Interacciones del microbioma con diferentes factores de riesgo en el desarrollo de infarto de miocardio
Un consorcio internacional de investigadores de India, Bélgica, Estonia y EEUU, publicó en la edición de mayo de 2024 del Experimental Gerontology una revisión que analizó el tema de las interacciones del microbioma con diferentes factores de riesgo en el desarrollo de infarto de miocardio*.
Los autores se introducen en el tema indicando que muchos países en desarrollo se enfrentan a una doble carga de enfermedades (transmisibles y no transmisibles).
En los últimos años, se ha observado una rápida transición en la carga de enfermedades de predominantemente transmisibles a no transmisibles.
Según la Organización Mundial de la Salud, las enfermedades no transmisibles representan el 74 % de toda la mortalidad en todo el mundo.
Entre todas, la mortalidad asociada con las ECV es la que más contribuye y, por lo tanto, las ECV son la mayor preocupación en el mundo.
En África subsahariana, la mortalidad por enfermedades cardiovasculares es del 13 %.
Es la principal causa de mortalidad en toda la India y representa una cuarta parte de toda la mortalidad.
Las poblaciones del sur de Asia tienen un mayor riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares que otros grupos étnicos.
Los principales factores de riesgo de IM incluyen antecedentes genéticos, consumo de tabaco, hipertensión, enfermedades bucales, nutrición o infección de ciertos microbios.
En algunos países, la principal preocupación es la aparición del IM a una edad más temprana y su asociación con una alta mortalidad.
La hospitalización por infarto agudo de miocardio (IAM) en edades jóvenes representa el 32 % (2010-2014) en EE. UU., cifra significativamente mayor al 27 % durante 1995-1999.
Los factores de riesgo modificables y la genética representan más en pacientes con IAM más jóvenes en comparación con los pacientes de mayor edad.
Los microbiomas humanos, incluidas las infecciones crónicas de los microbios intestinales o las infecciones orales/respiratorias, son factores de riesgo importantes que contribuyen a la salud cardiometabólica.
Los avances actuales han establecido un vínculo profundo entre la microbiota intestinal y las funciones fisiológicas básicas, lo que muestra el papel de la microbiota humana en procesos como la extracción de nutrientes, la inmunidad y el metabolismo, impulsados por sus genes metabólicos multipropósito que contribuyen con distintas vías enzimáticas y funciones bioquímicas..
Además, la microbiota intestinal influye en gran medida en la síntesis de moléculas bioactivas, incluidas vitaminas, aminoácidos y lípidos.
Además, el microbioma humano también desempeña un papel fundamental en el desarrollo y la modulación de la respuesta inmune, además de proteger al huésped de patógenos externos.
Esta interacción compuesta acentúa las contribuciones complejas y sólidas del microbioma a la salud humana, incluidas las enfermedades cardiovasculares.
El término microbiota define a los microorganismos que viven en un entorno específico, por ejemplo, microbiota intestinal y oral, mientras que el microbioma incluye elementos estructurales microbianos, metabolitos y las condiciones ambientales, además de las comunidades de microorganismos.
La microbiota oral-intestino y sus metabolitos pueden interactuar con la genética del huésped para afectar el riesgo y la gravedad de las ECV.
Sin embargo, los mecanismos subyacentes no se comprenden bien en muchos países, incluidas las poblaciones del sur de Asia.
Los patrones genéticos, dietéticos y ambientales únicos que caracterizan a poblaciones geográficamente diversas lo convierten en un caso intrigante de exploración en los entornos respectivos.
La patogénesis del IM es compleja e involucra múltiples factores, incluida la microbiota oral-intestino y la genética del huésped.
Por lo tanto, el microbioma y la genética del huésped asociados con el IM y su disbiosis conducen a mayores resultados de enfermedades.
La interacción entre nutrientes, huésped y microbioma y el tráfico metabólico asociado son cruciales para identificar objetivos potenciales para intervenir y reducir la carga de enfermedades cardiovasculares.
Además, los mecanismos subyacentes del eje intestino-corazón-oral no están bien explorados y se han señalado como una importante laguna de conocimiento.
En esta revisión, en varias secciones, se analiza lo que se ha aprendido hasta ahora sobre el papel del microbioma intestinal, el microbioma oral y el papel de los metabolitos microbianos en la patogénesis del IM.
La evidencia experimental respalda el importante papel de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) en el mantenimiento de la diversidad de la microbiota y la mejora de la permeabilidad intestinal en las enfermedades cardiovasculares.
Se informó que el IM en pacientes con COVID-19 grave era alto y se asociaba con un riesgo amplificado de muerte.
Las vías inflamatorias y el eje ACE2/Ang 1-7 son cruciales para que los microorganismos combatan el daño en los tejidos cardiovasculares y pulmonares en pacientes cardíacos.
ACE2 controla la disbiosis y la permeabilidad del intestino, que es un mecanismo esencial tanto en las complicaciones cardiovasculares como pulmonares.
Se ha establecido un papel fundamental de ACE2 en las enfermedades cardiovasculares, incluida la hipertensión pulmonar (HP), el infarto de miocardio y la insuficiencia cardíaca (IC).
La infección por SARS-CoV-2 también provoca coagulación sanguínea y provoca una inflamación grave en los tejidos cardíacos en un número significativo de pacientes con microbioma oral e intestinal alterado.
La coagulación intravascular se observó en un gran número (71,4 %) de los fallecidos en comparación con los supervivientes (0,6 %).
Los no supervivientes también presentaron niveles elevados de productos de degradación del fibrinógeno y dímeros D (marcadores relacionados con la fibrina) en comparación con los supervivientes, pero siguen siendo más altos que los pacientes normales.
La sepsis conduce a una coagulación intravascular diseminada.
La riqueza de diversidad del microbioma intestinal contribuye a la aterosclerosis a medida que Streptococcus y Enterobacter se enriquecen en la enfermedad.
El metabolismo asociado al microbioma es crucial para combatir el daño cardiovascular asociado en pacientes cardíacos.
El enriquecimiento de patobiontes en el intestino o la gastroenteritis desarrolla una respuesta inflamatoria sistemática y una hipercoagulación que pueden contribuir a eventos aterotrombóticos, hipertensión y enfermedades cardiovasculares.
Patobiontes son los microbios endógenos benignos que tienen la capacidad, en condiciones de un ecosistema alterado (disbiosis), de provocar determinadas patologías.
La disbiosis es la pérdida del equilibrio entre las células de un organismo humano y las células bacterianas (microbianas, en general) que lo habitan.
Un informe reciente basado en análisis de casos y controles a nivel nacional reveló un mayor riesgo de IM en pacientes con gastroenteritis.
Los pacientes con gastroenteritis también presentaron resultados clínicos graves y estancia hospitalaria prolongada.
La infección microbiana crónica sigue a una disbiosis del microbioma y una permeabilidad elevada del intestino, que es un mecanismo esencial tanto en las complicaciones cardiovasculares como pulmonares, y son factores importantes que contribuyen al resultado de la enfermedad.
La infección del torrente sanguíneo y el aumento de la translocación de bacterias intestinales se han asociado con la morbilidad común de IM e IC.
Esto sugiere que la gastroenteritis puede desencadenar un infarto de miocardio y afectar el resultado posterior al infarto, probablemente a través de la entrada de toxinas microbianas o la entrada de microbios en la circulación a través del intestino permeable, lo que induce inflamación e hipercoagulación sistemáticas.
La microbiota intestinal estimula respuestas inflamatorias activando varias vías de señalización que luego inducen el desarrollo y la progresión de la ECV.
El mecanismo de estas vías no se comprende completamente.
Los microbios intestinales producen varios metabolitos que dependen de los nutrientes o la dieta que se consume.
Por lo tanto, los metabolitos microbianos junto con las vías metabólicas microbianas dan forma o impactan muchas vías metabólicas del huésped.
Algunos microbios intestinales (Clostridium , Enterobacteriaceae y Eubacterial sp) liberan trimetilamina (TMA) mediante el catabolismo de colina, carnitina y lecitina derivados de alimentos no vegetarianos.
La TMA se oxida aún más en N-óxido de trimetilamina (TMAO) en el hígado por las enzimas hepáticas. TMAO promueve la aterosclerosis y aumenta los riesgos de ECV.
El microbioma alberga variantes de las enzimas biosintéticas de TMA, carnitina oxigenasa (CntA) y colina TMA-liasa (CutC), que afectan distintos niveles de este metabolito.
La inhibición de CntA y CutC de origen microbiano sería un objetivo terapéutico potencial en la ECV.
Los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) son los productos finales del metabolismo microbiano (fermentación) en el colon y han sido bien estudiados por sus efectos beneficiosos sobre el metabolismo del huésped.
Los ácidos valérico, butírico y propiónico son los AGCC que mejoran el entorno intestinal, especialmente la función de la barrera intestinal, y mejoran el cardiometabolismo.
El efecto del ácido valérico es similar al del ácido butírico pero exhibe un rango más amplio de concentraciones biológicas efectivas que el ácido butírico.
Los nutrientes de la dieta dan forma a los microbiomas e impulsan las vías inflamatorias que se han establecido en la progresión del IM.
La genética del huésped también juega un papel importante en la configuración del microbioma intestinal/oral a través de la interacción de varias vías metabólicas y en el mantenimiento de la concentración de metabolitos microbianos en el sistema circulatorio.
Desde entonces, se están utilizando diferentes tipos de análisis de microbioma (bacterioma, viroma y micobioma) para identificar la diversidad microbiana y la abundancia diferencial y sus perfiles metabólicos (o funcionales) asociados con el riesgo de infarto de miocardio.
Entre todas las enfermedades no transmisibles, las enfermedades cardiovasculares (ECV) son la principal causa mundial de mortalidad.
Dentro de este espectro, sorprendentemente el infarto de miocardio (IM) representa más del 15% de todas las muertes.
La intrincada red de factores de riesgo de IM, que comprende antecedentes familiares, consumo de tabaco, salud bucal, hipertensión, patrón nutricional e infecciones microbianas, está firmemente influenciada por la microbiota intestinal y bucal humana, su diversidad, riqueza y disbiosis, junto con su respectivos metabolitos.
Los factores genéticos del huésped, especialmente las variaciones alélicas en la señalización y los marcadores inflamatorios, afectan en gran medida la progresión o la gravedad de la enfermedad.
A pesar de la importancia establecida de la interacción microbioma-nutriente-metabolito humano en asociación con las enfermedades cardiovasculares, el terreno inexplorado del eje intestino-corazón-oral se ha convertido en una brecha de conocimiento crítica.
Además, el papel fundamental del microbioma y la compleja interacción con la genética del huésped, agravada por los cambios relacionados con la edad, emerge como un área de vital importancia en el desarrollo de la IM.
Además, una susceptibilidad y gravedad distintivas de la enfermedad influenciadas por diferencias ancestrales o de género, agrega información crucial a la asociación con una mayor mortalidad.
Aquí, el objetivo fue proporcionar una descripción general de las interacciones del microbioma (oral e intestinal) con los principales factores de riesgo (consumo de tabaco, consumo de alcohol, dieta, hipertensión, genética del huésped, género y envejecimiento) en el desarrollo de la IM y la regulación terapéutica.
En conclusión y visualizando perspectivas de futuro, los autores señalan que un número creciente de estudios han fundamentado la conexión entre la microbiota intestinal y las enfermedades cardiovasculares, arrojando luz sobre los mecanismos subyacentes implicados en estas asociaciones.
El papel de la metabolómica es intrigante en este aspecto, lo que facilita la comprensión de cómo la interacción entre la microbiota intestinal y la dieta (medio ambiente) conduce al riesgo de ECV a través de metabolitos producidos en el intestino que contribuyen significativamente a la patogénesis de la ECV.
Los últimos hallazgos de las investigaciones han identificado distintos taxones microbianos asociados con las ECV y han destacado que los metabolitos derivados del intestino, como el TMAO (Trimethylamine N-oxide) o los SCFA, pueden promover o atenuar las ECV.
Sin embargo, el enfoque predominante de las investigaciones actuales en las comunidades bacterianas, ignorando el papel potencial que desempeñan otras microbiotas intestinales como virus, hongos y arqueas, indica que todavía queda mucho por explorar.
La integración de estos componentes en el análisis de la asociación microbiota-ECV podría revelar nuevas terapias potenciales para el futuro.
Respaldar el caso de integrar datos genómicos y del microbioma del huésped con funciones cardiovasculares en los modelos de medicina de precisión, lo que puede refinar las predicciones de riesgo y las intervenciones terapéuticas mediante la mejora de la caracterización del paciente, enfatizando el papel importante de la microbiota en la medicina de precisión.
Para dilucidar los mecanismos mediados por bacterias intestinales es crucial realizar más exploraciones de los intrincados mecanismos que afectan la microbiota y el desarrollo de la IM, teniendo en cuenta factores como el origen étnico, el sexo y el uso de tecnologías avanzadas como la nanomedicina, las ciencias de datos y el aprendizaje automático.
Las técnicas avanzadas podrían allanar el camino para enfoques preventivos y terapéuticos basados en microbiomas más eficaces y precisos para la EAC en los próximos tiempos.
Como síntesis final se afirma que
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Las interacciones del microbioma en humanos se asocian con el desarrollo de infarto de miocardio (IM).
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Los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) desempeñan un papel esencial en el mantenimiento de la homeostasis intestinal, y se enfatiza en que los
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Niveles elevados de TMAO se asocian con el desarrollo de IM.
* Bijla M, Saini SK, Pathak AK, Bharadwaj KP, Sukhavasi K, Patil A, Saini D, Yadav R, Singh S, Leeuwenburgh C, Kumar P. Microbiome interactions with different risk factors in development of myocardial infarction. Exp Gerontol. 2024 May;189:112409. doi: 10.1016/j.exger.2024.112409. Epub 2024 Mar 27. PMID: 38522483.
