Связь между микробиомом кишечника и инсультом

Изучение мышиных моделей показало, что избыток холина, который возникает при чрезмерном употреблении красного мяса и яичных желтков, а также триметиламина, способствует увеличению тяжести инсульта и другим функциональным нарушениям.

Что такое ТМАО?

Холин, бетаин и L-карнитин содержатся в красном мясе и яичном желтке. Попав в организм, эти вещества метаболизируются кишечными бактериями до триметиламина (ТМА).

Затем ТМА быстро всасывается в кровоток и окисляется до триметиламин-N-оксида (ТМАО) флавинсодержащей монооксигеназой-3. В конце концов, ТМАО выделяется с мочой.

Предыдущие исследования выявили связь между циркулирующими уровнями ТМАО и некоторыми сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Животные модели показали, что избыток ТМАО в плазме усиливает реактивность тромбоцитов и повышает риск образования атеросклеротических бляшек.

Кроме того, пациенты с диабетом, хронической почечной недостаточностью, серьезными сердечно-сосудистыми заболеваниями острым коронарным синдромом имеют более высокие уровни ТМАО в плазме.

Уровни ТМАО и инсульт

Несмотря на прогресс в лечении и диагностике сосудистых заболеваний головного мозга, частота инсультов остается очень высокой. Предыдущие экспериментальные исследования на мышах показали, что трансплантация микробов от донора с высоким потенциалом генерирования ТМА новому животному увеличивала как атеросклероз, так и тромбоз. Чтобы дополнительно изучить причинную роль кишечных микроорганизмов в инсульте исследователи трансплантировали различные микробные сообщества в несколько моделей инсульта на мышах.

Детали и суть

В исследовании, опубликованном в Cell Host & Microbe, были использованы фекалии человека, полученные от двух доноров. Первый донор демонстрировал устойчиво высокие уровни ТМАО от 34,2 до 44,3 микромоль (мкМ), другой демонстрировал устойчиво низкие уровни ТМАО в диапазоне от 2,1 до 3,5 мкМ. Микробные культуры ввели через пероральный желудочный зонд. Через пять дней после введения был индуцирован инсульт. Всем мышам давали дополнительную диету с холином.

Результаты

Введение фекального трансплантата с высоким содержанием ТМАО, повысило уровень циркулирующего ТМАО в плазме в 15 раз. Также была обнаружена, значимая положительная корреляция с большим объемом инфаркта у реципиентов с высоким TMAO по сравнению с реципиентами с низким TMAO.

Сравнение тяжести инсульта на холине и диете ТМАО

Пищевые добавки холина способны повышать уровни ТМАО в плазме по сравнению с мышами, получавшими ТМАО напрямую. Мышей содержали на холиновой и ТМАО диетах в течение 3 недель до повреждения головного мозга. Через 24 часа после инсульта были оценены уровни ТМАО в плазме и объем инфаркта. Обе диеты значительно увеличили уровни ТМАО в плазме и очаг повреждения в мозге.

В отдельном исследовании мышам давали те же диеты с ТМАО и холином в течение трех недель с последующим индуцированным инсультом. В течение 5 дней после инсульта соответствующие диеты были продолжены. Мыши, получавшие ТМАО и холин имели более выраженные нарушения двигательной активности по сравнению с мышами, получавшими контрольную диету.

Выводы

1. Холин и ТМАО в диете способствуют увеличению тяжести инсульта и постинсультного функционального дефицита.
2. Типичные западные диеты, богатые красным мясом, значительно повышают уровень ТМАО.
3. Замена мяса, желтков и других богатых холином пищевых продуктов растительными позволяет снизить риск инсульта, связанный с высоким ТМАО.