آيا ميكروب‌ها از قلب انسان مراقبت می‌كنند؟

يک نظر

درك فعل و انفعلات بين ميكروب ها و متابوليسم انسان مي تواند بطور بالقوه خطر بيماري هاي قلبي را كاهش دهد.

گزارش نتايج

بیماری قلبی یا بیماری قلبی عروقی (CVD) به عنوان یک بیماری التهابی شناخته شده است. بيماري هاي قلبي عروقي شامل طیف وسیعی از شرایط در انسان می شود، از جمله بیماری های قلبی عروقی مانند بیماری عروق کرونري (CAD)، ریتم قلب غیر طبیعی (آریتمی) و نقایص مادرزادی قلب (CHD).

با توجه به مطالعات مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری (CDC)، بيماري عروق كرونري درمیان شایع ترین نوع بیماری قلبی در انسان است که در ایالات متحده بسیار شایع است.

CAD به طور عمده به دلیل انباشت لیپوپروتئین هایي با چگالی کم و کلسترول در شریان ها اتفاق می افتد که منجر به پلاک آتروماتیک می شود كه بیماری آترزی اسکلروز نام دارد. ایجاد پلاک در دیواره های شریانی می تواند باعث ایسکمی (محدودیت خون) شود و منجر به انسداد شریان های محیطی، نارسایی احتقانی قلب، حمله قلبی و سکته مغزی در انسان شود.

یکی دیگر از دلايل بیماری قلب، آریتمی است که در آن قلب ضربان قلب بيش از حد بالاست (تاکیکاردی) یا بیش از حد آهسته (برادی‌کاردی) یا خیلی زود (انقباض نارس) یا بیش از حد نامنظم (فیبریلاسیون) است.

بیماری قلبی نیز ممکن است ناشی از مشکلات ساختار قلب که در هنگام تولد باشد كه به نام CHD شناخته شود. CHD جریان طبیعی خون را از طریق قلب تغییر می دهد. آمار اخیر نشان می دهد که از هر ۱۰۰۰ نوزاد۸ نفر مبتلا به CHD هستند.

با توجه به موسسه ملی قلب، ریه و خون (NHLBI) در موسسه ملی بهداشت، هر ساله بیش از ۳۵۰۰۰ نوزاد در ایالات متحده با CHD متولد می شوند و بیش از ۱ میلیون بزرگسال مبتلا به CHDزندگی میکنند.

بيماري هاي قلبي عروقي (CVD) علت اصلی مرگ در سراسر جهان است. چه چیزی باعث CVD می شود؟ چگونه CVD از والدین به نوزادان آن ها امنتقل مي شود؟ آیا میکروب ها می توانند باعث ایجاد CVD شوند؟ آيا ميكروب ها هم مانند ژن ها از والدين به نوزادان منتقل مي شوند؟ نحوه درمان و مدیریت CVD چیست؟

پاسخ به این سوالات هنوز هم مبهم است. با این حال، تحقیقات اخیر شواهد محکمی ارائه داده است که میکروب ها می توانند به بیماری های غیرعفونی کمک کنند بیماری هایی مانند سرطان و CVD میکروب ها در اطراف و در داخل بدن ما زندگی می کنند. بیش از یک صد میلیارد از سلول های میکروبی در روده ی يك انسان زندگی می کنند که ۱۰ برابر کل سلول های انسانی است و این نشان می دهد که روده بزرگ مخزن اصلي نسبت به سایر ارگان های بدن انسان براي ميكروب ها محسوب مي شود.

اکثر میکروب هایی که در داخل بدن انسان زندگی می کنند، در تغذيه با انسان همسفره هستند یا اغلب سودمند هستند (بعنوان همزيست) ، بعضی از آنها پاتوژن های فرصت طلب هستند که ممکن است باعث بيماري هايي شودكه جان بيماران را به خطر بياندازد مخصوصا در شرايطي كه سيستم ايمني اسيب ديده باشد.

با ظهور تكنولوژي هاي كارآمد توالي يابي نسل بعد، محققان نقش میکروب ها در CVD را اثبات و شناسایی کرده اند كه میکروبیوتاسیون روده در بیماراني با آترواسکلروز نشاندار در خانواده های باکتریایی ، Ruminococcus و Collinsella است .

مطالعات مشخصات متابولیک همچنین غنی سازی ژن های مرتبط با بیوزونیت پپیدیدوگلیکان را در بیماران مبتلا به CVD را نسبت به همسالان سالم نشان داده اند كه این امر نشان می دهد که افزایش تولید پپیدیدوگلیکان توسط پاتوژن های مهاجم در يك میزبان آلوده ممكن است از طريق تنظيم رشته هاي التهابي ميزبان به آترواسكروز علامتدار كمك كند.

افرادی که خطر ابتلا به CVD کمتری دارند، گروه متفاوتی از باکتری ها را در بدن انسان شامل مي شود مانند Eubacterium Roseburia و Bacteroidetes که همه خواص ضد التهابی داشتند، نشان می دهد که این گروه از باکتری هاي مفيد به بدن انسان کمک می کند تا علیه پاسخ التهابی مانند آسیب رادیکال های آزاد به سلول ها مبارزه کند خطر ابتلا به CVD را کاهش دهد.

میکروب های روده ای از اجزای رژیمی استفاده می کنند که به راحتی توسط روده کوچک جذب نمی شوند و به عنوان زیر ساخت های رشدی که بر فیزیولوژی، متابولیسم، تغذیه و عملکرد ایمنی بدن تاثیر می گذارند. اکثر میکروب های روده دارای اثرات مفیدی برای انسان هستند، اما تحت شرایط خاصی، این میکروب ها ترکیبات رژیمی مضر مانند کولین را به متابولیت هایی که به سلامت انسان بسیار آسیب می رساند تبدیل می کنند.

محققان ثابت کرده اند که متابولیسم كولين میکروب هاي روده باعث تولید تریمیتیلامین (TMA) می شود که جذب شده و بیشتر توسط فلاوین مونوکسژنازهای ۱ و ۳ در كبد میزبان به تريميتيلامين ان اكسيد(TMAO) متابولیزه می شود.

افزایش سطح TMAO در سرم ارتباط مثبت با اختلال عملکرد کلیه، سرطان کولورکتال و بیماری های قلبی عروقی دارد. TMAO همچنین نقش خود را در بیماری قلبی، با ترویج حمل و نقل جلوگیری از کلسترول و مهار حمل و نقل کلسترول معکوس تلقی کرده است. محققان همچنین اثرات مضر باکتری های روده ای انسانی را که مواد مغذی رایج را در بر میگیرند ال كارنيتين موجود در گوشت قرمز را به TMAO تبدیل می کند که نشان می دهد خطر ابتلا به بیماری های قلبی را افزایش می دهد.

در سال های اخیر، محققان در زمینه شناسایی بازدارنده های بالقوه ای که تولید TMAO را کاهش می دهد تا خطر ابتلا به CVD را كاهش دهد، رشدهایی وجود داشته است. عوارض اولیه مرتبط با آترواسکلروز، پارگی ناگهانی آتروما پایدار یا پلاک آتروماتوز است که منجر به آسیب رساندن به آتروتروببوتسی می شود.

ریسک اختلال پلاک در ارتباط با خواص ذاتی پلاک های فردی (آسیب پذیری آنها) و نیروهای بیرونی بر روی پلاک ها باعث ريزش می شود. خواص ذاتي عمدتا پلاكها را به پارگي تشكيل مي دهند، در حالي كه نيروهاي خارجي ممكن است در صورت وجود پلاك هاي آسيب پذيري، اختلال را پيش بيني كنند.

مطالعات اخیر نشان داده است که وجود گونه های باکتریایی سودوموناس ائروجنزا در پلاک شریان کاروتید به عنوان جای زیستی فیلم که باعث افزایش خطر پارگی طحال می شود. بیوفیلم های موجود در ضایعات آترواسکلروتیک حساسیت به القاء واکنش پراکندگی دارند که با انتشار هماهنگ آنزیم تخریب شده توسط باکتری ها که موجب بی نظم شدن طحال می شود كه منجر به افزایش خطر پارگی طحال و ترومبوزیسم می شود.

قبلا مشخص شده است که استرس هم می تواند باعث پارگی طحال شود. شروع استرس باعث افزایش غلظت پلاسمایی هورمون نوراپی نفرین می شود که با پروتئین انتقال دهنده پروتئین آهن در سرم منجر به آزاد شدن آهن آزاد می شود.

این افزایش ناگهانی در آهن آزاد دارای اثر بالقوه است و موجب پراکندگی بیوفیلم پاتوژن های ساکن در یک میزبان آلوده می شود که منجر به پارگی ترومبوز و ترومبوزیسم میشود. علاوه بر پیامدهای میکروب های روده ای در CVD، انتشار عناصر DNA باکتری و ویروسی در گردش نیز می تواند علت یا پیامد بروز بیماری های قلبی عروقی باشد. بر خلاف ارگان های دیگر، خون انسان به عنوان استریل شناخته می شودو تصور می شود که میکروب ها در گردش تنها در طی سپسیس (Sepis)رخ می دهند. مطالعه اخیر در مورد گردش میکروسکوپی انسان توسط توالی سلول های بتنی با عمق تفنگ های مگنوم، نشان دهنده تنوع بیشتر میکروبی در بیماران مبتلا به CVD نسبت به افراد سالم است.

جنس Propionibacterium در بین بیماران CVD غالب بود در حالیکه، Pseudomonasجنس غالب در میان افراد سالم بود. علاوه بر این، فاژ ها برای پروپیوای باکتریوم، Pseudomonasand Rhizobiumهمچنین بخش عمده ای از باکتریوفاژها در گردش خون بیماران مبتلا به CVD را تشکیل می دهد.

تغییرات در الگوهای میکروارگانیسم ها (میکروبیوم تغییر یافته) بر اساس عوامل خطرزا مانند فشار خون بالا، کلسترول، اضافه وزن و چاقی، مصرف دخانیات، عدم فعالیت بدنی و دیابت است که به شدت باعث افزایش خطر ابتلا به CVD می شود

انتقال بیماری های مکرر در انسان در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است که به درک انتقال عمودی میکروبیوم از مادر به نوزاد کمک می کند. مطالعات اخیر نشان داده اند که نوزادان از ابتدای تولد از یک میکروبیوم اولیه استفاده می کنند و از طریق تولد و تغذیه با شیر مادر مکمل های زیادی از میکروب های مادر دریافت می کنند. مانند به ارث رسيدن ژن ها، مشکلات قلبی نوزادان ممکن است به دلیل انتقال میکروبیوم از مادر به جنین باشد.

دانش در مورد تعاملات عملکردی بین میکروبیوم انسان و سیستم ایمنی هنوز در مرحله اوليه رشد و پيشرفت است. با این حال، درک ساختار جامعه میکروبی و تعاملات عملکردی آن با سیستم ایمنی هر دو بیمار مبتلا به بیماری های قلبی عروقی و فرد سالم، بینش مؤثرتری را در ارتباط بین روابط مکانیکی میان تعاملات میزبان و میکروبیم فراهم می کند و خطر بالقوه گسترش بيماري هاي قلبي عروقي انسان را از بین می برد. راه ادغام استراتژی هایی مانند پروفایل های میکروبی جامعه، ترانسکت نشین و متابولومیک می تواند کارآمد باشد که درک جهانی از تغییر الگوهای میکروارگانیسم ها، تعاملات میزبان و میکروبیوم، تنظیم مسیرهای التهابی / عفونت و تعامل بین میکروبیوم و سیستم ایمنی را فراهم می کند.

این رویکردها به ما کمک می کند تا علت عمده بيماري هاي قلبي عروقي را درك كنيم و همچنين شناسايي مشخص كردن خطرات بالقوه بيماري قلبي عروقي.