Forskere finder forstyrrelser i tarmens bakterier hos patienter med alvorlig hjertesygdom

Patienter med hjerte-kar-sygdom har en betydelig ubalance i tarmens milliarder af bakterier, viser to nye studier. Balancen i tarmbakterierne kan dog genoprettes ved at spise en mere plantebaseret og energikontrolleret mad.

Med afsæt i blandt andet dansk forskning blev to artikler publiceret den 17. februar i Nature Medicine; (Metabolomic and microbiome profiling reveals personalized risk factors for coronary artery disease og Microbiome and metabolome features of the cardiometabolic disease spectrum).  Oluf Borbye Pedersen fra Københavns Universitet, som sammen med internationale kollegaer står bag forskningen, opfordrer som konsekvens af resultaterne til større fokus på folkesundhedsinitiativer, der kan være med til at forebygge eller udskyde åreforkalkningssygdom - en af de hyppigste årsager til for tidlig død. Initiativer, som inkluderer mere fokus på plantebaseret og energikontrolleret mad, daglig motion og ingen rygning.

De milliarder af bakterier i menneskets mikrobiom ser ud til at kunne have en gunstig eller en negativ indflydelse på vores helbred. Når bakterierne i tarmen er i balance - det vil sige, at de er mange og de er meget forskellige - fungerer de ligesom en indre ’kemifabrik’, der producerer et væld af sundhedsfremmende stoffer, der gennem tarmvæggen når over i kredsløbet og derfra påvirker alle kroppens organer.

En usund livsstil derimod i form af dårlig kost, rygning, mangel på motion eller kronisk sygdom kan forstyrre ’kemifabrikkens’ arbejde og få mikrobiomet til at producere forskellige molekyler, som kan medvirke til udvikling af folkesygdomme hos de mennesker, som genetisk set er sårbare. Det gælder for eksempel udvikling af blodprop i hjertet, hjertekrampe eller hjertesvigt.

I tidligere undersøgelser er det vist, at tarmmikrobiomet er forandret hos mennesker med åreforkalkning i hjertet, og at nogle af de molekyler, der produceres af det syge mikrobiom, kan bidrage til udvikling af åreforkalkning. Men de tidligere undersøgelser blev foretaget på patienter, der var i behandling med forskellige slags lægemidler, som hver især påvirker tarmmikrobiomet på godt eller ondt. Med andre ord, det var uklart, om det var de forskellige former for medicin eller åreforkalkningen i sig selv, der var koblet til en ubalance i tarmens mikrober.

Fortolkningen af ændringer i tarmmikrobiomet hos hjertepatienter vanskeliggøres yderligere af det faktum, at åreforkalkning i hjertet hyppigere opstår hos mennesker med overvægt og type 2-diabetes end hos normalvægtige raske. Netop ved diabetes og fedme er der i forvejen betydelige ubalancer i tarmens bakterier.

Årsag til ubalance i tarmens bakterier

For at besvare spørgsmålene om, hvor tidligt forandringer i tarmmikroberne opstår, og om hjertepatienter har forandringer ud over dem, der findes ved diabetes og fedme, lancerede et europæisk konsortium af videnskabsfolk i 2012 det EU-støttede forskningsprojektet MetaCardis. En af projektets ledere er professor Oluf Borbye Pedersen fra Novo Nordisk Fondens Metabolismecenter ved Københavns Universitet, som sammen med sine kolleger nu har udgivet resultaterne i det videnskabelige tidsskrift Nature Medicine.

”Vi valgte et undersøgelsesdesign, der afspejler opståen og udvikling af hjerte-kar-sygdom over tid som alternativ til et forløbsstudie, der ville være umuligt at gennemføre, fordi det ofte tager 50-60 år at udvikle symptomer på åreforkalkning. Samtidigt udviklede vi en matematisk metode, der gjorde det muligt at skelne imellem, hvordan lægemidler og sygdom er koblet til forstyrrelser i tarmens bakterier,” forklarer professor Oluf Borbye Pedersen, som udførte forskningen på Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research (CBMR) på Københavns Universitet.

Forskerne undersøgte 1.241 voksne mennesker fra Danmark, Frankrig og Tyskland. Gruppen inkluderede både raske mennesker, mennesker med overvægt og type 2-diabetes, men som ikke var diagnosticeret med åreforkalkning i hjertet, og endelig mennesker, som enten netop havde fået en blodprop i hjertet eller led af hjertekrampe eller hjertesvigt. Forskerne kortlagde typen og funktionen af omkring 700 forskellige slags bakterier, og sammenlignede resultaterne fra analyserne af bakterier med mere end 1.000 forskellige molekyler i blodet, hvoraf en del stammer fra tarmens bakterier.

”Vi fandt, at omkring halvdelen af tarmbakterierne og stofferne i blodet var påvirket af lægemidler og ikke direkte forbundet med hjerte-kar-sygdom eller forudgående diabetes eller overvægt,” siger professor Oluf Borbye Pedersen og tilføjer: ”I den resterende halvdel af tarmmikroberne fandt vi, at omkring 75 procent af ubalancerne forekom allerede i det tidlige stadium i udviklingen af åreforkalkning, nemlig hos patienter med overvægt og type 2-diabetes. Altså før patienterne blev diagnosticeret med åreforkalkning i hjertet. Men oven i de forandringer havde patienter med regulær åreforkalkning yderlige forstyrrelser i deres tarmbakterier.”

Både i det tidlige stadium med overvægt og forhøjet blodsukker og i det sene stadium med diagnosticeret hjertesygdom var det syge mikrobiom i tarmen kendetegnet ved at have færre forskellige typer af tarmbakterier med et tab af kompetencer i den indre ’kemifabrik’. Især havde patienter med åreforkalkning færre af de bakterietyper, der producerer sundhedsfremmende kortkædede fedtsyrer som smørsyre, men flere af de bakterietyper, som omdanner bestemte aminosyrer, kolin og L-carnitin i tarmen til sundhedsskadelige molekyler, der øger risikoen for at udvikle åreforkalkning. Og ubalancen i tarmbakterierne kunne genfindes i blodets profil af mange af de molekyler, som bakterier bidrager til at producere.

Plantebaseret og energikontrolleret mad kan hjælpe

Ændringerne i tarmbakterier og blodets indhold af stofskifteprodukter hos patienter med én af de tre hjertesygdomme, der blev undersøgt i det europæiske forskningsprojekt - blodprop i hjertet - blev bekræftet og uddybet i et studie fra Israel, der er udgivet i samme nummer af Nature Medicine.

”Det står nu klart, at patienter med åreforkalkning har betydelige forstyrrelser i deres tarmmikrobiom, og at ændringerne indtræder mange år før, at patienterne har symptomer på åreforkalkning i hjertet,” siger Oluf Borbye Pedersen.

Han understreger, at de to undersøgelserne ikke kan afgøre, om ændringer i tarmens bakterier er en følge af åreforkalkning eller en medvirkende årsag til åreforkalkning. Professor Oluf Borbye Pedersen understreger dog, at de seneste års celle- og dyreforsøg til belysning af særlige mikrobiomproducerede molekyler ligesom dem, de nye forskningsprojekter har undersøgt, har vist, at de pågældende stoffer spiller en rolle i udviklingen af åreforkalkning.

”Undersøgelser af både mennesker og forsøgsdyr har vist, at vi er i stand til at ændre og genoprette den ubalance i kollektivet af tarmbakterier og dermed også de sundhedsskadelige stoffer, vi observerer i forskellige stadier af hjerte-kar-sygdom, ved at spise en mere plantebaseret og energikontrolleret mad, lade være med at ryge og motionere dagligt. Tiden er inde til, at vi får omsat den samlede viden, vi har om tarmbakteriers rolle, til mere målrettede sundhedsinitiativer, der kan forebygge eller udskyde åreforkalkning i hjertet,” siger professor Oluf Borbye Pedersen, som fortsætter sin forskning på Gentofte Hospital.