肠道微生物与心力衰竭的关系分析.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生 48 肠道微生物与心力衰竭的关系分析 马丽艳 内蒙古自治区妇幼保健院，内蒙古 呼和浩特 010000 摘要：摘要：肠道内有多种微生物，数量甚至可达百亿，这些微生物虽然定植在肠道当中，但是却对机体的生理变化以及病理发展有着极大的影响，肠道微生物影响着身体对物质吸收过程与代谢过程，并对肠道上皮屏障功能进行调节，全身免疫性反应都会受到肠道微生物的影响。除了肠道微生物本身外，其代谢物也对生理状态有很大影响，可能导致类内分泌效应发生。除了胃肠道疾病外，非胃肠道疾病的治疗也开始影响肠道微生物，例如心力衰竭，文中就将对心力衰竭与肠道微生物的关系进行探讨。关键词：关键词：肠道微生物；心力衰竭；诊治；研究进展 中图分类号：中图分类号：R54 0 引言 心力衰竭属于严重的心脏疾病，其它心血管疾病发展到终末端就会演变为心力衰竭，其致死率较高，可比恶性肿瘤，患病后，五年内病死率在 50%左右。原有学者认为，神经-体液为心力衰竭的发病机制，现阶段研究认为心力衰竭发病具有多靶点调节的特点，发病机制为神经-体液-免疫。有学者发现，心力衰竭会引发血液的再度分配，导致肠上皮出现缺血性损伤以及肠壁水肿等问题，肠道屏障功能的消极变化以及通透性增强等变化会导致细菌内毒素、肠道微生物数量以及水平提升，这些物质可增加促炎因子水平升高，导致心肌细胞损失加重，让心肌功能变差，最终引发或者加重心力衰竭1。1 心力衰竭发生时肠道微生物组成的变化以及相关机制 1.1 肠道微生物在心力衰竭影响下的变化 有学者通过长期研究发现，患者出现心力衰竭症状时，肠道微生物会发生一定的变化，具体表现为其组成上的典型变化。16SrRNA 基因扩增测序检测结果显示，心力衰竭患者体内的 SMB53 等指标水平降低、Veillonella、Streptococcu 等指标水平则成升高趋势，这种变化只与心力衰竭疾病本身有关，不受致病因素的影响。部分心力衰竭患者存在射血分数降低的表现，此类患者的核心菌群数量以及整体肠道微生物种类都有所减少，最为典型的就是 Collinsella，可将其作为肠道微生物在心力衰竭影响下改变的标志物。若心力衰竭患者同时患有糖尿病或者冠心病，则Collinsella指标会明显降低2。1.2 肠道微生物在心力衰竭影响下的变化机制 心力衰竭发生时患者肠道微生物数量以及类型都会有较为明显的改变，虽然具体机制还不明确，但可能与以下因素有关。第一，心力衰竭状态下，血液会进行再分配，导致肠上皮出现缺血性缺损、肠壁发生水肿，肠道内酸碱值会因此降低，呈现出酸性状态，而上皮细胞会减少抗微生物蛋白的产生，这些变化都属于肠道内微环境的改变，最终引发微生物组成状况的变化3。第二，心力衰竭发生会损伤肠上皮屏障功能，导致肠道上皮无法与微生物之间形成有效隔离，微生物可以直接刺激肠道上皮细胞，引发炎症反应，继而导致微生物组成出现不同的变化4。2 肠道微生物对心力衰竭发病的影响 2.1 肠道微生物可致使免疫炎性反应发生 肠道微生物和免疫炎性反应之间存在一定的关联，而炎性因子水平又会直接影响到心力衰竭的轻重程度。有学者研究认为，对于心力衰竭患者来说，可溶性 T 细胞激动剂会受到肠道微生物Lachnopiraceae数量的影响，二者之间存在负相关关系，患者心力衰竭症状越重，关联性越为明显5。心 力 衰 竭 患 者 体 内 的R.gnavau以 及F.prausnitzii 水平与免疫性炎性反应的发生也有关联，前者增加、后者减少可以导致炎性反应加重。其中中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生 49 F.prausnitzii 会直接影响到心力衰竭患者的预后，如果其水平减少，可以加重炎性反应，最终导致预后不良6。2.2 肠道微生物及其内毒素可致使促炎性因子水平提升 胃肠道黏膜具有屏障功能，可以隔绝肠道微生物以及细菌内毒素，避免多糖等成分进入到血液当中，参与血液循环。但心力衰竭发生时，肠壁血管血流量以及心输出量都会大大降低，导致肠上皮以及肠壁出现不同的问题，引发屏障功能受损以及肠道通透性的提升，此时脂多糖以及肠道微生物都可以进入到血液当中，参与血液循环，在脂多糖结合蛋白的影响下，脂多糖可以与巨噬细胞当中的部分物质结合，在催化作用下激活免疫反应，导致促炎性因子水平提升7。促炎性因子会对心肌细胞产生影响，导致钙稳态失衡、线粒体受损等问题发生，心肌功能会因此大大降低。3 肠道微生物代谢产物对心力衰竭发病的影响 3.1 组氨酸代谢产物增加 在微生物的代谢作用下，组氨酸会转化成两种物质，分别为对甲酚硫酸盐、吲哚氧基硫酸盐，这些产物会影响到心力衰竭的进程。在心肾综合征的发病过程中，对甲酚硫酸盐、吲哚氧基硫酸盐为关键性因素，有启动作用，能够导致肾脏疾病或者心脏疾病的快速发展，引发器官衰竭以及病情恶化8。吲哚氧基硫酸盐能够导致心肌细胞的纤维化以及心肌细胞肥大，对小鼠进行实验，注射硫酸吲哚酚 8 周后，小鼠出现心室重构以及心脏纤维化等不良表现9。3.2 短链脂肪酸减少 膳食纤维进入肠道当中，会在酵解作用下产生短链脂肪酸，短链脂肪酸种类较多，血液中含量较多的有丙酸、丁酸、乙酸，临床研究认为，这些短链脂肪酸有助于保护心血管系统。心力衰竭患者体内的短链脂肪酸水平会降低不少，通过血浆以及粪便检验可以发现，心力衰竭患者体内的乙酸盐辅酶、丁酸盐等有助于短链脂肪酸合成的酶减少，同时与短链脂肪酸有关的菌群数量也会减少，因此短链脂肪酸无法在肠道内合成，导致心血管系统的保护因子数量降低，影响心血管系统的健康。动物实验证实，丁酸盐膳食能够降低与低肠道炎症有密切关系的肠道微生物的含量，从而避免炎症发生，并提高肠道的屏障功能，加强对肠道的保护10。短链脂肪酸可以对巨噬细胞功能产生影响，并降低脂多糖的产生，让促炎因子的生成过程得到抑制，从而减轻患者体内的炎症反应，避免心力衰竭进一步发展。短链脂肪酸还能够实现对心血管疾病基因转录过程的调控，让 Timp4 等具有疾病预防作用的基因水平提高11。3.3 TMAO 水平提升 发生心力衰竭的患者其体内会产生大量的 TMAO，而 TMAO 即氧化三甲胺的增高可促进炎性反应，自主神经系统被激活的同时加重心室重构11，经过代谢分析发现，患者血浆以及粪便中的 TMA0 裂解酶会有较强的表达，肠道微生物中 TMAO 的水平明显提升。心力衰竭患者若同时存在肾功能障碍，那么其肾脏清除 TMAO 的能力会降低，导致 TMAO 大量留存在体内。TMAO 水平提升会直接伤害到心肌功能以及心脏血管内皮，这一点在动物实验中有所展现。有研究人员将小鼠作为研究对象，给予其 TMAO 后，心衰程度明显增加，而心室舒张功能降低且心脏出现严重的纤维化表现12。注射 TMAO 后，小鼠体内的血管紧张素会有大幅度提升，从这一研究能够发现，TMAO 对心力衰竭患者的预后来说有不利影响，这种影响会通过神经体液递质紊乱显现出来。此研究结果提示在临床上应加强对心力衰竭患者的 TMAO 评估，将其作为风险因素，必要时加强干预。4 利用肠道微生物治疗心力衰竭的方法 4.1 注重饮食调整 对肠道的内环境来说，饮食的影响是比较直接的，因此想要改善肠道微生物状况则需从饮食入手，对饮食结构做有效调整，这样既能对心力衰竭等相关疾病进行预防，还能够延缓疾病进程，保证患者的健康与安全。基于高血压模型开展的小鼠实验发现，高膳食纤维可以提高醋酸盐相关微生物的水平，增加其丰富性，这对于改善心肌纤维化、心肌肥大以及高血压来说都有明显作用12。同时，TMAO 水平也和饮食有一定的关系，若患者摄入较多的 TMA 源食物则由可能导致心功能的衰减，所以日常饮食应当注意控制 TMA 源食物的中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生 50 摄入量。4.2 增加益生菌与益生元摄入 动物实验以及临床研究都证实了益生菌与益生元的治疗作用，对于心血管疾病患者来说，增加益生菌与益生元摄入是有必要的。小鼠实验当中，将益生菌发酵食物投喂给自发性高血压小鼠后，线粒体依赖和 FasL对应的凋亡信号通路活性明显降低，而 B 淋巴细胞因子-XL 等因子对应的信号通路活性增加，这些变化可以抑制心肌细胞凋亡，起到保护心肌功能的作用12。而对于心肌梗死的小鼠展开实验，增加其对 Lactobacillus rhamnosus GR-1 的摄入量，则可以使心肌细胞当中的牛磺酸含量维持在一定的水平，从而避免心脏问题继续发展。益生元不易消化，由多糖、低聚糖等组成，具有提升益生菌繁殖速度，对致病菌的生成进行抑制等作用，增加体内益生元可实现对血糖以及体质的控制，消除心血管疾病的致病危险因素。4.3 注重抗生素的使用 抗生素具有消炎作用，对于心力衰竭患者来说，抗生素的使用可以减少促炎性因子、脂多糖水平的提升，并对肠道内微生物产生一定的作用，避免其组成出现较大变化。但使用抗生素有较多注意事项，必须遵医嘱按时按量服用，一旦服用过量，就有可能导致耐药、菌群紊乱等不良情况发生，反而威胁患者的健康。抗生素的使用必须要谨慎，医生需要根据患者病情酌情设计用药方案。4.4 相关代谢物 有研究认为，口服活性炭吸附剂例如 AST-120 等可以避免肠道内具有损害作用的代谢物产生，对心力衰竭合并肾衰竭的小鼠展开研究，给予其适量的 AST-120 后，肠道内的吲哚硫酸酚、TMAO 等可以被吸附走，导致 TMAO、组氨酸代谢物的水平降低，实现对心肌纤维化以及心室肥大等过程的阻滞12。研究发现，胆碱类似物可以对 TMAO 的合成过程进行抑制，导致其水平下降，将其用于治疗冠心病是可行的。但是尚没有研究证实，在心力衰竭治疗当中，TMAO合成酶抑制剂的实际作用，未来可以增加相关内容的研究。针对肾功能损伤、高血压等高危致病因素，可通过提升短链脂肪酸含量的方式进行改善，降低心力衰竭的发生风险，但其能否作为直接干预靶点，仍然有待研究。5 结语 心力衰竭的发生和肠道微生物有极强的关联性，越来越多的学者通过研究发现，肠道微生物及其代谢物对心血管疾病的发生有调节作用，可直接参与其中，大多数作用都是通过参与免疫炎性反应而发生的。肠道微生物的组成以及水平会因为心力衰竭的发生而改变，而肠道微生物代谢产物类型以及数量的变化也会反映出心肌病变的进程，所以应当关注二者之间的关系问题，做深入探究。参考文献 1卜星彭,刘雅茹,李丽,李春霞.达格列净对老年射血分数保留的心力衰竭患者肠道微生物代谢产物及炎性 因 子 的 影 响 J.中 华 老 年 心 脑 血 管 病 杂志,2022,24(11):1215-1217.2蔡斌,张振东,王宏伟.肠道微生物及其代谢产物与心 力 衰 竭 相 关 性 研 究J.贵 州 医药,2022,46(07):1014-1016.3王璐,孙玉芹.肠道微生物群及其衍生物与心力衰竭 关 系 的 研 究 进 展 J.心 血 管 病 防 治 知识,2022,12(15):92-94.4王秋实.肠道微生物及其代谢产物与心力衰竭相关性 应 用 分 析 J.中 西 医 结 合 心 血 管 病 电 子 杂志,2021,9(35):49-51.5崔文静,常静,詹妮,那琳,于庭,薛歆.肠道微生物及其代谢产物与心力衰竭相关性研究现状J.中国实验诊断学,2021,25(09):1419-1422.6陈子俊,朱滨,杨春,杨玲.肠道微生物与心力衰竭诊 治 的 研 究 进 展J.中 国 全 科 医学,2019,22(35):4346-4352.7Nagatomo Y,Tang WH.Intersections between microbiome 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