肠道菌群与高血压的研究概况

2017-04-08

高血压是最常见的慢性心血管病,是遗传因素和环境因素共同作用、相互叠加的结果。既往对高血压研究多集中在外周血管重塑和机体的中枢调控上,对高血压环境因素的研究,尤其是人体内部的生态系统———肠道菌群的重视不足。肠道菌群之前多被认为主要参与维持消化道的良性平衡、抵御外源微生物的侵袭,但近年越来越多的研究倾向于关注它与其他疾病发生发展之间的密切关系,其中与高血压的关系备受关注。

肠道菌群与高血压

相关实验显示,实验动物的血压水平主要与肠道菌群丰富性、多样性的改变,不同菌群间比例改变,不同类别菌种的失调相关。无论是对自发性高血压大鼠肠道菌群的观察还是在长期血管紧张素Ⅱ输注的大鼠模型中,均发现肠道菌群的数量、丰度和均匀分布程度明显降低,厚壁菌门和拟杆菌门的比值显著增加,产生酯类和丁酸的菌群显著减少,分泌乳酸的菌群显著增加,出现菌群失调的状态。通过对比高血压人群与正常血压人群的肠道菌群结构差异,或不同高血压分型之间的菌群差异,已经发现了与高血压及其分型相关联的优势菌群,明确了肠道菌群失调与人类高血压及其不同分型具有确定的相关性。

肠道菌群作用于高血压的机制

1、膳食-微生物-炎症反应轴:膳食诱导肠道菌群数量和比例的改变,增加机会致病菌的致病可能,消耗肠屏障保护细菌的数量,影响肠上皮细胞基因表达,导致肠道通透性增加,使得进入血液的内毒素增加,引发慢性炎症反应。

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:代谢紊乱是高血压发病的危险因素,肠道菌群具有产生胆固醇氧化酶、抑制肝脂肪合成酶的活性、影响胆盐的肝肠循环的作用。例如与胆固醇代谢有直接关系的属水平的肠道菌群包括双歧杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌、梭菌属等。而胆固醇的代谢又影响着动脉粥样硬化的水平,动脉粥样硬化与高血压的进展具有协同作用。

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:双歧杆菌菌属参与调控释放具有降压活性的肽片段。肠道菌群通过胞外蛋白酶、肽酶(羧肽酶、氨肽酶)的水解作用,释放食物蛋白如乳蛋白中具有降压活性的肽片段。短链脂肪酸是肠道菌群的主要代谢产物之一,以短链脂肪酸为主的肠道菌群代谢产物通过嗅觉受体78和G蛋白偶联受体孤儿型调控血压。膳食中卵磷脂代谢产生的氧化三甲胺、胆碱、甜菜碱可预测心血管病风险,但其代谢必须依赖肠道菌群参与。

4、 微生物-免疫轴参与血压调节:利用免疫干预的动物模型如TOLL样受体缺陷小鼠进行的研究提示,激活升高了动脉压力,引发血管功能障碍,此结果在SHR中同样存在,并且血压升高、血管功能障碍与低度炎性状态、肠道菌群失衡状态有关。

膳食调整对降压治疗的作用

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。

肠道菌群与膳食结构关系密切,摄入益生菌和高纤维膳食可以直接改变肠道内固有菌群的结构,影响某些肠道菌群的代谢,改善宿主的代谢状况。在高纤维膳食的动物模型实验中,高纤维膳食可通过增加拟杆菌的数量及产生乙酸酯的肠菌数量,改变厚壁菌门和拟杆菌门的比值,通过肠道菌群产物乙酸酯来发挥降压作用。

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