The impact of the gut microbiome on the development of atherosclerosis and peripheral arterial disease: A narrative review.

内容摘要

Atherosclerosis is a chronic, progressive process affecting medium and large arteries, while peripheral artery disease (PAD) represents one of its clinical manifestations in the limb arteries. Although classical risk factors such as poor diet, hypertension, diabetes, and smoking are well established, increasing evidence indicates that the gut microbiome is an important and modifiable contributor to vascular pathophysiology. This paper reviews current knowledge on the role of the gut microbiome in the initiation and progression of atherosclerosis and PAD, with emphasis on bacterial metabolites, proinflammatory mechanisms, and potential therapeutic interventions. Gut dysbiosis-an imbalance in the intestinal microbial community-has been associated with increased cardiovascular risk. Patients with vascular diseases show higher levels of pro-atherogenic taxa, including Enterobacteriaceae, Streptococcus spp., Lachnoclostridium, and Family XI, alongside a reduction of beneficial short-chain fatty acid (SCFA)-producing bacteria such as Roseburia, Faecalibacterium, Coprococcus2, and Ruminococcaceae. Two key microbial metabolites influence vascular health. Trimethylamine N-oxide (TMAO), formed from choline and L-carnitine via microbial and hepatic metabolism, promotes endothelial dysfunction, inflammation, and platelet reactivity, thereby accelerating atherosclerosis. Conversely, SCFAs-acetate, propionate, and butyrate-exert anti-inflammatory effects, improve insulin sensitivity, and enhance nitric oxide synthesis, resulting in vascular protection. Therapeutic strategies targeting the gut microbiota show promising potential. These include the use of probiotics and prebiotics (notably Lactobacillus rhamnosus GG), adherence to a Mediterranean diet, and fecal microbiota transplantation (FMT), all aimed at restoring eubiosis and a favorable intestinal metabolic profile. In summary, the gut microbiome appears to be a key modulator of the pathogenesis of atherosclerosis and PAD. Targeted modulation of gut microbial composition and activity may emerge as an innovative and effective strategy for the prevention and treatment of cardiovascular diseases. Miażdżyca to przewlekły, postępujący proces dotyczący tętnic średniego i dużego kalibru, natomiast choroba tętnic obwodowych (PAD, ang. peripheral artery disease) jest jedną z jej klinicznych manifestacji w zakresie tętnic kończyn. Choć klasyczne czynniki ryzyka, takie jak nieprawidłowa dieta, nadciśnienie tętnicze, cukrzyca i palenie tytoniu, są dobrze udokumentowane, coraz więcej danych wskazuje na mikrobiom jelitowy jako istotny i modyfikowalny czynnik wpływający na patofizjologię układu naczyniowego. Niniejsza praca stanowi przegląd aktualnego stanu wiedzy na temat roli mikrobiomu jelitowego w inicjacji i progresji miażdżycy oraz PAD, ze szczególnym uwzględnieniem metabolitów bakteryjnych, mechanizmów prozapalnych i potencjalnych interwencji terapeutycznych. Dysbioza jelitowa, definiowana jako zaburzenie równowagi mikrobiologicznej, została powiązana ze zwiększonym ryzykiem sercowo-naczyniowym. U pacjentów z chorobami naczyniowymi obserwuje się zwiększoną obecność taksonów proaterogennych, takich jak Enterobacteriaceae, Streptococcus spp., Lachnoclostridium oraz FamilyXI, przy jednoczesnym zmniejszeniu liczby korzystnych bakterii produkujących krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA, ang. short-chain fatty acids), m.in. Roseburia, Faecalibacterium, Coprococcus2 i Ruminococcaceae. Dwa kluczowe metabolity mikrobioty wpływają na zdrowie naczyń. N-tlenek trimetyloaminy (TMAO, ang. trimethylamine N-oxide), powstający z choliny i L-karnityny w wyniku przemian mikrobiologicznych i wątrobowych, sprzyja dysfunkcji śródbłonka, stanowi czynnik prozapalny oraz zwiększa reaktywność płytek krwi, nasilając proces miażdżycowy. Z kolei SCFA – takie jak octan, propionian i maślan – wykazują działanie przeciwzapalne, poprawiają wrażliwość na insulinę i stymulują syntezę tlenku azotu w śródbłonku, co przekłada się na efekt wazoprotekcyjny. Strategie terapeutyczne ukierunkowane na mikrobiom jelitową wykazują obiecujący potencjał. Należą do nich stosowanie probiotyków i prebiotyków (zwłaszcza Lactobacillus rhamnosus GG), dieta śródziemnomorska oraz transplantacja mikrobioty kałowej (FMT, ang. fecal microbiota transplantation) – wszystkie mają na celu przywrócenie eubiozy oraz korzystnego profilu metabolitów jelitowych. Podsumowując, mikrobiom jelitowy stanowi potencjalny, istotny modulator patogenezy miażdżycy i PAD, a jej ukierunkowana modulacja może stać się nowatorską i skuteczną strategią w prewencji oraz leczeniu chorób sercowo-naczyniowych.