Связь между микробиомом, перфузией скелетных мышц и состоянием физической подготовки

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются ведущей причиной заболеваемости и смертности в США. Оксид азота (NO) представляет собой газообразный двухатомный свободный радикал и необходим для множества физиологических функций, связанных с кардиометаболическим здоровьем и риском сердечно-сосудистых заболеваний. Биодоступность NO связана с большей тканевой перфузией, митохондриальной функцией, регуляцией уровня глюкозы и общим снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний. Основным источником циркулирующего NO является синтаза оксида азота эндотелия сосудов.

К сожалению, эндотелий может быть разрушен/поврежден различными факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний, такими как гипертония, курение, гиперлипидемия, диабет, воспаление и гиперхолестеремия. Разрушение сосудистого эндотелия и потеря биодоступного NO являются предварительным этапом прогрессирования атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний. Снижение биодоступности NO и сосудистая дисфункция наблюдались при различных клинических состояниях, включая сердечную недостаточность и заболевание периферических артерий (ЗПА).

Недавно экзогенный подход к увеличению биодоступности NO посредством перорального приема неорганических нитратов (NO3-) был использован для увеличения биодоступности NO в различных здоровых и клинических популяциях. Коротко говоря, неорганический NO3- проглатывается, всасывается в кровоток и секвестрируется обратно в слюнные железы. NO3- затем секретируется в полость рта, где бактерии, содержащие ферменты нитратредуктазы, преобразуют NO3- в нитрит (NO2-), который снова проглатывается и всасывается в кровоток. NO2- в плазме затем легко восстанавливается до NO посредством неферментативных реакций.

Это исследование направлено на то, чтобы лучше выяснить взаимосвязь между численностью и разнообразием микробиома полости рта и превращением NO3- в NO2- в NO в различных популяциях субъектов, начиная от здоровых людей и заканчивая людьми с факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний и людьми с диагностированными сердечно-сосудистыми заболеваниями. Мы также стремимся изучить взаимосвязь между снижением содержания NO3 в микробиоме полости рта и нарушением перфузии скелетных мышц и способностью к физической нагрузке, поскольку биодоступность NO играет большую роль в этих физиологических процессах.

Результаты этого исследования могут позволить нам лучше понять, как новые вмешательства по изменению микробиома полости рта могут улучшить кардиометаболическое здоровье и физическую функцию у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями, а также наметить потенциальные новые терапевтические подходы.

Основная цель этого предварительного исследования — сравнить численность и разнообразие пероральных NO3-редуцирующих бактерий у различных субъектов с различным кардиометаболическим статусом здоровья и их способность превращать пероральный неорганический нитрат в нитрит, измеренную в слюне и плазме.

Вторичная цель состоит в том, чтобы определить связь между численностью и разнообразием пероральных NO3-восстанавливающих бактерий и перфузией ткани скелетных мышц во время тренировки и физической нагрузкой. Третья цель — определить стабильность этих отношений с течением времени после изменений образа жизни (например, физических упражнений, диеты).