Niebezpieczne czerwone mięso

Produkt uboczny, który powstaje, gdy bakterie jelitowe trawią pewne składniki odżywcze znajdujące się czerwonym mięsie i innych produktach zwierzęcych – zwany TMAO (N-tlenek trimetyloaminy) – zwiększa ryzyko chorób serca i udaru mózgu. Powiązanie to odkrył dr Stanley Hazen z Cleveland Clinic.

Substancją znajdującą się w pożywieniu, przekształcaną na TMAO jest kartynina. Proces jest dwuetapowy: najpierw karnityna jest przekształcana w gamma-butyrobetainę oznaczaną yBB, potem ewentualnie yBB jest przekształcana w TMAO przez pewne drobnustroje jelitowe.

Według dr Hazena wiele drobnoustrojów jelitowych może przekształcić karnitynę w pokarmie w związek γBB, ale bardzo niewiele może przekształcić cząsteczkę w TMA, prekursor TMAO. „U zwierząt wszystkożernych  jest głównym ludzkim drobnoustrojem jelitowym zaangażowanym w przemianę γBB w TMA/TMAO jest Emergencia timonensis. Odwrotnie, wieloletni wegetarianie i weganie mają bardzo niski poziom tego drobnoustroju w jelitach i dlatego mają minimalną lub żadną zdolność do konwersji karnityny na TMAO.”

Naukowcy zbadali związek między poziomami γBB w osoczu na czczo, wykorzystując próbki i dane kliniczne zebrane od prawie 3000 pacjentów. Wyższe poziomy γBB wiązały się z chorobą sercowo-naczyniową i poważnymi zdarzeniami, w tym zgonem, zawałem serca lub udarem.

Aby zrozumieć mechanistyczny związek między γBB a obserwowanymi wynikami u pacjentów, naukowcy zbadali próbki kału pobrane od myszy i pacjentów, a także przedkliniczne modele uszkodzenia tętnic. Odkryli, że wprowadzenie bakterii E. timonensis powoduje przemianę karnityny w TMAO, podnosi poziom TMAO i zwiększa potencjał krzepnięcia.

Naukowcy wykorzystali technologię sekwencjonowania, aby zidentyfikować odpowiednią klaster genów drobnoustrojów jelitowych. Klaster został nazwany klastrem genów gbu (wykorzystanie gamma-butyrobetainy), w oparciu o jego nowo odkrytą funkcję i obejmuje sześć genów. Odkryli, że w obecności γBB ekspresja wszystkich sześciu genów w klastrze genów gbu wzrasta, a cztery geny (gbuA, gbuB, gbuC i gbuE) są krytyczne w konwersji γBB do TMA/TMAO.

„Badając próbki pacjentów, zauważyliśmy, że obfitość gbuA jest istotnie związana z dietą bogatą w czerwone mięso i poziomem TMAO w osoczu” – powiedział dr Hazen, który jest również przewodniczącym Wydziału Chorób Układu Krążenia i Nauk Metabolicznych oraz praktykującym lekarzem. „Pacjenci, którzy przeszli na dietę bezmięsną, wykazywali obniżony poziom gbuA w jelitach. Podsumowując, sugeruje to, że modyfikacje diety mogą pomóc zmniejszyć ryzyko chorób sercowo-naczyniowych związanych z dietą i TMAO. Podobnie rola klastra genów gbu może być warta zbadania jako potencjalny cel terapeutyczny.”