


心血管疾病有多种形式,已确定许多病因。其中大多数与遗传和行为有关。然而,心脏问题可能还有另一个原因,尽管这似乎极不可能。
早在2011年,一群美国研究人员提出了一个极具争议的假设。除了人类原因导致的心血管疾病外,可能还有微生物原因。他们基于一种特定化学物质三甲胺-N-氧化物(TMAO)的产生做出了这一假设。
在小鼠身上,TMAO浓度升高最终会导致心血管问题,包括动脉粥样硬化性病变。这种分子仅在患有罕见遗传疾病——三甲胺尿症——的个体中形成。然而,微生物也能形成TMAO并将其释放到体内。到2013年,人体内由细菌形成TMAO的现象已得到证实。
微生物TMAO的消息震撼了心脏病学和微生物学领域,引发了各种研究,旨在探讨这种化学物质与心血管疾病潜在联系。虽然联系已经建立,但一个问题仍未解决。没有人能完全解释TMAO在体内是如何起作用的。
如今,得益于美国研究人员(包括2011年原始论文的部分作者)的进一步调查,答案可能已经出现。上周,他们披露了TMAO有害作用的可能机制。事实证明,这种化学物质会在体内引发更大的问题级联效应,导致心血管疾病以及心脏病发作和中风的风险增加。
该团队首先希望确定TMAO与心血管事件之间是否存在任何相关性。他们研究了4000多名个体,发现了该化学物质浓度与血栓事件(如心脏病发作和中风)风险之间可能存在联系。虽然这没有提供机制,但确实为进一步分析指明了方向。
下一步是确定血栓形成的主要因素——血小板——是否受到TMAO存在的影响。血小板通过聚集形成血栓来修复血管损伤。在正常人中,这种凝血受到良好调控,但在血栓形成者中,血小板即使在没有损伤的情况下也能形成血栓。如果TMAO确实是血栓形成的风险因素,血小板就必须做出相应的反应。
它们确实做出了反应。在TMAO存在下,实验室培养的血小板活性大大增强,并开始形成血栓。当血小板接触到另一种凝血因子——胶原蛋白——时,形成的血栓会更坚固,更能抵抗液体流动,这与体内的血液情况相似。本质上,TMAO负责形成和固化血栓。
下一步是在真正的哺乳动物身上——在这种情况下是小鼠——证明这一效应。研究人员将TMAO直接注射到小鼠体内,并观察了血栓形成的水平。正如在培养皿中一样,TMAO提高了血小板的活性,增加了发生心血管问题的几率。这项研究的有用性在于,使用的TMAO剂量在人类已发现的范围内。
有了这些信息,研究人员最终找到了血小板激活的分子机制。当细胞受到TMAO刺激时,它会变得高度警觉,随时准备行动。一旦接触到胶原蛋白,血小板就会超速运转,并开始形成一系列凝血反应。其他受TMAO刺激的血小板也会这样做,增加了形成有害血栓的几率。长此以往,这最终可能导致血管堵塞,进而引发心脏病发作和中风。
虽然这些信息足以提供一种机制,但作者希望证明这种麻烦确实是由细菌引起的。为此,他们从一只患有血栓形成的小鼠体内提取了粪便细菌,并将其移植到一只正常、健康的小鼠体内。不到6周,这只正常的小鼠也开始出现类似的TMAO相关问题。该团队甚至确定了导致这种情况的特定细菌属。
这项研究的结果接近于证明微生物可能是心血管疾病的风险因素。不幸的是,这些信息最初可能弊大于利。由于心血管疾病治疗的性质,解决细菌的贡献将需要改变关注点和策略。
作者们自己也提出了可能的解决途径,例如尝试靶向微生物中的TMAO通路。或者,可能还有另一种途径,即使用益生菌和益生元作为心脏的“帮手”。通过这种方式,可以减少产生TMAO的微生物水平,从而降低风险。这种方法的最大益处在于无需药物干预。仅仅通过改变饮食和运动来调整微生物群落就可以降低风险。