腸道菌群與高血壓的研究概況

2017-04-08

高血壓是最常見的慢性心血管病,是遺傳因素和環境因素共同作用、相互疊加的結果。既往對高血壓研究多集中在外周血管重塑和機體的中樞調控上,對高血壓環境因素的研究,尤其是人體內部的生態系統———腸道菌群的重視不足。腸道菌群之前多被認爲主要參與維持消化道的良性平衡、抵禦外源微生物的侵襲,但近年越來越多的研究傾向于關注它與其他疾病發生發展之間的密切關系,其中與高血壓的關系備受關注。

腸道菌群與高血壓

相關實驗顯示,實驗動物的血壓水平主要與腸道菌群豐富性、多樣性的改變,不同菌群間比例改變,不同類別菌種的失調相關。無論是對自發性高血壓大鼠腸道菌群的觀察還是在長期血管緊張素Ⅱ輸注的大鼠模型中,均發現腸道菌群的數量、豐度和均勻分布程度明顯降低,厚壁菌門和擬杆菌門的比值顯著增加,産生酯類和丁酸的菌群顯著減少,分泌乳酸的菌群顯著增加,出現菌群失調的狀態。通過對比高血壓人群與正常血壓人群的腸道菌群結構差異,或不同高血壓分型之間的菌群差異,已經發現了與高血壓及其分型相關聯的優勢菌群,明確了腸道菌群失調與人類高血壓及其不同分型具有確定的相關性。

腸道菌群作用于高血壓的機制

1、膳食-微生物-炎症反應軸:膳食誘導腸道菌群數量和比例的改變,增加機會致病菌的致病可能,消耗腸屏障保護細菌的數量,影響腸上皮細胞基因表達,導致腸道通透性增加,使得進入血液的內毒素增加,引發慢性炎症反應。

2、 通过影响血糖、血脂代谢和肥胖等高血压危险因素而影响血压:代謝紊亂是高血壓發病的危險因素,腸道菌群具有産生膽固醇氧化酶、抑制肝脂肪合成酶的活性、影響膽鹽的肝腸循環的作用。例如與膽固醇代謝有直接關系的屬水平的腸道菌群包括雙歧杆菌、乳酸杆菌、擬杆菌、梭菌屬等。而膽固醇的代謝又影響著動脈粥樣硬化的水平,動脈粥樣硬化與高血壓的進展具有協同作用。

3、 通过释放调控活性肽、短链脂肪酸、氧化三甲胺等代谢产物影响血压水平:雙歧杆菌菌屬參與調控釋放具有降壓活性的肽片段。腸道菌群通過胞外蛋白酶、肽酶(羧肽酶、氨肽酶)的水解作用,釋放食物蛋白如乳蛋白中具有降壓活性的肽片段。短鏈脂肪酸是腸道菌群的主要代謝産物之一,以短鏈脂肪酸爲主的腸道菌群代謝産物通過嗅覺受體78和G蛋白偶聯受體孤兒型調控血壓。膳食中卵磷脂代謝産生的氧化三甲胺、膽堿、甜菜堿可預測心血管病風險,但其代謝必須依賴腸道菌群參與。

4、 微生物-免疫轴参与血压调节:利用免疫幹預的動物模型如TOLL樣受體缺陷小鼠進行的研究提示,激活升高了動脈壓力,引發血管功能障礙,此結果在SHR中同樣存在,並且血壓升高、血管功能障礙與低度炎性狀態、腸道菌群失衡狀態有關。

膳食調整對降壓治療的作用

肠道菌群对于维持肠道稳态的作用表现在:①保证肠道内菌群固有结构,参与机体重要的生理代谢活动,如拟杆菌门细菌产生短链脂肪酸、乙酸和丙酸;厚壁菌门成员产生大量丁酸。而包括乙酸、丙酸、丁酸在内的短链脂肪酸家族可促进血管扩张,直接参与降压。费氏丙酸杆菌ET-3通过产生维生素K2前体物质激活芳香烃受体,从而参与物质代谢、解毒。 ② 定植菌群对肠黏膜持续的低度炎性刺激,有助于肠道局部免疫系统的形成和完善,进而及时有效地监控并清除有害菌,维持机体健康。③相对稳定的菌群具有的定植抗力,使其占据肠道内的生态位点,阻止各种病原体侵入黏膜固有层。

腸道菌群與膳食結構關系密切,攝入益生菌和高纖維膳食可以直接改變腸道內固有菌群的結構,影響某些腸道菌群的代謝,改善宿主的代謝狀況。在高纖維膳食的動物模型實驗中,高纖維膳食可通過增加擬杆菌的數量及産生乙酸酯的腸菌數量,改變厚壁菌門和擬杆菌門的比值,通過腸道菌群産物乙酸酯來發揮降壓作用。

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