Tiervesuch: Schlechterer pH-Wert i. Zusammenhang m. Veränderungen i. Darmmikrobi

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Schlechterer pH-Wert im Zusammenhang mit Veränderungen im Darmmikrobiom, Stoffwechsel bei RattenNeue Studie zeigt, dass Veränderungen in der „Darm-Lungen-Achse“ die PH-Entwicklung vorantreiben können

  Pulmonale Hypertonie  (PH) ist mit Veränderungen im Darmmikrobiom – der riesigen Gemeinschaft von Bakterien, Pilzen und Viren, die den Magen-Darm-Trakt besiedeln – und einem Ungleichgewicht zwischen schützenden und krankheitsbedingten Metaboliten oder Molekülen, die am Stoffwechsel beteiligt sind, verbunden zu einem Rattenmodell der Krankheit.Diese Ergebnisse stärken eine „Darm-Lungen-Achse“ oder einen Kommunikationsweg, der, wenn er verändert wird, die PH-Entwicklung vorantreiben kann, sagen Forscher. Solche „Veränderungen haben wichtige Auswirkungen auf die Wechselwirkungen zwischen Wirt und Mikrobiom und die potenzielle Darm-Lungen-Kommunikation über die ‚Darm-Lungen-Achse‘“, schrieb das Team.Die Studie „  Microbiome and metabolome dysbiosis of the gut-lung axis in pulmonary hypertension  “ wurde in der Fachzeitschrift  Microbiological Research  veröffentlicht .

 PH ist eine chronische und fortschreitende Krankheit, die durch einen erhöhten Blutdruck im rechten Ventrikel gekennzeichnet ist – dem rechtsventrikulären systolischen Druck oder RVSP – einem Teil des Herzens, der Blut durch die Lunge pumpt. Dies führt dazu, dass die rechte Seite des Herzens härter arbeiten muss, um Blut zu pumpen. Aber die Auswirkungen von PH können sich über Lunge und Herz hinaus erstrecken. Daten von Patienten mit  pulmonaler arterieller Hypertonie  (PAH) und Tiermodellen haben PH mit Veränderungen in der Zusammensetzung des Darmmikrobioms in Verbindung gebracht. Erkundung der Darm-Lungen-AchseDieses Mikrobiom trägt zur Aufrechterhaltung einer ausgewogenen Darmfunktion bei und beeinflusst andere Körperfunktionen, einschließlich Immun- und Stoffwechselfunktionen. Eine Darmmikrobenstörung, Dysbiose genannt, wurde mit Atemwegserkrankungen in Verbindung gebracht.Darüber hinaus deuten neuere Studien darauf hin, dass Stoffwechselveränderungen die Entwicklung von PH fördern. Jetzt verwendete ein Team unter der Leitung von Forschern in China und den USA ein Rattenmodell von PH, um das Darmmikrobiom und das Zusammenspiel zwischen Dysbiose und Stoffwechselveränderungen zu bewerten.Insbesondere wurde PH durch einen chirurgischen Eingriff induziert, der als Ligation der linken Lungenarterie (LPAL) bezeichnet wird.Zunächst bestätigten die Forscher, dass die Ratten fünf Wochen nach dem chirurgischen Eingriff einen erhöhten Blutdruck auf der rechten Seite des Herzens hatten. Begleitet wurde dies von einer dickeren Wand der Pulmonalarterie, dem großen Blutgefäß, das Blut vom Herzen zur Lunge transportiert.Verglichen mit Ratten, die einem Schein-Operationsverfahren unterzogen wurden und als Kontrollen dienten, zeigten Tiere mit PH-ähnlicher Erkrankung eine signifikant höhere Fibrose (Narbenbildung), Muskeldicke und kürzere Zotten. Die Zotten sind die kleinen fingerartigen Vorsprünge, die den Darm auskleiden und für die Absorption verantwortlich sind.Die Darmschutzbarriere war bei den PH-Ratten ebenfalls gestört, wie durch eine reduzierte Anwesenheit von zwei Proteinen namens Occludin und ZO-1 gezeigt wurde. Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass Ratten mit PH eine gestörte Darmbarriere haben, die mit Entzündungsreaktionen und einem höheren Infektionsrisiko verbunden ist.Die Mikrobiomanalyse bei den PH-Ratten zeigte, dass ihr Darmmikrobiom im Vergleich zu den Kontrollen verändert war. Die Analyse zeigte insbesondere, dass Bakterien der Gattungen Desulfovibrio und Eubacterium in PH-Ratten signifikant weniger vertreten waren. Das Gegenteil zeigte sich bei der Gattung Sporobacter , die in der PH-Gruppe signifikant erhöht war.Das Team führte dann eine statistische Analyse durch, wie Änderungen in der relativen Häufigkeit dieser Darmmikroben mit RVSP korrelierten. Die Ergebnisse zeigten eine positive Korrelation – das heißt, je größer das eine, desto größer das andere – zwischen RVSP und sowohl Sporobacter als auch einer Lachnospiracea- Bakterienart.Im Gegensatz dazu war eine höhere Häufigkeit von Desulfovibrio- und Eubacterium -Bakterien mit einem niedrigeren RVSP verbunden.Weitere Analysen ergaben bei PH-Ratten eine Anreicherung von Signalwegen, die mit dem Metabolismus von Aminosäuren, den Bausteinen von Proteinen, zusammenhängen. Unterdessen war bei Kontrollratten der Fettsäurestoffwechsel ausgeprägter.„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass der potenzielle Mechanismus von Darmmikroben, die PH beeinflussen, von spezifischen bakteriellen Taxa [Gruppen] angetrieben werden könnte, die am Aminosäurestoffwechselweg und am Fettsäurestoffwechselweg beteiligt sind“, schrieben die Wissenschaftler.Als nächstes analysierten sie den metabolischen Inhalt von Stuhlproben von PH- und Kontrollratten. Insgesamt wurden 240 Metaboliten identifiziert, deren Häufigkeit zwischen beiden Gruppen unterschiedlich war. Insgesamt waren 34 Metaboliten bei PH-Ratten erhöht, darunter Aminosäuren und Moleküle, die an der Aktivierung des Nervensystems beteiligt sind.Die Analyse des Lungengewebes zeigte auch signifikante Veränderungen bei 228 Metaboliten, von denen 61 Metaboliten bei PH-Ratten höher waren. Dazu gehörten langkettige Fettsäuren und Entzündungsmoleküle wie Leukotriene.Schließlich zeigten die Ergebnisse, dass veränderte Metaboliten sowohl aus dem Darm als auch aus der Lunge mit dem Vorhandensein spezifischer Gattungen von Mikroben in der LPAL-Gruppe korrelierten.Insgesamt „bereicherten diese Ergebnisse unser Verständnis des einzigartigen Profils in Darm und Lunge und ihrer engen Korrelation durch die potenzielle ‚Darm-Lungen-Achse' bei PH, die durch einen langzeitigen hohen Blutfluss induziert wird, und lieferten neue Einblicke in neuartige Therapien, Diagnosen oder Behandlungen Paradigmen für diesen Subtyp von PH“, schlossen die Forscher.