Введение 5
Глава 1. Обзор литературы 8
Глава 2. Материалы и методы 30
Глава 3. Результаты исследования 33
Глава 4. Обсуждение результатов 54
Глава 5. Заключение 59
Глава 6. Выводы 61
Список использованной литературы
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются одной из ведущих причин заболеваемости и смертности в мире и в РФ. Изучение факторов риска, патогенетических механизмов сердечно-сосудистой (СС) патологии, а также поиск новых методов их лечения и профилактики остаётся актуальной задачей современной медицины.
Исследования последних десятилетий выявили неожиданное взаимодействие между продуктами питания, метаболизмом кишечной микробиоты и макроорганизмом в модифицировании риска развития ишемической болезни сердца (ИБС), цереброваскулярной болезни (ЦВБ). Считается, что состав комменсальной микробиоты может быть новым фактором риска ССЗ [1;2].
Кишечная микробиота (КМ) рассматривается как «эндокринный орган», оказывающий влияние на циркулирующие сигнальные молекулы внутри макроорганизма [3]. Продукты метаболизма интестинальных бактерий (триметиламин-оксид (ТМАО), короткоцепочечные жирные кислоты) связаны с развитием хронической болезни почек (ХБП) [4;5], артериальной гипертензии (АГ) [6;7], дислипидемии [8], ожирения [9]. Имеются данные, предполагающие, что наличие сахарного диабета (СД) 2 типа также связано с нарушением регуляции иммунной системы и опосредовано частично составом КМ, её функционированием, продукцией и эффектами продуцируемых микробиотой молекул [10].
Все эти заболевания являются мощными и независимыми факторами риска развития ИБС. В то же время накоплено достаточное количество информации, позволяющей утверждать, что КМ и продукты её метаболизма являются независимыми факторами риска развития ИБС, независимо от вышеперечисленных общеизвестных факторов риска. Известно, что вырабатываемый метаболит холина – ТМАО – способствует росту атеросклеротической бляшки (АСБ) и активации адгезии тромбоцитов, стимулирует рост артериального тромба. Повышенная концентрация предшественников ТМАО (L-карнитин, холин или бетаин) ассоциирована с повышенным риском смертности от всех причин независимо от традиционных факторов риска и риском неблагоприятных сердечно-сосудистых событий [11].
Подтверждены независимые от индекса массы тела (ИМТ) особенности состава кишечной микробиоты у пациентов с субклиническим атеросклерозом каротидных артерий [12]. Существуют исследования, выявившие ДНК бактерий в АСБ, что позволило выдвинуть гипотезу о роли микроорганизмов в стабильности и уязвимости АСБ, однако имеются работы, в которых не подтверждены различия в микробном составе АСБ симптомных и асимптомных пациентов [13]. Изучение КМ при остром коронарном синдроме как на животных моделях, так и у человека продемонстрировало, что неблагоприятные кардиоваскулярные исходы после инфаркта миокарда определяются нарушением интерстициального барьера и транслокацией КМ в системную микроциркуляцию [14;15].
Высказано предположение, что новые терапевтические стратегии, направленные на защиту кишечного барьера и элиминацию кишечной бактериальной транслокации могут снижать и даже предупреждать кардиоваскулярные события после ИМ. Показано, что назначение пробиотиков и пребиотиков может привести к снижению массы тела, нормализации липидного профиля и нормализации углеводного обмена у пациентов с метаболическим синдромом [16]. Последние достижения в изучении роли интестинальной микробиоты поддерживают идею, что КМ может быть потенциальной терапевтической мишенью в лечении и профилактике ИБС [17].
Несмотря на имеющиеся данные, необходимо дальнейшее исследование патогенетических механизмов развития ИБС при нарушении микробиоты. Хотя ассоциации между дисбактериозом кишки и ССЗ очевидны, в настоящее время необходимо продолжение исследований для окончательного определения того, являются ли эти ассоциации каузальными, корреляционными или косвенными.
Цель исследования: изучение и анализ нарушений кишечной микробиоты у пациентов с ишемической болезнью сердца для формирования новых терапевтических стратегий, направленных на снижение и предупреждение развития и прогрессирования коронарного атеросклероза.
Задачи исследования:
1. Провести исследование пристеночной и просветной микробиоты в фекалиях у обследуемых пациентов с помощью бактериологического метода и полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (ПЦР-РВ).
2. Определить распространённость атеросклеротического поражения коронарных артерий (КА) в зависимости от состава КМ, нарушений углеводного, липидного обменов и активности воспалительного процесса.
3. Оценить уровни маркеров воспаления (С-реактивный белок, СРБ) у обследуемых пациентов и уточнить их связь с нарушениями состава КМ.
4. Изучить особенности метаболического профиля обследуемых пациентов. Уточнить связь нарушений углеводного, липидного обменов с изменением состава КМ и активностью воспалительного процесса.
1. Подтверждено влияние липидного профиля на степень распространения коронарного атеросклероза, так как у пациентов с доказанным коронарным атеросклерозом отмечаются более высокие уровни ОХ, ТГ и ЛПНП, при этом при анализе корреляции между количеством баллов по шкале SYNTAX I и показателями метаболического профиля выявлены:
• положительные корреляционные связи между уровнями ТГ, К/А и количеством баллов по шкале SYNTAX I,
• отрицательная корреляционная связь между уровнем ЛПВП и количеством баллов по шкале SYNTAX I.
3. Существует статистически значимая взаимосвязь между уровнем С-реактивного белка и количеством баллов по шкале SYNTAX I у пациентов с высоким риском неблагоприятных сердечно-сосудистых исходов, что демонстрирует роль воспаления в развитии атеросклероза.
4. У пациентов с доказанным коронарным атеросклерозом по сравнению с пациентами их контрольной группы выявлено достоверное снижение количества Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp., Escherichia coli с нормальной ферментативной активностью, Bacteroides thetaiotaomicron и повышение количества Parvimonas micra и патогенных штаммов Escherihia coli, и это даёт основание считать, что наличие кишечного дисбиоза негативно влияет на развитие и распространение коронарного атеросклероза.
5. При проведении корреляционного анализа между результатами исследования микробиоценоза кишечника бактериологическим методом и показателями метаболического профиля, а также количеством баллов по шкале SYNTAX I у пациентов с доказанным коронарным атеросклерозом обнаружены:
• положительная корреляционная связь между количеством баллов по шкале SYNTAX I и количеством лактобацилл,
• положительная корреляционная связь между уровнем глюкозы плазмы и количеством энтерококков,
• положительная корреляционная связь между уровнем глюкозы плазмы и количеством эшерихий с нормальной ферментативной активностью.
6. При проведении корреляционного анализа между результатами ПЦР кала в режиме реального времени и показателями метаболического профиля, а также количеством баллов по шкале SYNTAX I у пациентов с доказанным коронарным атеросклерозом выявлены положительные корреляционные связи между:
• количеством баллов по шкале SYNTAX I, общей бактериальной массой и количеством Bacteroides fragilis group,
• уровнем ТГ и количеством Escherichia coli,
• количеством Faecalibacterium prausnitzii и уровнями ЛПНП и ОХ,
• уровнем СРБ и количеством Bacteroides fragilis group.
7. При проведении корреляционного анализа между результатами ПЦР кала в режиме реального времени и показателями метаболического профиля, а также количеством баллов по шкале SYNTAX I у пациентов из контрольной группы выявлены отрицательные корреляционные связи между количеством Bifidobacterium spp. и уровнями ЛПНП и ОХ.
1. Ascher S, Reinhardt C. The gut microbiota: An emerging risk factor for cardiovascular and cerebrovascular disease. // Eur J Immunol. – 2018. – Vol. 48, №4. – P. 564-575.
2. Fialho A et al. Association Between Small Intestinal Bacterial Overgrowth by Glucose Breath Test and Coronary Artery Disease. // Dig Dis Sci. – 2018. – Vol. 63, №2. – P. 412-421.
3. Ahmadmehrabi S, Tang WHW. Gut microbiome and its role in cardiovascular diseases. // Curr Opin Cardiol. – 2017. – Vol. 32, №6. – P. 761-766.
4. May 9. Jovanovich A et al. Microbiome and Cardiovascular Disease in CKD. // Clin J Am Soc Nephrol. – 2018. – Vol. 13, №10. – P. 1598-1604.
5. Meijers B. et al. Linking gut microbiota to cardiovascular disease and hypertension: Lessons from chronic kidney disease. // Pharmacol Res. – 2018. – №133. – P. 101-107.
6. Yan Q. et al. Alterations of the Gut Microbiome in Hypertension. // Front Cell Infect Microbiol. – 2017. – №7. – P. 381.
7. Thiba A. et al. Differences in microbiome in rat models of cardiovascular disease. // S Afr J Surg. – 2017. – Vol. 55, №2. – P. 71.
8. Gózd-Barszczewska A. et al. Gut microbiome as a biomarker of cardiometabolic disorders. // Ann Agric Environ Med. – 2017. – Vol. 24, №3. – P. 416-422.
9. Turnbaugh P.J. et al. An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest // Nature. – 2006. – Vol. 444(7122). – P. 1111-1119.
10. Sanchez-Alcoholado L. et al. Role of Gut Microbiota on Cardio-Metabolic Parameters and Immunity in Coronary Artery Disease Patients with and without Type-2 Diabetes Mellitus. // Front Microbiol. – 2017. – №8. – P. 1936.
11. Heianza Y. et al. Gut Microbiota Metabolites and Risk of Major Adverse Cardiovascular Disease Events and Death: A Systematic Review and Meta Analysis of Prospective Studies. // J Am Heart Assoc. – 2017 – Vol. 6, №7. – P. 1-20.
12. Chacón MR. et al. The gut mycobiome composition is linked to carotid atherosclerosis. // Benef Microbes. – 2018. – Vol. 9, №2. – P. 185-198.
13. Lindskog Jonsson A. et al. Bacterial profile in human atherosclerotic plaques. // Atherosclerosis. – 2017. - №263. – P. 177-183.
14. Wu ZX. et al. The changes of gut microbiota after acute myocardial infarction in rats. // PLoS One. – 2017. – Vol. 12, №7. – P. 1-13.
15. Zhou X. et al. Gut-dependent microbial translocation induces inflammation and cardiovascular events after ST-elevation myocardial infarction. // Microbiome. – 2018. – Vol. 6, №1. – P. 66.
16. He M., Shi B. Gut microbiota as a potential target of metabolic syndrome: the role of probiotics and prebiotics. // Cell Biosci. – 2017. – №7. – P. 54.
17. Brown JM., Hazen SL. Microbial modulation of cardiovascular disease. // Nat Rev Microbiol. – 2018. – Vol. 16, №3. – P. 171-181.
18. Altuntas Y., Batman A. Microbiota and metabolic syndrome [Article in Turkish]. // Turk Kardiyol Dern Ars. – 2017. – Vol. 45, №3. – P. 286-296.
19. Нельсон Д., Кокс М: пер. c англ. Основы биохимии Ленинджера: в 3 т. Т. 1. – М.: БИНОМ. «Лаборатория знаний», 2011. – 694 с.: ил.
20. Jensen HC. et al. Interaction between gut microbiota and toll-like receptor: from immunity to metabolism. // Journal of Molecular Medicine. – 2017. – Vol. 95, №1. – P. 13-20.
21. Brugman S. et al. Antibiotic treatment partially protects against type 1 diabetes in the Bio-Breeding diabetes-prone rat. Is the gut flora involved in the development of type 1 diabetes? // Diabetologia. – 2006. – Vol. 49, №9. – P. 2105-2108.
22. Bendtzen K. et al. Effect of fusidic acid on interleukin-1 (IL-1)- and IL-6-induced pancreatic β-cell functions in rats. // J Endocrinol. – 1992. – Vol. 133, №3. – P. 345.
23. Egshatyan L. et al. Gut microbiota and diet in patients with different glucose tolerance. // Endocrine Connections. – 2016. – Vol. 5, №1. – P. 1-9.
24. Arumugam M. et al. Enterotypes of the human gut microbiome. // Nature. – 2011. – №473. – P. 174-180.
25. Le Chatelier E. et al. Richness of human gut microbiome correlates with metabolic markers. // Nature. – 2013. – №500. – P. 541–546.
26. Ткач С.М., Ларрин А.С., Пидаев А.В. Изменение кишечного микробиома как важный фактор риска развития метаболических заболеваний. // Клиническая эндокринология и эндокринная хирургия. – 2017. – № 1. – С. 17-29.
27. Stenman LK. et al. Potential probiotic Bifidobacterium animalis ssp. lactis 420 prevents weight gain and glucose intolerance in diet-induced obese mice. // Beneficial Microbes. – 2014. – №5. – P. 437–445.
28. Драпкина О. М., Корнеева О. Н. Кишечная микробиота и ожирение. Патогенетические взаимосвязи и пути нормализации кишечной микрофлоры // Терапевтический архив. – 2016. – Т. 88, № 9. – С. 135-142.
29. Кашух Е. А., Ивашкин В. Т. Пробиотики, метаболизм и функциональное состояние сердечно-сосудистой системы. // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии и коло- проктологии. – 2016. – Т. 25, №1. – С. 8-14.
30. Backhed F. et al. The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat stor age // PNAS. – 2004. – Vol. 101, №44, on line.
31. Backhed F. et al. I. Mechanisms underlying the resistance to dietinduced obesity in germ-free mice // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 2007. – Vol. 104(30). – P. 979-984.
32. Kahn BB. et al. AMP-activated protein kinase: ancient energy gauge provides clues to modern understanding of metabolism // Cell Me‑tab. – 2005. – Vol. 1. – P. 15-25.
33. Feuerer M. Lean, but not obese, fat is enriched for a unique population of regulatory T cells that affect methabolic parameters // Nature Med. – 2009. – Vol. 15. – P. 930-939.
34. Gregor MF., Hotamisligil GS. Inflammatory mechanisms in obesity // Annu. Rev. Immunol. – 2011. – Vol. 29. – P. 415-445.
35. Борщев Ю. Ю., Ермоленко Е. И. Метаболический синдром и микроэкология кишечника. // Трансляционная медицина. – 2014. – №1 (26). – C. 19-28.
36. Лазебник Л. Б., Конев Ю. В. Микробиота толстой кишки и составляющие метаболического синдрома. // Экспериментальнаяклиническая гастроэнтерология. – 2014. – Т. 105, №5. – С. 33-39.
37. Raizada MK. et al. Report of the National Heart, Lung, and Blood Institute Working Group on the Role of Microbiota in Blood Pressure Regulation: Current Status and Future Directions. // Hypertension. – 2017. – Vol. 70, №3. – P. 1-7.
38. Kimberley L. et al. Bridging the Gap between Gut Microbial Dysbiosis and Cardiovascular Diseases. // Nutrients. – 2017. – Vol. 9, №8. – P. 859.
39. Kitai T., Tang WHW. Gut microbiota in cardiovascular disease and heart failure. // Clin Sci (Lond). – 2018. – Vol. 132, №1. – P. 85-91.
40. Sircana A. et al. Gut Microbiota, Hypertension and Chronic kidney Disease: recent advances. // Pharmacol Res. – 2018. – P. 1-65.
41. Tao Y. et al. Gut microbiota dysbiosis is linked to hypertension. // Hypertension. – 2015. – Vol. 65, №6. – P. 1331-1340.
42. Durgan DJ. et al. Role of the Gut Microbiome in Obstructive Sleep Apnea-Induced Hypertension. // Hypertension. – 2016. – Vol. 67, №2. – P. 469-74.
43. Wei Y., Mojsov S. Distribution of GLP-1 and PACAP receptors in human tissues. // Acta Physiol Scand. – 1996. – №157. – P.355–357.
44. Li CL. et al. Review on the effect of glucagon-like peptide-1 receptor agonists and dipeptidyl peptidase-4 inhibitors for the treatment of non-alcoholic fatty liver disease. // J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci. – 2015. – Vol. 35, №3. – P. 333-336.
45. Qiulong Y. et al. Alterations of the Gut Microbiome in Hypertension. // Front Cell Infect Microbiol. – 2017. – №7. – P. 381.
46. Wang Z., Klipfell E., Bennett B. et al. Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease. // Nature. – 2011. – №472. – P. 57-63.
47. Komaroff AL. The Microbiome and Risk for Atherosclerosis. // JAMA. – 2018. – Vol. 319(23). – P. 2381-2382.
48. Tang W. et al. Intestinal microbial metabolism of phosphatidylcholine and cardiovascular risk. // N. Engl. J. Med. – 2013. – №368. – P. 1575-1584.
49. Koeth RA. et al. Intestinal microbiota metabolism of L‐carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis. // Nat Med. – 2013. – №19. – P. 576-585.
50. Hooper L., Gordon J. Commensal host-bacterial relationships in the gut. // Science. – 2001. – №292. – P. 1115-1118.
51. Jernberg C. et al. Long-term impacts of antibiotic exposure on the human intestinal microbiota. // Microbiology. – 2010. – №156. – P. 3216-3223.
52. Romano KA. et al. Intestinal microbiota composition modulates choline bioavailability from diet and accumulation of the proatherogenic metabolite trimethylamine-N-oxide. // MBio. – 2015. – Vol. 6, №2. – P. 1-8.
53. Brugère JF. et al. Archaebiotics: Proposed therapeutic use of archaea to prevent trimethylaminuria and cardiovascular disease. // Gut Microbes. – 2014. – №5. – P. 5-10.
54. Martin FP. et al. Top‐down systems biology integration of conditional prebiotic modulated transgenomic interactions in a humanized microbiome mouse model. // Mol Syst Biol. – 2008. – №4. – P.205.
55. Волков В. И., Серик С. А. Сахарный диабет и коронарный атеросклероз. // Атеросклероз. – 2011. – №2. – С. 5-22.
56. Чичкова М. А., Козлова О. С. Коронарный атеросклероз: современные аспекты диагностики и прогнозирования неблагоприятного течения // Международный журнал экспериментального образования. – 2016. – № 10-1. – С. 99-100.
57. Ala-Korpela M. The culprit is the carrier, not the loads: cholesterol, triglycerides and apolipoprotein B in atherosclerosis and coronary heart disease. // Int J Epidemiol. – 2019. – Vol. 0, №0. – P. 1-4.
58. Тихонов А. В., Никитин Ю. П. Липопротеид(А) и многоступенчатая атерогенность: коронарный атеросклероз, цереброваскулярные осложнения и другие корреляции ЛП(a) и АпоА. // Атеросклероз. – 2010. – №1. – С. 34-42.
59. Scot G. et al. A Patient-Level Pooled Analysis Assessing the Impact of the SYNTAX (Synergy Between Percutaneous Coronary Intervention With Taxus and Cardiac Surgery) Score on 1-Year Clinical Outcomes in 6,508 Patients Enrolled in Contemporary Coronary Stent Trials. // JACC: Cardiovascular Interventions. – 2011. – Vol. 4, №6. – P. 645-653.
60. Рудакова Д. М., Веселовская Н. Г., Чумакова Г. А. Коронарный атеросклероз у мужчин с метаболическим синдромом: факторы риска, роль миокардиальных цитопротекторов // Доктор.Ру. 2017. – № 10 (139). – С. 15–20.
61. Whelton SP. et al. Associations between lipids and subclinical coronary atherosclerosis. // AIDS. – 2019. – Vol. 33, №6. – P. 1053-61.
62. Boudoulas KD. et al. Coronary Atherosclerosis: Pathophysiologic Basis for Diagnosis and Management. // Prog Cardiovasc Dis. – 2016. – Vol. 58. №6. – P. 676-692.
63. Гаврилова Н. Е. Интегрированные биомаркеры неинвазивной оценки коронарного атеросклероза : дис. – докт. мед. наук. – М., 2016. – С. 16-23.
64. Fauzia Ashfaq et al. Lipoprotein(a) and SYNTAX Score Association with Severity of Coronary Artery Atherosclerosis in North India. // Sultan Qaboos Univ Med J. – 2012. – Vol. 12, №4. – P. 465-472.
65. V.V. Agrawal, Rudrani Sharma. To study inverse relationship between serum total bilirubin levels and severity of disease in patients with stable coronary artery disease as assessed by coronary angiography and syntax score. // Journal of Indian College of Cardiology. – 2015. – Vol. 5, № 3. – P. 209-213.
66. Momiyama Y. et al. Associations between plasma C-reactive protein levels and the severities of coronary and aortic atherosclerosis. // J. Atheroscler. Thromb. – 2010. – Vol. 17, №5. – P. 460-467.
67. Бондаренко В. М. с соавт. Роль кишечной микробиоты в обмене холестерина и рециркуляции желчных кислот. // Лечение и профилактика. – 2013. - №3(7). – С. 65-73.
68. Usman G., Hosono A. Bile tolerance, taurocholate deconjugation, and binding of cholesterol by Lactobacillus gasseri strains // J. Dairy Sci. – 1999. – Vol. 82, № 2. – P. 243-248.
69. Rhee Y. K. et al. Нуроcholesterolemic activity of bifidobacteria isolated from healthy Коrеаn // Аrсh. Pharm. Res. – 2002. – Vol. 25, №5. – P. 681-684.
70. Исаев М. Р. с соавт. Связь микробиоценоза кишечника с атерогенными дислипидемиями и возможность коррекции их споробактерином. // Медицинский альманах. – 2008. - №1(2). – С. 43-45.
71. Chen JJ. et al. Bifidobacterium longum supplemen- tation improved high-fat-fed-induced metabolic syndrome and promoted intestinal Reg I gene expression. // Exp Biol Med. – 2011. – Vol. 236, №7. – P. 823-831.
72. Beserra BT. et al. A systematic review and meta-analysis of the prebiotics and synbiotics effects on glycaemia, insulin concentrations and lipid parameters in adult patients with overweight or obesity. // Clin Nutr. – 2015. – Vol. 34, №5. – P. 845-58.