Trimethylamine N-oxide (TMAO) and Cardiovascular Disease

Abstract

Aktualitāte: Diēta jau sen ir saistīta ar sirds un asinsvadu slimībām, kuras ir galvenais nāves cēlonis pasaulē. Nesen no mikrobiota atkarīgais metabolīts Trimetilamīna N-oksīds (TMAO) ir saistījis uzturu ar sirds un asinsvadu slimību risku. Ir parādījies arvien lielāks pētījumu skaits, kas parāda saistību ar aterosklerozes veicināšanu un identificē TMAO kā neatkarīgu sirds un asinsvadu slimību riska faktoru cilvēkiem.

Mērķis: Izprast TMAO lomu sirds un asinsvadu slimībās.

Metodes: No 1985. gada janvāra līdz 2020. gada martam, izmantojot MEDLINE datu bāzi, tika veikta bibliogrāfiskā meklēšana ar šādiem atslēgvārdiem: trimetilamīns, trimetilamin N-oksīds, zarnu mikrobiota, sirds un asinsvadu slimības, ateroskleroze, zarnu sirds ass, holīns un karnitīns. Papildu darbu identificēšanai tika izmantots Google Scholar. Tika iekļauti gan cilvēku, gan dzīvnieku pētījumi. Visi raksti tika pārskatīti, un ir apkopota informācija par trimetilamīna N-oksīdu un tā saistību ar sirds un asinsvadu slimībām.

Pierādījumu sintēze: Zarnu baktēriju enzīma TMA-lināzes aktivitātes dēļ īpašas uztura barības vielas tiek pārveidotas par TMA. Savukārt TMA aknās tiek oksidēts par TMAO, izmantojot hepatisko enzīmu FMO3. TMAO piedalīšanos ateroģenēzē, veicinot putu šūnu veidošanos, holesterīna reversās transportēšanas kavēšanu, asinsvadu iekaisumu un endotēlija disfunkciju. TMAO pastiprina trombocītu hiperreaktivitāti un palielina trombozes potenciālu. Izraisa sirds un asinsvadu slimības, kā piemeram, koronāro artēriju slimību, perifēro artēriju slimību, kā arī miokarda infarkta un insultu. TMAO spēja patstāvīgi paredzēt kardiovaskulārus notikumus, mirstības risku, sirds un asinsvadu slimības, šādi parādot ka tas ir noderīgs slimības biomarķieris. Veselīgas ēšanas paradumu, piemēram, Vidusjūras vai vegānu/veģetāro/augu balstītu diētu lietošana ikdienā, šobrīd šķiet labākās iespējas TMAO līmeņa pazemināšanā.

Secinājumi: TMAO ir proaterogēns metabolīts, kā arī aterosklerotisko sirds un asinsvadu slimību mediators un prognozētājs, ieskaitot koronāro artēriju slimību un perifēro artēriju slimību gadījumā.

Context: Diet has long been associated with cardiovascular disease (CVD), the leading cause of death in the world. Recently, the microbiota-dependent metabolite Trimethylamine N-oxide (TMAO) has linked diet to CVD risk. An increasing amount of studies have emerged, demonstrating the mechanistic connection with atherosclerosis promotion and identifying TMAO as an independent risk factor of CVD in humans.

Aim: To understand the role of TMAO in cardiovascular disease.

Methods: A comprehensive bibliographic search was performed using the MEDLINE database from January 1985 to March 2020 with the following keywords: trimethylamine, trimethylamine N-oxide, gut microbiota, cardiovascular disease, atherosclerosis, gut-heart axis, choline, and carnitine. Google Scholar was used to identify additional papers. Both human and animal studies were included. All articles were reviewed, and the current state of knowledge about Trimethylamine N-Oxide and its connection with CVD has been summarized.

Evidence Synthesis: Specific dietary nutrients are converted to TMA due to the activity of gut bacteria enzymes TMA-lyases. In turn, TMA is oxidized in the liver to TMAO through the action of hepatic enzyme FMO3. TMAO is involved in atherogenesis through the promotion of foam cell formation, inhibition of reverse cholesterol transport, and induction of vascular inflammation and endothelial dysfunction. Also, TMAO enhances platelet hyperreactivity and increases thrombosis potential. It is a mediator of atherosclerotic cardiovascular disease, including coronary artery disease (CAD), peripheral arterial disease (PAD), and major adverse cardiovascular events (MACE) such as myocardial infarction and stroke. The ability of TMAO to independently predict CVD and cardiovascular events, including mortality risk, suggests that it is a useful biomarker of disease. The adoption of a healthy eating pattern, such as the Mediterranean or vegan/vegetarian /plant-based diets, seems the best intervention for now in reducing TMAO levels.

Conclusions: TMAO is a proatherogenic metabolite and a mediator and predictor of atherosclerotic cardiovascular disease, including CAD, PAD, and MACE.