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抑制肠道微生物三甲胺(TMAO)有效降低动脉粥样硬化风险
发布日期:2024-09-24
抑制肠道微生物三甲胺(TMAO)有效降低动脉粥样硬化风险
肠道微生物作为活跃的“内分泌调节者”,其代谢物对人体营养与代谢健康至关重要。特别是TMAO,作为微生物与膳食成分(如胆碱、肉碱)的联合产物,其血中高水平与糖尿病、心血管疾病及慢性肾脏病风险紧密相连。动物实验揭示,TMAO增多可加剧血栓形成、动脉粥样硬化、肾功能损伤及代谢障碍,而降低其生成则有助于减轻动脉粥样硬化的程度。
一、研究设计
三甲胺(TMA) 作为小鼠和人类产生TMAO的饮食前体,是富含肉类、蛋黄和高脂肪乳制品等食物中的营养物质。肠内TMA形成的主要来源于厌氧胆碱降解。
二、研究结果
在图(A-C)中,我们展示了P. mirabilis、P. penneri以及E. fergusonii三种细胞在DMB营养液环境下的生长状况及它们产生d9-TMA的总量。尽管DMB显著抑制了微生物TMA裂解酶的活性,但并未对细胞的生长造成不利影响(如图2A所示),且该抑制剂在肉汤中有效阻止了胆碱转化为TMA的过程。
进一步,在图(D-F)中,我们观察了小鼠血浆中TMAO水平的变化。对于胆碱补充组的小鼠,无论是雄性还是雌性,其体内血浆TMAO水平均显著增加。然而,当同时给予DMB处理时,胆碱饮食引起的血浆TMAO浓度升高被显著抑制,表明DMB能有效降低这一生物标志物。值得注意的是,DMB作为抑制剂,在实验过程中未显示出对小鼠的致死性影响。
图3A与3B的结果显示,富含胆碱的饮食显著促进了内源性巨噬细胞泡沫细胞的形成,这一增加量几乎是胆碱补充饮食的两倍(p=0.02),但通过在饮用水中添加DMB,有效地减少了由胆碱饮食诱导的巨噬细胞泡沫细胞形成的增强效应(与胆碱+DMB组相比,p<0.05)。
在图3C与3D的雄鼠数据中,我们发现,长期接受胆碱补充饮食的小鼠,其动脉粥样硬化斑块面积显著增加,几乎是基线水平的两倍(p=0.003)。值得注意的是,尽管小鼠饮用了含DMB的水,但在其血浆或尿液中并未检测到DMB的存在。然而,当通过腹腔或口服途径直接给予小鼠等量的DMB时,仅腹腔注射组在给药后30分钟内于血浆和尿液中检测到了DMB,而灌胃组则未检测到。这提示我们,DMB在口服后可能迅速被肝脏代谢,从而解释了其在体循环中检测到的低水平现象。
三、研究意义
TMAO作为心血管代谢疾病的重要生物标志物,其水平的调控成为预防动脉粥样硬化的新策略。通过DMB抑制肠道微生物产生TMA的过程,展现出作为潜在治疗手段的潜力。与抗生素相比,DMB作为微生物酶的非致死性抑制剂,其优势在于不易诱导耐药性,为长期治疗提供了可能。
针对心血管代谢疾病患者或高风险群体,膳食调整同样关键。建议减少动物性食品如高蛋白、高脂肪(包括饱和脂肪、单不饱和脂肪)来源的摄入,如贝类、鸡蛋和红肉等。同时,植物蛋白的摄入也需适量控制,但可适量增加橄榄油、葡萄籽油、碳水化合物及坚果等健康食材的摄入,以优化饮食结构,促进心血管健康。
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