微生物如何导致心脏病

 




心血管疾病有很多表现形式,其中很多心血管疾病的诱因已经被确认,大部分都与基因和行为有关。然而,还有一个会引起心血管疾病的原因,虽然它看起来不太可能。

在2011年,一些美国研究人员做了一项具有争议的假设,微生物也可能是心血管疾病的诱因之一。他们的假设基于一种特殊的化学物质,氧化三甲胺(trimethylamine-N-oxide,TMAO)。

在小鼠试验中,TMAO浓度的增加最终会导致心血管疾病,包括动脉粥样硬化。这种分子只存在于有三甲基胺尿症这种基因紊乱的人体内。然而,微生物也可以产生TMAO并且释放到人体内。2013年,微生物会在人体内形成TMAO这一事实被确认。

关于TMAO的新闻震撼了心脏病学和微生物学界,引发了一系列验证TMAO和心血管疾病之间联系的研究。当这种联系被确定后,还有一个问题仍待解答。没有人清楚TMAO在人体中究竟做了什么。

目前这种问题似乎有了答案。这多亏了美国一些研究人员们所做的研究工作。上周,他们揭示了TMAO有害作用的可能机制。TMAO会引起人体内一连串的问题,导致心血管疾病,增加心脏病和中风的风险。

研究团队首次想确认TMAO是否与心血管疾病有关。他们调查了超过4000个个体,发现TMAO浓度与血栓类疾病(比如心脏病和中风)存在关联。尽管这一研究结果并未指明机制,但是却为未来的研究指明了方向。

接下来的研究工作是确定血小板是否受TMAO的影响。血小板负责将血管中的损伤聚集到一起形成血凝块。在正常人体内,这种血凝块可以被很好地处理,但是在血栓患者体内,血小板会在没有损伤的情况下生成血凝块。如果TMAO确实是造成血栓的风险,那么它一定会对血小板有影响。

事实确实如此。当TMAO出现时,实验室中培养的血小板变得更加活跃并开始形成血凝块。当血小板遇到形成血凝块的另一种因子胶原蛋白时,血凝块会变得更加顽固且不会被液体流带走。事实上,TMAO确实会形成和加固血凝块。

接下来就要确认这种现象是否会发生在哺乳动物体内,在试验中研究人员使用了小鼠。他们直接向小鼠体内注射TMAO并观测血栓水平。正如在培养皿中得到的结果一样,TMAO增加了血小板的活性,并导致患心血管疾病的风险增加。在试验中使用的TMAO剂量是在人类体内TMAO含量的范围内。

得到这些信息后,研究人员们发现血小板活性背后的分子层面的机制。当TMAO刺激细胞时,细胞会变得更加警惕并随时准备行动。一旦与胶原蛋白接触,血小板就会快速运转并大量生成血凝块。长此以往,这将最终导致血管阻塞和心脏疾病甚至中风。

尽管这些信息已经足够证明这种机制,但是研究人员们还想要证明这些问题是由细菌引起的。他们将患有血栓小鼠的粪便细菌移植入健康小鼠体内。6周后,健康小鼠也产生了类似的与TMAO相关的疾病。研究人员进一步确定导致这个结果的细菌属类。

这项研究结果表明微生物很可能是导致心血管疾病的原因。不幸的是,这个信息在最初很可能会带来麻烦,而不是带来帮助。由于心血管疾病治疗的特性,如果要解决细菌问题会导致关注点和策略的变化。

研究人员们认为可以通过以细菌中的TMAO通路为靶标进行研究。或者,使用益生菌作为心脏病治疗的手段。如果使用这种方法,生成TMAO的细菌和患心血管疾病的概率都会下降。这种方法的最大好处就是不需要任何药物干预。通过饮食和锻炼转换微生物种群就会大大降低风险。

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