Mikrobiomin, luustolihasten perfuusion ja kunto-tilan väliset yhteydet

Sydän- ja verisuonisairaudet (CVD) on johtava sairastuvuuden ja kuolleisuuden syy Yhdysvalloissa. Typpioksidi (NO) on kaasumainen kaksiatominen vapaa radikaali, ja se on välttämätön lukuisille fysiologisille toiminnoille, jotka liittyvät kardiometaboliseen terveyteen ja sydän- ja verisuonisairauksien riskiin. EI:n biologinen hyötyosuus liittyy parempaan kudosten perfuusioon, mitokondrioiden toimintaan, glukoosin säätelyyn ja yleiseen alentuneeseen CVD-riskiin. Verenkierrossa olevan NO:n ensisijainen lähde on verisuonten endoteelin typpioksidisyntaasi.

Valitettavasti endoteeli voi häiriintyä/vaurioitua useiden sydän- ja verisuonitautien riskitekijöiden, kuten kohonneen verenpaineen, tupakoinnin, hyperlipidemian, diabeteksen, tulehduksen ja hyperkolesteremian, kautta. Verisuonten endoteelin hajoaminen ja biologisesti käytettävissä olevan NO:n menetys on alustava vaihe ateroskleroosin ja sydän- ja verisuonitautien etenemisessä. NO:n biologisen hyötyosuuden vähenemistä ja verisuonten toimintahäiriöitä on osoitettu useissa kliinisissä tiloissa, mukaan lukien potilaiden sydämen vajaatoiminta ja ääreisvaltimotauti (PAD).

Äskettäin on käytetty eksogeenistä lähestymistapaa NO:n biologisen hyötyosuuden lisäämiseen oraalisella epäorgaanisen nitraatin (NO3-) lisäyksellä NO:n biologisen hyötyosuuden lisäämiseksi useissa terveissä ja kliinisissä populaatioissa. Lyhyesti sanottuna epäorgaaninen NO3- niellään, imeytyy verenkiertoon ja erittyy takaisin sylkirauhasiin. Sitten NO3- erittyy suuonteloon, jossa nitraattireduktaasientsyymejä sisältävät bakteerit muuttavat NO3- nitriitiksi (NO2-), joka taas niellään ja imeytyy verenkiertoon. Plasman NO2- pelkistyy sitten helposti NO:ksi ei-entsymaattisten reaktioiden kautta.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää paremmin suun mikrobiomien runsauden ja monimuotoisuuden sekä NO3:n NO2:ksi NO:ksi muuntumisen välistä suhdetta useissa eri kohdepopulaatioissa terveistä koehenkilöistä sydän- ja verisuonitautien riskitekijöihin ja ihmisiin, joilla on diagnosoitu sydän- ja verisuonitauti. Pyrimme myös tutkimaan oraalisen mikrobiomin NO3-vähenemisen ja heikentyneen luustolihasten perfuusion ja harjoittelukyvyn välistä suhdetta, koska NO:n biologisella hyötyosuudella on suuri rooli näissä fysiologisissa prosesseissa.

Tämän tutkimuksen tulokset voivat auttaa meitä ymmärtämään paremmin, kuinka uudet interventiot suun mikrobiomin muokkaamiseksi voivat parantaa kardiometabolista terveyttä ja fyysistä toimintaa potilailla, joilla on sydän- ja verisuonitauti, ja hahmotella mahdollisia uusia terapeuttisia lähestymistapoja.

Tämän esitutkimuksen ensisijaisena tavoitteena on verrata suun NO3:a vähentävien bakteerien runsautta ja monimuotoisuutta useissa eri koehenkilöissä, joiden kardiometabolinen terveystilanne vaihtelee, ja niiden kykyä muuttaa oraalista epäorgaanista nitraattia nitriitiksi mitattuna syljestä ja plasmasta.

Toissijaisena tavoitteena on selvittää oraalisten NO3:a vähentävien bakteerien runsauden ja monimuotoisuuden sekä luustolihaskudoksen perfuusion ja harjoittelukyvyn välistä yhteyttä. Kolmannen asteen tavoite on määrittää näiden suhteiden vakaus ajan kuluessa elämäntapamuutosten (eli liikunnan, ruokavalion) jälkeen.