Μια μελέτη υπό την καθοδήγηση της κλινικής Κλίβελαντ, στις ΗΠΑ, βρήκε νέες πτυχές για το πώς μια διατροφή πλούσια σε κόκκινο κρέας αυξάνει τον κίνδυνο για καρδιαγγειακές παθήσεις.
Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο Nature Microbiology και βασίζονται σε πάνω από μια δεκαετία έρευνας από τον επικεφαλής συγγραφέα Stanley Hazen.
Σε μια προηγούμενη σειρά μελετών, ο Hazen διαπίστωσε ότι ένα υποπροϊόν -που σχηματίζεται όταν τα βακτήρια του εντέρου αφομοιώνουν το θρεπτικό συστατικό καρνιτίνη που υπάρχει στο κόκκινο κρέας και άλλα ζωικά προϊόντα- το TMAO (Ν-οξείδιο τριμεθυλαμίνης), αυξάνει τον κίνδυνο καρδιακών παθήσεων και εγκεφαλικού. Το ΤΜΑΟ προάγει την αθηροσκλήρωση και τους θρόμβους αίματος.
Τα τελευταία ευρήματα προσφέρουν μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση της διαδικασίας δύο σταδίων με την οποία τα μικρόβια του εντέρου μετατρέπουν την καρνιτίνη σε TMAO.
«Αυτές οι νέες μελέτες εντοπίζουν το σύμπλεγμα μικροβιακών γονιδίων του εντέρου που είναι υπεύθυνο για το δεύτερο βήμα της διαδικασίας που συνδέει μια διατροφή πλούσια σε κόκκινο κρέας με αυξημένους κινδύνους καρδιακών παθήσεων», δήλωσε ο Hazen, που διευθύνει το Cleveland Clinic Center for Microbiome & Human Health. «Αυτή η ανακάλυψη μας βοηθά να κατευθυνθούμε προς νέους θεραπευτικούς στόχους για την πρόληψη ή τη μείωση του κινδύνου καρδιαγγειακής νόσου που σχετίζεται με τη διατροφή».
Το 2018, ο Hazen δημοσίευσε αποτελέσματα στο Journal of Clinical Investigation που έδειχναν ότι η καρνιτίνη μετατρέπεται σε TMAO στο έντερο μέσω μιας διαδικασίας δύο βημάτων, δύο μικροβιακών διαδικασιών. Ένας ενδιάμεσος μεταβολίτης σε αυτή τη διαδικασία είναι ένα μόριο που ονομάζεται γΒΒ ή γάμα-βουτυροβεταϊνη (gamma-butyrobetaine).
Σύμφωνα με τον Hazen, πολλά μικρόβια του εντέρου μπορούν να μετατρέψουν τη διατροφική καρνιτίνη σε γάμα-βουτυροβεταϊνη, αλλά πολύ λίγα μπορούν να μετατρέψουν αυτό το μόριο σε TMA, τον πρόδρομο του TMAO.
«Στα παμφάγα ζώα, το Emergencia timonensis είναι το κύριο μικρόβιο του ανθρώπινου εντέρου που εμπλέκεται στη μετατροπή του γΒΒ σε TMA/TMAO. Αντίθετα, οι μακροχρόνιοι χορτοφάγοι και οι βίγκαν έχουν πολύ χαμηλά επίπεδα αυτού του μικροβίου στο έντερό τους και επομένως έχουν ελάχιστη έως καθόλου ικανότητα μετατροπής της καρνιτίνης σε TMAO».
Οι ερευνητές μελέτησαν τη σχέση μεταξύ των επιπέδων γΒΒ νηστείας στο αίμα και της εμφάνισης νόσου χρησιμοποιώντας δείγματα και κλινικά δεδομένα που συλλέχθηκαν από σχεδόν 3.000 ασθενείς. Τα υψηλότερα επίπεδα γΒΒ συσχετίστηκαν με καρδιαγγειακά νοσήματα και μείζονα ανεπιθύμητα συμβάντα, όπως θάνατο, μη θανατηφόρο καρδιακό επεισόδιο ή εγκεφαλικό.
Για να κατανοήσουν τη σχέση μεταξύ του γΒΒ και των παρατηρούμενων αποτελεσμάτων στους ασθενείς, οι ερευνητές μελέτησαν δείγματα κοπράνων που συλλέχθηκαν από ποντίκια και ασθενείς, καθώς και προκλινικά μοντέλα αρτηριακής βλάβης. Βρήκαν ότι το Emergencia timonensis ολοκληρώνει τη μετατροπή της καρνιτίνης σε TMAO, αυξάνει τα επίπεδα TMAO και ενισχύει την πιθανότητα θρόμβου.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνολογία προσδιορισμού αλληλουχίας για να αναγνωρίσουν το σχετικό σύμπλεγμα μικροβιακών γονιδίων του εντέρου. Το σύμπλεγμα ονομάστηκε συστάδα γονιδίων gbu (χρήση γάμμα-βουτυροβεταϊνης: gamma-butyrobetaine utilization) και περιλαμβάνει έξι γονίδια. Η έκφραση και των έξι γονιδίων στο σύμπλεγμα γονιδίων gbu αυξάνεται ενώ τέσσερα από αυτά τα γονίδια (gbuA, gbuB, gbuC και gbuE) είναι κρίσιμα για τη μετατροπή του γΒΒ σε TMA/TMAO.
«Με τη μελέτη δειγμάτων ασθενών, είδαμε ότι η αφθονία των γονιδίων gbuA σχετίζεται με μια διατροφή πλούσια σε κόκκινο κρέας και επίπεδα TMAO στο αίμα», δήλωσε ο Hazen. Οι ασθενείς που έκαναν μετάβαση σε δίαιτα χωρίς κρέας συνέχισαν να παρουσιάζουν μειωμένα μικροβιακά επίπεδα gbuA στο έντερο».
Αυτό υποδηλώνει ότι οι διατροφικές τροποποιήσεις μπορεί να βοηθήσουν στη μείωση του κινδύνου για καρδιαγγειακή νόσο που σχετίζεται με τη διατροφή και το TMAO. Ομοίως, ο ρόλος του γονιδιακού συμπλέγματος gbu μπορεί να αξίζει να εξερευνηθεί ως ένας πιθανός θεραπευτικός στόχος.
Οι μελέτες πραγματοποιήθηκαν εν μέρει κατά τη διάρκεια μιας συνεργασίας μεταξύ της ομάδας του Δρ. Hazen και της Procter & Gamble (P&G). Ο Hazen ονομάζεται συν-εφευρέτης σε εκκρεμείς και εκδοθείσες ευρεσιτεχνίες που κατέχει η Cleveland Clinic σχετικά με καρδιαγγειακά διαγνωστικά και θεραπευτικά και έχει το δικαίωμα να λαμβάνει πληρωμή δικαιωμάτων για εφευρέσεις ή ανακαλύψεις που σχετίζονται με καρδιαγγειακές διαγνώσεις ή θεραπείες. Ο Hazen αναφέρει ότι πληρώθηκε ως σύμβουλος για την P&G και ότι έλαβε ερευνητικά κεφάλαια από την εταιρεία.
Πηγή: The microbial gbu gene cluster links cardiovascular disease risk associated with red meat consumption to microbiota l-carnitine catabolism, Nature Microbiology (2021). DOI: 10.1038/s41564-021-01010-x. www.nature.com/articles/s41564-021-01010-x.
