دراسة تكشف عن دور مهم لميكروبيوم الأمعاء في الشيخوخة وأمراض القلب

في دراسة نُشرت مؤخرًا في مجلة Nature Medicine، أجرت مجموعة من العلماء الصينيين تحليلًا مستقبليًا لمجموعات الأمراض المتعددة الأيضية استنادًا إلى 21 معيارًا أيضيًا للتحقيق في توقيعات ميكروبيوم الأمعاء المرتبطة بالتمثيل الغذائي والعمر وفهم العلاقة بين التمثيل الغذائي والعمر وخطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية على المدى الطويل بشكل أفضل.

تُعدّ أمراض القلب والأوعية الدموية السبب الرئيسي للوفيات عالميًا، ويُعتقد أن الاضطرابات الأيضية والتقدم في السن، واللذان يرتبطان ارتباطًا وثيقًا، يزيدان بشكل كبير من خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. تزداد الاضطرابات الأيضية تعقيدًا وانتشارًا مع التقدم في السن، وعادةً ما تتطور أمراض القلب والأوعية الدموية لدى كبار السن في سياق تعدد الأمراض.

تشير الأدلة المتزايدة حول أنماط الشيخوخة المرتبطة بتنوع ميكروبيوم الأمعاء لدى مختلف السكان إلى أن ميكروبيوم الأمعاء يربط بين المناعة والأيض، ويخضع لتغيرات مرتبطة بالعمر، وقد يكون أساسًا للشيخوخة الصحية. وقد أظهرت الدراسات أن انخفاض تنوع البكتيريا العصوية وزيادة تنوع الأنواع الفريدة في ميكروبيوم الأمعاء يرتبطان بالشيخوخة الصحية. ومع ذلك، لا تزال أنماط التفاعلات بين ميكروبيوم الأمعاء والأيض والعمر، ومدى تأثير هذه التفاعلات على صحة القلب والأوعية الدموية، غير واضحة.

في هذه الدراسة، بدأ الباحثون بتحديد مجموعات الأمراض المتعددة بناءً على معايير أيضية محددة، ثم فحصوا بصمات ميكروبيوم الأمعاء المرتبطة بالعمر ومجموعات الأمراض المتعددة هذه. ثم عرّفوا مفهوم العمر الميكروبي بناءً على الاختلافات في بصمات ميكروبيوم الأمعاء و55 نوعًا ميكروبيًا مرتبطًا بالعمر، واستخدموا هذه البيانات لتحديد دور تركيب ميكروبيوم الأمعاء وعمر الميكروب في مجموعات أمراض متعددة محددة.

شملت المجموعات الأولية بالغين تتراوح أعمارهم بين 40 و93 عامًا. جُمعت بيانات عن الخصائص الديموغرافية، والتاريخ الطبي، والمتغيرات الأيضية، وعوامل نمط الحياة، مثل استهلاك الكحول والتدخين والنشاط البدني، في عامي 2010 و2014. وتضمنت بيانات المتابعة معلومات عن أمراض القلب والأوعية الدموية. واستُخدمت أربع مجموعات بيانات ميتاجينومية برازية من إسرائيل، وهولندا، وفرنسا، وألمانيا، والولايات المتحدة الأمريكية، والمملكة المتحدة كمجموعات للتحقق من الصحة.

ارتبطت مجموعات الأمراض الأيضية المتعددة، المُكوّنة من 21 معيارًا أيضيًا، بخطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. وشملت هذه المعايير وزن الجسم، والطول، ومحيط الخصر، والبروتين الدهني عالي الكثافة (HDL-C) والبروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL-C)، والبروتين الدهني أ-1، والكوليسترول الكلي، ومستويات الأنسولين الصائم، والبروتين الدهني ب، وجاما-غلوتاميل ترانسفيراز، وأسبارتات أمينوترانسفيراز، وألانين أمينوترانسفيراز، وتحمل الجلوكوز، وحمض اليوريك، والدهون الثلاثية، والهيموغلوبين السكري A1c، ومستوى الجلوكوز في البلازما الصائم.

وبناءً على هذه المعايير، تم تحديد خمس مجموعات من الأمراض الأيضية المتعددة، بما في ذلك ملف أيضي صحي، فضلاً عن مجموعات ذات مستويات منخفضة من HDL-C وبروتين أبوليبوبروتين A1، ومستويات عالية من LDL-C وبروتين ب والكوليسترول الكلي، ومقاومة الأنسولين، والسمنة، وارتفاع إنزيمات الكبد وارتفاع سكر الدم.

جُمعت عينات براز من جميع المشاركين، وأُجري تسلسل ميتاجينوم باستخدام الحمض النووي المُستخلص. واستُخدمت بيانات ميتاجينوم لتحديد الملف الميتاجينومي للمجموعة الأصلية.

قُسِّم المشاركون إلى فئتين عمريتين (أقل من أو أكبر من 60 عامًا)، وحُسبت نسب خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية لمجموعات الأمراض المتعددة غير الصحية الأربع مقارنةً بمجموعة الملف الأيضي الصحي. كما حُسبت نسب خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية للفئتين العمريتين الأصغر والأكبر.

تم تقييم تأثير العوامل البيئية وعوامل المضيف على ميكروبيوم الأمعاء، وحُسبت مؤشرات تفرده وتنوعه. ثم فُحصت خصائص ميكروبيوم الأمعاء المرتبطة بالعمر والأيض، وحُددت العلاقة بين الأيض وعمر الميكروبيوم وخطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية.

أظهرت النتائج أنه مقارنةً بمجموعة النمط الأيضي الصحي، كان لدى مجموعتي ارتفاع سكر الدم والسمنة خطر أعلى للإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية بنسبة 117% و75% على التوالي على مدى 11.1 عامًا. وقد تم تأكيد هذه النتائج في مجموعة التحقق.

علاوة على ذلك، أظهرت بيانات ميتاجينوم البراز أن تركيب ميكروبيوم الأمعاء كان مرتبطًا بكلٍّ من العمر ومجموعات الأمراض المتعددة. بين الأفراد الذين تزيد أعمارهم عن 60 عامًا، كان خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية المرتبطة بمجموعات ارتفاع سكر الدم والسمنة أعلى لدى الأفراد ذوي الأعمار الميكروبية الأعلى، وأقل لدى الأفراد ذوي الأعمار الميكروبية الأقل، بغض النظر عن الجنس أو العمر أو العوامل الغذائية أو نمط الحياة.

ارتبط عمر الميكروب الصغير، الذي اتسم بانخفاض وفرة أنواع بريفوتيلا، بانخفاض خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية لدى كبار السن من مجموعات التمثيل الغذائي غير الصحية، بغض النظر عن استخدام الأدوية، والعوامل الغذائية، ومستوى التعليم، والجنس، والعمر، أو نمط الحياة.

كشفت الدراسة عن سمات مميزة لميكروبيوم الأمعاء المرتبط بالعمر، مثل انخفاض ملحوظ في أنواع البكتيريا العصوية، وزيادة في تفرد وغنى البكتيريا اللاهوائية الاختيارية مثل المعوية والعقدية. ويبدو أن هذه الزيادة في المسارات المؤيدة للالتهابات وأنماط الشيخوخة الميكروبية مرتبطة بانخفاض المناعة والهضم والوظائف الفسيولوجية المرتبط بالعمر.

في الختام، بحثت الدراسة التفاعل بين تركيبة ميكروبيوم الأمعاء وتنوعها، والعمر، والأيض، وارتباطه بخطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. وُجد أن تركيبة ميكروبيوم الأمعاء مرتبطة بالعمر ومعايير تعدد الأمراض الأيضية.

وعلاوة على ذلك، وبناءً على تكوين أنواع ميكروبيوم الأمعاء، وجد أن العمر الميكروبي الصغير يقلل من خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية المرتبطة بالخلل الأيضي، مما يشير إلى أن ميكروبيوم الأمعاء ينظم صحة القلب والأوعية الدموية لدى كبار السن الذين يعانون من خلل التمثيل الغذائي.