и повышенным риском развития атеросклероза и прочих сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), инсульта. Доказано, что приём антибиотиков, угнетающих кишечную микрофлору, приводит к снижению уровня ТМАО. Точный механизм влияния ТМАО на здоровье остаётся невыясненным, но уровень содержания триметиламиноксида в крови и плазме крови считается важным маркером для определения риска развития ССЗ.

Ниже, на рисунке 2. показана взаимосвязь между составом пищи, состоянием кишечной микрофлоры и образованием полезных и вредных для сердечно-сосудистой системы веществ. В частности, при наличии достаточного кол-ва пищевых волокон в рационе, здоровая кишечная микробиота продуцирует много полезных метаболитов, трансформирует желчные кислоты, синтезирует короткоцепочечные жирные кислоты, которые улучшают сосудистый тонус через сигнальные рецепторы GPCR, а также поставляют энергию для кишечника (субстраты для питания эпителия ЖКТ) и оказывают противовоспалительное действие. При наличии же большого кол-ва пищи, содержащей много холина и карнитина, особенно в случае дисбиозов, в организме происходят нежелательные процессы. В частности, происходит воспаление кишечника, усиливается его проницаемость, увеличивается количество вторичных желчных кислот, которые меняют хронотропизм и инотропизм (ритм и силу сокращения сердца), а также вызывают воспаления и фиброз. В это же время из холина и карнитина кишечная микробиота производит много ТМА (триметиламина) – прекурсора ТМАО, который образуется в печени и, в свою очередь, может вызывать атеросклероз, коронарный тромбоз, неблагоприятные видоизменения в сердце, а также почечную недостаточность.

Рис.2. Взаимосвязь между питанием, кишечной микрофлорой и образованием полезных и вредных для сердечно-сосудистой системы веществ

Очередное исследование

ТМАО и сердечно-сосудистый риск у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа и почечной недостаточностью

Американские ученые выдвинули гипотезу о связи ТМAO с сердечно-сосудистым риском у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа и хронической болезнью почек (T2DM-CKD).

У пациентов с сахарным диабетом 2-го типа и хронической болезнью почек дисбаланс кишечной микробиоты приводит к повышению уровня триметиламиноксида (ТМАО) в сыворотке крови – фактора развития сердечно-сосудистого риска.

В исследовании участвовали 20 пациентов с T2DM-CKD и 20 здоровых субъектов контрольной группы. Ученые проанализировали антропометрические и метаболические параметры, характеристику и состав кишечной микробиоты в образцах кала, производящей ТМА, измерили уровень TMAO в сыворотке крови с помощью масс-спектрометрии, а также концентрацию липополисахаридов (ЛПС) – эндотоксинов, маркера проницаемости кишечника Зозулина, и выполнили количественный ИФА-анализ нескольких биомаркеров, в частности, сывороточных биомаркеров воспалительной и эндотелиальной дисфункции.

Прим.: Иммуноферментный анализ (ИФА) – современное лабораторное исследование, в ходе которого ведется поиск специфических антител в крови либо антигенов к конкретным заболеваниям с целью выявления не только этиологии, но и стадии болезни

Анализ фекальной микробиоты показал дефицит бифидобактерий Bifidobacterium, а с другой стороны – увеличение численности Lactobacillus, Clostridium, Escherichia, Enterobacter, Acinetobacter и Proteus у пациентов с T2DM-CKD. Пять последних родов бактерий продуцируют TMA. В микробиоте пациентов также отмечалось высокое содержание TMA-продуцирующих Firmicutes и Proteobacteria.

Рис. 2. Относительное обилие четырех родов бактерий в двух типах: Firmicutes (A) и Proteobacteria (B), связанных с продукцией триметиламина N-оксида (TMAO) в группах сахарного диабета 2 типа (T2DM) и здоровых испытуемых (HS). p < 0,001; двусторонний тест ANOVA с поправкой Бонферрони для множественных сравнений.

Средний уровень TMAO в сыворотке крови был выше у пациентов с T2DM-CKD, чем у контрольных субъектов (1,516 ± 0,29 мкг/мл по сравнению с 0,183 ± 0,045 мкг/мл), при этом наблюдалась высокая корреляция между повышением уровня TMAO и увеличением экспрессии провоспалительных факторов (IL-6, TNFα), фактора эндотелиальной дисфункции (ET-a), фактора проницаемости кишечника (зонулин), а также повышением в сыворотке крови уровня липополисахарида (эндотоксина).

Авторы пришли к выводу, что дисбаланс кишечной микробиоты способствует продукции ТМА у субъектов T2DM-CKD и, как следствие, повышению уровня TMAO в сыворотке крови. Последнее приводит к увеличению экспрессии ряда факторов сердечно-сосудистого риска, в том числе фактора проницаемости кишечника, а это увеличивает выброс в кровь ТМА и эндотоксинов. Все это способствует повышению сердечно-сосудистого риска у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа и хронической болезнью почек.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО ТЕМЕ:

ТМАО, вырабатываемый кишечной микробиотой, ассоциируется с воспалением сосудов

Микробиота кишечника и ее влияние на
развитие атеросклероза и сопутствующих сердечно-сосудистых заболеваний

См. также:

Кишечный микробиом и сердечно-сосудистые заболевания
Кишечный микробиом влияет на жесткость артерий
Здоровье артерий зависит от микрофлоры кишечника

К разделам:

Пробиотики и атеросклероз
Кишечная микрофлора и холестерин

Литература:

1. Zeneng Wang, Elizabeth Klipfell, Brian J. Bennett, Robert Koeth, Bruce S. Levison, et. al.. (2011). Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease. Nature. 472, 57-63;

Источник:

Al-Obaide MAI et al.Gut Microbiota-Dependent Trimethylamine-N-oxide and Serum Biomarkers in Patients with T2DM and Advanced CKD // J Clin Med. 2017 Sep 19; 6(9). pii: E86.

Будьте здоровы!

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

ПРОБИОТИКИ
ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
БИФИКАРДИО
КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
ПРОПИОНИКС
ЙОДПРОПИОНИКС
СЕЛЕНПРОПИОНИКС
МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
БИФИДОБАКТЕРИИ
ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
СИНБИОТИКИ
РОЛЬ МИКРОБИОМА В ТЕРАПИИ РАКА
АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
МИКРОФЛОРА КИШЕЧНОГО ТРАКТА
МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА
МИКРОФЛОРА И ФУНКЦИИ МОЗГА
ПРОБИОТИКИ И ХОЛЕСТЕРИН
ПРОБИОТИКИ ПРОТИВ ОЖИРЕНИЯ
МИКРОФЛОРА И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
ПРОБИОТИКИ и ИММУНИТЕТ
МИКРОБИОМ И АУТОИММУННЫЕ БОЛЕЗНИ
ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
ПРОБИОТИКИ, БЕРЕМЕННОСТЬ, РОДЫ
ДИСБАКТЕРИОЗ
ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
СИНТЕЗ ЛЕТУЧИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
СИНТЕЗ БАКТЕРИОЦИНОВ
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НОВОСТИ

Наши партнеры:

Источник

Главная
Статьи
Науки о жизни
Другие науки о жизни
Бактерии кишечника и холестерин

14
Сентября
2015

Микрофлора кишечника влияет на уровень холестерина в крови

Микробиологи из Университета Гронингена (Нидерланды) выяснили, что состав микробиоты кишечника влияет на содержание в крови «хорошего» холестерина и триглицеридов. Важно, что от этих показателей зависит работа сердечно-сосудистой системы, сообщает Infox.

Кишечная палочка и холестерин «Наше исследование показывает, что состав микробиоты кишечника можно рассматривать, как еще один фактор риска развития сердечно-сосудистых заболеваний вместе с такими факторами, как возраст, пол, генетика, образ жизни», – говорит (в пресс-релизе Gut bacteria have influence on blood lipids levels – ВМ) ведущий автор исследования доцент Цзиньюйань Фу (Jingyuan Fu).

Кто живет в кишечнике?

В организме человека обитает множество микроорганизмов – в основном это бактерии, но встречаются вирусы, грибки и археи. Они живут в желудочно-кишечном тракте, полости рта, в носоглотке, на слизистых оболочках тела, на коже. Это целый особый мир, который называется микробиотой.

Удивительно, но количество клеток микробиоты человека на два порядка больше числа клеток всего организма. Некоторые исследователи даже выделяют микробиоту в отдельный орган.

От состава микробиоты во многом зависит работа нашего организма. Например, уже известно, что микробиота кишечника влияет на состояние иммунитета, и как показывают современные исследования, даже на настроение. И ученые не перестают находить все новые удивительные связи микробиоты с различными процессами в организме.

В нынешнем исследовании микробиологов приняли участие 893 жителей Нидерландов. У них определяли уровень триглицеридов, «плохого» и «хорошего» холестерина в крови.

Напомним, что «плохой» холестерин представляет собой низкомолекулярные липопротеины (липопротеины низкой плотности), которые плохо растворимы. Поэтому холестерин из них часто выпадает в осадок и откладывается в сосудах в виде атеросклеротических бляшек, что вызывает атеросклероз, ишемическую болезнь сердца, может приводить к инфарктам и инсультам.

А вот «хороший» холестерин растворяется прекрасно, поэтому и не выпадает в осадок. Считается, что это необходимое для нашего организма вещество. «Хороший» холестерин входит в состав клеточных мембран, участвует в синтезе половых гормонов, витамина D и других биологических соединений.

Бактерии кишечника и холестерин

Как показало исследование, 34 вида бактерий, обитающих в желудочно-кишечном тракте, связаны с уровнем триглицеридов и «хорошего» холестерина в крови.

А вот на уровень опасного «плохого» холестерина состав микробиоты кишечника никак не влиял.

Конечно, добавляют авторы, они делают лишь первые шаги в понимании взаимодействия микробиоты и содержания в крови жиров и холестерина. Но они надеются, что в будущем полная картина этого взаимодействия позволит создавать новые методы лечения ожирения, а также позволит разрабатывать новые методы снижения рисков развития сердечно-сосудистых заболеваний.

Портал «Вечная молодость» https://vechnayamolodost.ru

14.09.2015

Читать также:

08
Апреля
2013

Кишечные бактерии + L-карнитин = атеросклероз

После переработки L-карнитина микрофлорой кишечника в крови повышается уровень триметиламино-N-оксида (ТМАО), который, как считается, а чем больше ТМАО, тем медленнее холестерин уходит со стенок кровеносных сосудов.

читать

02
Июля
2015

Зубная щетка защищает сердечно-сосудистую систему

Регулярная чистка зубов, а также профилактика и лечение болезней десен может защитить вас от серьёзных проблем с сердцем и сосудами.

читать

21
Марта
2014

Шоколад без бактерий – деньги на ветер

Бактерии кишечника расщепляют содержащиеся в шоколаде полифенолы до обладающих противовоспалительными свойствами более мелких и легко всасываемых молекул, которые и оказывают благоприятное воздействие на сердце и сосуды.

читать

11
Апреля
2011

Биологически смертельные добавки

Дополнительные лецитины и холин, поступающие вместе с биологически активными пищевыми добавками, могут быть причиной сердечно-сосудистых заболеваний.

читать

09
Сентября
2015

Микробы могут омолаживать, лечить и снижать вес

Можно сказать, что мы совершенно безразличны нашей микрофлоре, она живет своей жизнью. А вот для нас эти микробы крайне важны.

читать

11
Августа
2015

Биоинформатика – медицине

Почему ожирение «заразно», микробиота – наше все и насколько важно изучать генетический состав окружающих нас бактерий, исследовали петербургские ученые.

читать

Источник

Взаимосвязь микрофлоры кишечника и уровня холестерина впервые была обозначена в 70‑х годах XX века. Американские ученые изучали воинов африканских племен масаи и удивились низкому уровню холестерина в их крови. Эти воины питались практически одним мясом, а молоко пили как воду. Избыток животных жиров в рационе тем не менее не вызывал у них повышения уровня холестерина в крови. Возникло предположение о возможном присутствии неизвестного компонента в молоке, который способен снижать уровень холестерина.

С целью найти этот компонент ученые занялись изучением состава молока. Наряду с коровьим молоком исследовалось молоко верблюдов и даже крыс. Но снизить холестерин с помощью молока не получалось. В другом эксперименте над воинами племени масаи была предпринята попытка вместо молока давать растительный аналог Coffee-mate (низкокалорийный заменитель молока или сливок) с высоким содержанием холестерина. Уровень холестерина у испытуемых даже в этом случае все равно не поднимался. Такие результаты означали крах молочной гипотезы.

Оказалось, что воины пили молоко в свернутом (кислом) состоянии, а для того чтобы молоко сворачивалось, требуется работа бактерий, но об этом никто не подумал. Бактерии – логичный ключ к эксперименту с Coffee-mate. Попавшие ранее в кишечник бактерии оставались там жить и функционировали даже после перехода на заменитель молока. Поэтому уровень холестерина оставался стабильным. Даже когда стало известно, что этот показатель снизился на 18 % благодаря потреблению скисшего молока, ученые все еще искали мифической компонент в молоке. Слепое усердие без особого успеха.

Результаты этих исследований нельзя просто так брать на вооружение сегодня. Подопытные группы того эксперимента были очень маленькими. Представители племен масаи бодрствовали по 13 часов в день и один месяц в году постились. Потому сравнивать их с европейцами нецелесообразно. Однако о тех исследованиях вспомнили спустя десятилетия ученые, которые заговорили о «сознательности» бактерий. Существуют бактерии, «думающие» о холестерине? Почему бы не попробовать изучить их в лаборатории? В колбу с питательной средой при температуре 37 °C помещали клетки холестерина и лактобактерии вида Lactobacillus fermentus . Результат был ошеломляющим – холестерин был нейтрализован! Если не весь, то значительная его часть.

Эксперименты могут идти в разных направлениях в зависимости от того, проводятся ли они в пробирке или в организме опистоконтов. Когда в научных публикациях я читаю: «Бактерия L.plantarum Lp91 способна снижать высокий уровень холестерина и нормализовать параметры крови, повышать «хороший холестерин» (ЛПВП) и снижать риск развития атеросклероза, что успешно было доказано в эксперименте с участием 112 сирийских хомяков», – я испытываю разочарование. Исследования на животных – это, конечно, первый шаг к тестированию на людях. Но если бы такие результаты удалось получить на группе из 112 американцев, страдающих ожирением, результат был бы более впечатляющим.

Полученный на хомячках результат, тем не менее, играет важную роль. Исследования на мышах, крысах и свиньях по некоторым видам бактерий были настолько поразительными, что, казалось бы, целесообразно начать проводить эксперименты на людях . Животным регулярно вводились бактерии, и через какое-то время измерялся уровень холестерина. Применяемые бактерии, их количество, продолжительность или способ введения при этом были различными. В некоторых случаях опыт имел положительные результаты, в некоторых – нет. Достаточное ли количество бактерий выживает в кислой среде желудка для того, чтобы повлиять на уровень холестерина, – так и не было окончательно установлено.

Первое действительно информативное исследование было проведено в 2011 году, в нем принимали участие 114 канадцев, которые два раза в сутки принимали в пищу специально приготовленный йогурт, содержащий бактерии Lactobacillus reuteri в особо стойкой к воздействию кислой среды желудка форме. В течение шести недель уровень плохого холестерина снизился на 8,91 %. Это 50 % терапевтического эффекта от приема легких медикаментов, снижающих уровень холестерина, только без побочных эффектов.

В следующих исследованиях с другими штаммами бактерий удалось достигнуть снижения уровня холестерина на 11–30 %. В дальнейшем исследования подобного плана для проверки полученных результатов не проводились.

Желчь в нашем организме является транспортным средством для жиров и холестеринов.

Существует много бактерий различных видов, которые можно в будущем применять для проведения подобных экспериментов. Для того чтобы выбрать нужных представителей бактериального мира для участия в экспериментах, необходимо определиться, какие их функции нам интересны. Какие гены, отвечающие за нужные свойства, достойны нашего внимания. Главными кандидатами являются особи, имеющие BSH-ген . Этот ген отвечает за разложение желчных солей. Что общего между желчными солями и холестерином? Ответ скрывается в самом слове. Слово «холестерин» состоит из двух корней, в переводе с греческого обозначающих: «chol» – желчь и «stereos» – твердый. Холестерин впервые был открыт в составе желчных камней.

Холестерин – это важный строительный материал для клеток организма. «Холестериновый каркас» составляет основу клеточных мембран и регулирует их проницаемость. От количества холестерина в мембране в известной степени зависит прочность клетки, ее способность к выживанию.

Бактерии, имеющие BSH-ген, влияют на транспортную способность желчи. Растворенный холестерин и жир в желчи больше не участвуют в процессе пищеварения и выводятся наружу. Для бактерий такой механизм очень удобен. Они ослабляют силу желчи, которая способна разрушать мембраны их клеток, тем самым защищая себя от нападок желчи по пути в кишечник. Существуют также другие механизмы взаимодействия бактерий и холестерина: некоторые виды способны напрямую захватывать его для построения мембраны собственных клеток; они могут синтезировать из холестерина другие необходимые компоненты или манипулировать органами, синтезирующими холестерин.

Большая часть холестерина синтезируется в кишечнике и в печени. В кишечнике процессы синтеза регулируют мельчайшие сигнальные вещества, выделяемые бактериями. Холестерин участвует в синтезе желчи, которая необходима для нормального пищеварения (преимущественно для эмульгирования и всасывания жиров в тонком кишечнике). На эти цели уходит 60–80 % ежедневно образующегося в организме холестерина.

Здесь нужно быть предусмотрительнее и задаться вопросом: как себя чувствует организм, если ему приходится регулярно выводить холестерин в больших количествах?

70–95 % холестерина организм синтезирует самостоятельно – и это очень трудоемкий процесс! Благодаря избитому стереотипу о том, что холестерин – это очень плохо, становится не совсем понятно, зачем же его синтезирует сам организм.

Холестерин участвует в синтезе гормонов надпочечников (кортикостероидов) – жизненно важных гормонов, которые помогают справляться со стрессом и участвуют в иммунном ответе, и половых гормонов (например, тестостерона, эстрогена и прогестерона).

Избыток холестерина действительно несет негативные последствия, как и его низкое содержание в организме. Холестерин является компонентом для синтеза половых гормонов, витамина D, отвечает за стабильность клеток. В ходе исследований было выявлено, что низкий уровень холестерина является причиной нарушений памяти, депрессий или даже агрессивного поведения.

Холестерин – предшественник витамина D, который вырабатывается нашим организмом под воздействием солнечных лучей. Особенно он важен для детей, так как участвует в формировании костно-мышечной и нервной системы, а также в минеральном обмене и синтезе гормонов.

Холестерин – это загадочное соединение, которое участвует в синтезе важных компонентов. Избыток холестерина в организме действительно вреден. И в этом деле самое главное – соблюдать разумное равновесие. Наши бактерии не были бы нашими бактериями, если бы не помогали нам в этом. Многие бактерии синтезируют вещество под названием пропионат , которое блокирует продукцию холестерина. Другие синтезируют ацетат , который, наоборот, стимулирует его производство.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник