Vnitr Lek 2022, 68(2):E04-E10 | DOI: 10.36290/vnl.2022.026

Mikrobióm pri srdcovom zlyhávaní a aortálnej stenóze

Pavol Fülöp1, 2, Marianna Dvorožňáková3, Marianna Vachalcová2, Zuzana Fülöpová5, Katarína Šoltys4, Gabriel Valočik2
1 Interná klinika UPJŠ LF a Nemocnice AGEL Košice‑Šaca, a. s.
2 I. kardiologická klinika UPJŠ LF a VÚSCH, a. s., Košice
3 II. kardiologická klinika UPJŠ LF a VÚSCH, a. s., Košice
4 Prírodovedecká fakulta, UK v Bratislave
5 I. interná klinika UPJŠ LF a UNLP, Košice

Črevný mikrobióm je prepojený s vývojom jednotlivých ochorení. U pacientov s kongestívnym srdcovým zlyhávaním (SZ) sa vyvíja edém črevnej steny pre venóznu kongesciu, ktorá narúša absorpčnú funkciu a povoľuje bakteriálne prerastanie. Následne patogénne baktérie produkujú mnoho škodlivých substancií vrátane trimetylamín‑N-oxidu (TMAO) a endotoxínu (LPS - lipopolysacharid), ktoré vedú k zhoršeniu SZ. Tieto objavy viedli k hypotéze o osi srdce‑črevá pri SZ. Vysoké hladiny TMAO prítomné u pacientov so SZ predisponujú k vyššej dlhodobej mortalite, dokonca aj po korelácii s tradičnými rizikovými faktormi a kardiorenálnymi indexami. Väčšina LPS je generovaná črevným mikrobiómom, pričom osteogénna odpoveď pri aortálnej stenóze na LPS stimuláciu intersticiálnych chlopňových buniek je úzko prepojená so zápalom a imunitou. Koncentrácia výskumu na črevný mikrobióm môže poskytnúť nové náhľady pri skúmaní nových terapeutických cieľov srdcového zlyhávania a aortálnej stenózy.

Klíčová slova: aortálna stenóza, mikrobióm, srdcové zlyhávanie

Gut microbiome in heart failure and aortic stenosis

The gut microbiome is linked to the development of individual diseases. Patients with congestive heart failure (HF) develop intestinal wall edema due to venous congestion, which impairs absorption function and allows bacterial overgrowth. Consequently, the pathogenous bacterial strains produce many harmful substances, including trimethylamine N-oxide (TMAO) and endotoxin (LPS - lipopolysaccharide), which lead to deterioration of HF. These discoveries led to hypothesis about the heart-bowel axis. High levels of TMAO present in patients with HF predispose to higher long-term mortality, even after correlation with traditional risk factors and cardiorenal indices. Most LPS is generated by the intestinal microbiome, and the osteogenic response in aortic stenosis to LPS stimulation of valve interstitial cells (VIC) is closely linked to inflammation and immunity. Thus, the concentration of intestinal microbiome research may provide new insights into the investigation of new therapeutic targets for HF and aortic stenosis.

Keywords: aortic stenosis, heart failure, microbiome

Zveřejněno: 4. duben 2022  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Fülöp P, Dvorožňáková M, Vachalcová M, Fülöpová Z, Šoltys K, Valočik G. Mikrobióm pri srdcovom zlyhávaní a aortálnej stenóze. Vnitr Lek. 2022;68(2):E04-10. doi: 10.36290/vnl.2022.026.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Roth GA, Johnson C, Abajobir A et al. Global, regional, and national burden of cardiovascular diseases for 10 causes, 1990 to 2015. J Am Coll Cardiol. 2017;70:1-25. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    2. Cook C, Cole G, Asaria P et al. The annual global economic burden of heart failure. Int J Cardiol 2014;171:368-376. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Eveborn GW, Schirmer H, Heggelund G et al. The evolving epidemiology of valvular aortic stenosis. the Tromso study. Heart (British Cardiac Society) 2013; 99(6): 396-400. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Harikrishnan S. Diet, the Gut Microbiome and Heart Failure. Card Fail Rev. 2019 May 24;5(2):119-122. doi: 10.15420/cfr.2018. 39. 2. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Crespo‑Leiro MG, Anker SD, Maggioni AP et al., Heart. Failure Association of the European Society of Cardiology. European Society of Cardiology Heart Failure Long‑Term Registry (ESC‑HF‑LT): 1-year follow‑up outcomes and differences across regions. Eur J Heart Fail 2016;18:613-625. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. McDonagh TA, Metra M, Adamo M et al. ESC Scientific Document Group. 2021 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure. Eur Heart J. 2021 Sep 21;42(36):3599-3726. doi: 10.1093/eurheartj/ehab368. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Yancy CW, Jessup M, Bozkurt B et al. 2017 ACC/AHA/HFSA Focused Update of the 2013 ACCF/AHA Guideline for the Management of Heart Failure: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines and the Heart Failure Society of America. Circulation. 2017 Aug 8;136(6):e137-e161. doi: 10.1161/CIR.0000000000000509. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Tang WH, Kitai T, Hazen SL. Gut microbiota in cardiovascular health and disease. Circ Res 2017;120:1183-96. https://doi. org/10.1161/CIRCRESAHA.117.309715. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Jakobsson HE, Abrahamsson TR, Jenmalm MC et al. Decreased gut microbiota diversity, delayed Bacteroidetes colonisation and reduced Th1 responses in infants delivered by Caesarean section. Gut 2014;63:559-66. https://doi. org/10.1136/gutjnl-2012-303249. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. Tamburini S, Shen N, Wu H et al. The microbiome in early life: implications for health outcomes. Nat Med 2016;22:713-22. https://doi.org/10.1038/nm.4142. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Qin J, Li R, Raes J et al. A human gut microbial gene catalog established by metagenomic sequencing. Nature 2010;464:59- 65. https://doi.org/10.1038/nature08821. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Yang X, Xie L, Li Y et al. More than 9,000,000 unique genes in human gut bacterial community: estimating gene numbers inside a human body. PLoS One 4: e6074, 2009. doi:10.1371/journal.pone.0006074. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Johnson EL, Heaver SL, Walters WA et al. Microbiome and metabolic disease: revisiting the bacterial phylum Bacteroidetes. J Mol Med Berl Ger 2017;95:1-8. https://doi. org/10.1007/s00109-016-1492-2. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Hehemann JH, Correc G, Barbeyron T et al. Transfer of carbohydrate‑active enzymes from marine bacteria to Japanese gut microbiota. Nature 2010;464:908-12. https://doi. org/10.1038/nature08937. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    15. Sekirov I, Russell SL, Antunes LC et al. Gut microbiota in health and disease. Physiol Rev 2010;90:859-904. https://doi. org/10.1152/physrev.00045.2009. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. Edwards CA, Havlik J, Cong W et al. Polyphenols and health: interactions between fibre, plant polyphenols and the gut microbiota. Nutr Bull 2017;42:356-60. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Martinez‑Guryn K, Hubert N, Frazier K et al. Small intestine microbiota regulate host digestive and absorptive adaptive responses to dietary lipids. Cell Host Microbe. 2018;23(4):458-469 e5.) Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Jovel J, Patterson J, Wang W et al. Characterization of the gut microbiome using 16S or shotgun metagenomics. Front Microbiol 2016;7:459. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00459. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Wang WL, Xu SY, Ren ZG et al. Application of metagenomics in the human gut microbiome. World J Gastroenterol 2015;21:803-14. https://doi.org/10.3748/wjg.v21.i3.803. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Zhao L, Zhang F, Ding X et al. Gut bacteria selectively promoted by dietary fibers alleviate type 2 diabetes, Science 359 (2018) 1151-1156. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Zeisel SH, Warrier M. Trimethylamine N -oxide, the microbiome, and heart and kidney disease. Annu Rev Nutr 37: 157-181, 2017. doi:10.1146/annurev‑nutr-071816-064732. Přejít k původnímu zdroji...
    22. Schiattarella GG, Sannino A, Esposito G et al. Diagnostics and therapeutic implications of gut microbiota alterations in cardiometabolic diseases. Trends Cardiovasc Med 29: 141-147, 2019. doi:10.1016/j.tcm.2018. 08. 003. Přejít k původnímu zdroji...
    23. Koeth RA, Wang Z, Levison BS et al. Intestinal microbiota metabolism of L‑carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis. Nat Med 19: 576-585, 2013. doi:10.1038/nm.3145. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Chen K, Zheng X, Feng M et al. Gut microbiota‑dependent metabolite trimethylamine N‑oxide contributes to cardiac dysfunction in western diet‑induced obese mice. Front Physiol 8: 139, 2017. doi:10. 3389/fphys.2017.00139. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    25. Sayin SI, Wahlström A, Felin J et al. Gut microbiota regulates bile acid metabolism by reducing the levels of tauro‑beta‑muricholic acid, a naturally occurring FXR antagonist. Cell Metab 17: 225-235, 2013. doi:10.1016/j.cmet.2013. 01. 003. Přejít k původnímu zdroji...
    26. Stumpff F. A look at the smelly side of physiology: transport of short chain fatty acids. Pflugers Arch 470: 571-598, 2018. doi:10.1007/s00424-017-2105-9. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    27. den Besten G, Lange K, Havinga R et al. Gut‑derived short‑chain fatty acids are vividly assimilated into host carbohydrates and lipids. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 305: G900 -G910, 2013. doi:10.1152/ajpgi.00265.2013. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Trøseid M, Andersen GØ, Broch K et al. The gut microbiome in coronary artery disease and heart failure: Current knowledge and future directions. EBioMedicine. 2020 Feb; 52:102649. doi: 10.1016/j.ebiom.2020.102649. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Sandek A, Swidsinski A, Schroedl W et al. Intestinal blood flow in patients with chronic heart failure: a link with bacterial growth, gastrointestinal symptoms, and cachexia. J Am Coll Cardiol 2014;64:1092-102. https://doi.org/10.1016/j. jacc.2014. 06. 1179. Přejít k původnímu zdroji...
    30. Kamo T, Akazawa H, Suzuki JI et al. Novel concept of a heart‑gut axis in the pathophysiology of heart failure. Korean Circ J 2017;47;663-9. https://doi.org/10.4070/kcj.2017.0028. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    31. Sandek A, Bjarnason I, Volk HD et al. Studies on bacterial endotoxin and intestinal absorption function in patients with chronic heart failure. Int J Cardiol 2012;157:80-5. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2010. 12. 016. Přejít k původnímu zdroji...
    32. Zhou W, Cheng Y, Zhu P et al. Implication of Gut Microbiota in Cardiovascular Diseases. Oxid Med Cell Longev. 2020 Sep 26;2020:5394096. doi: 10.1155/2020/5394096. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    33. Suzuki T, Heaney LM, Bhandari SS et al. Trimethylamine N‑oxide and prognosis in acute heart failure. Heart 2016;102:841-8. https://doi.org/10.1136/heartjnl-2015-308826. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. Pasini E, Aquilani R, Testa C et al. Pathogenic gut flora in patients with chronic heart failure. JACC Heart Fail. 2016;4:220-227. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    35. Nagatomo Y, Tang WH. Intersections between microbiomeand heart failure: revisiting the gut hypothesis. J Card Fail 2015;21:973-80. https://doi.org/10.1016/j.cardfail.2015. 09. 017. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    36. Organ CL, Otsuka H, Bhushan S et al. Choline diet and its gut microbe‑derived metabolite, trimethylamine N‑oxide, exacerbate pressure overload‑induced heart failure. Circ Heart Fail. 2016;9:e002314. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    37. Schuett K, Kleber ME, Scharnagl H et al. "Trimethylamine‑N-oxide and heart failure with reduced versus pre- served ejection fraction," Journal of the American College of Cardiology, vol. 70, no. 25, pp. 3202-3204, 2017. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    38. Zeng Q, Song R, Fullerton DA et al. Interleukin-37 suppresses the osteogenic responses of human aortic valve interstitial cells in vitro and alleviates valve lesions in mice, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 114 (2017)1631-1636. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    39. Liu Z, Li J, Liu H et al. The intestinal microbiota associated with cardiac valve calcification differs from that of coronary artery disease. Atherosclerosis. 2019 May; 284:121-128. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2018. 11. 038. Přejít k původnímu zdroji...
    40. Kocyigit D, Tokgozoglu L, Gurses KM et al. Association of dietary and gut microbiota‑related metabolites with calcific aortic stenosis. Acta Cardiol. 2021 Jul;76(5):544-552. doi: 10.1080/00015385.2020.1853968. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    41. Kothari D, Patel S, Kim SK. Probiotic supplements might not be universally‑effective and safe: A review. Biomed Pharmacother. 2019 Mar;111:537-547. doi: 10.1016/j.biopha.2018. 12. 104. Epub 2018 Dec 28. PMID: 30597307. Přejít k původnímu zdroji...
    42. Costanza AC, Moscavitch SD, Faria Neto HC, Mesquita ET. Probiotic therapy with Saccharomyces boulardii for heart failure patients: a randomized, double‑blind, placebo‑controlled pilot trial. Int J Cardiol 2015;179 34850. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    43. Awoyemi A, Mayerhofer C, Felix AS et al. Rifaximin or Saccharomyces boulardii in heart failure with reduced ejection fraction: Results from the randomized GutHeart trial. EBioMedicine. 2021 Aug;70:103511. doi: 10.1016/j.ebiom.2021.103511. Epub 2021 Jul 28. PMID: 34329947; PMCID: PMC8339250. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    44. Sanches Machado d'Almeida K, Ronchi Spillere S, Zuchinali P, et al. Mediterranean Diet and Other Dietary Patterns in Primary Prevention of Heart Failure and Changes in Cardiac Function Markers: A Systematic Review. Nutrients. 2018;10(1):58. Published 2018 Jan 10. doi:10.3390/nu10010058. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    45. Iglesias‑Carres L, Hughes MD, Steele CN, et al. Use of dietary phytochemicals for inhibition of trimethylamine N‑oxide formation. J Nutr Biochem. 2021 May;91:108600. doi: 10.1016/j.jnutbio.2021.108600. Epub 2021 Feb 9. PMID: 33577949. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    46. Wang Z et al. Non‑lethal Inhibition of Gut Microbial Trimethylamine Production for the Treatment of Atherosclerosis. Cell 163, 1585-1595, doi:10.1016/j.cell.2015. 11. 055 (2015). [PubMed: 26687352] Přejít k původnímu zdroji...
    47. Marotz CA, Zarrinpar A. Treating obesity and metabolic syndrome with fecal microbiota transplantation. Yale J Biol Med 2016;89(3):383-8. PMID: 27698622.
    48. Ahmad AF, Dwivedi G, O'Gara F et al. The gut microbiome and cardiovascular disease: current knowledge and clinical potential. Am J Physiol Heart Circ Physiol 317: H923-H938, 2019.Actinobacteria 1%Verrucomicrobia 2%OstatnéProteobacteria 2%Bacteroidetes 30%Firmicutes 65%SZZnížený srdcový výdajZnížená črevný perfúziaVenózna kongesciaIschémia mukózyEdém červenej stenyZvýšený ras bakterií Zvýšená črevná permabilita (anaeróby, patogénne kmene)Zvýšená translokácia baktériíNárast chrkulujúcich endotoxínov (LPS)Náras TMAOFibróza myokardu, mikrovaskulárna dysfunkcia Zhoršenie zápalu: aktivácia cytokínov, monocyto - makrofágového systému, endotelová dysfunckiaZhoršenie SZ Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Vnitřní lékařství

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.