Neue Forschung identifiziert einen Zusammenhang zwischen dem Darmmikrobiom und Schlaganfällen

Eine kürzlich an der Cleveland Clinic durchgeführte Studie zeigt die Auswirkungen einer cholinreichen Ernährung. die oft in großen Mengen in rotem Fleisch und Eigelb vorkommt, und Trimethylamin bei zunehmender Schlaganfallschwere und funktionellen Defiziten in einem Mausmodell.

Schlaganfall. Bildquelle:Piyaphat_Detbun/Shutterstock.com

Was ist TMAO?

Cholin, Betain, und L-Carnitin sind alle reichlich vorhandene Verbindungen, die in rotem Fleisch und Eigelb vorkommen. Nach dem Verzehr dieser Lebensmittel Cholin, Betain, und L-Carnitin werden von den Darmbakterien zu Trimethylamin (TMA) metabolisiert. TMA wird dann schnell in den Blutkreislauf aufgenommen und durch die Flavin-haltige Monooxygenase-3 zu Trimethylamin-N-oxid (TMAO) oxidiert. Letztlich, TMAO wird mit dem Urin ausgeschieden.

Mehrere frühere Studien haben einen Zusammenhang zwischen den zirkulierenden TMAO-Spiegeln und bestimmten Herz-Kreislauf-Erkrankungen identifiziert. Bei Tieren, zum Beispiel, Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Anstieg der TMAO-Plasmaspiegel mit einer Hyperreaktivität der Blutplättchen und einem erhöhten Risiko für die Entwicklung atherosklerotischer Plaques verbunden ist.

Außerdem, Mehrere klinische Studien haben gezeigt, dass Patienten mit Diabetes, chronisches Nierenversagen, und schwere kardiovaskuläre Ereignisse bei Patienten mit akutem Koronarsyndrom weisen ebenfalls höhere Plasmaspiegel von TMAO auf.

TMAO-Spiegel und Schlaganfall

Trotz der Fortschritte, die bei der Behandlung und Diagnose von zerebralen Gefäßerkrankungen wie Schlaganfall erzielt wurden, seine weltweite Inzidenz bleibt sehr hoch. Frühere experimentelle Studien haben gezeigt, dass die mikrobielle Transplantation von einem Spender mit einem hohen Potenzial zur Generierung von TMA auf einen naiven Wirt sowohl die Arteriosklerose als auch die Thrombose bei Mäusen erhöht. Vor kurzem, eine Gruppe von Forschern der Cleveland Clinic transplantierte verschiedene mikrobielle Gemeinschaften in mehrere Maus-Schlaganfallmodelle, um die kausale Rolle von Darmmikroorganismen beim Schlaganfall weiter zu untersuchen.

In ihrer Studie veröffentlicht in Zellwirt &Mikrobe , die Forscher verwendeten menschliches Fäkalienmaterial, das von zwei Spendern gesammelt wurde. Während ein Spender anhaltend hohe TMAO-Werte im Bereich von 34,2 bis 44,3 Mikromolar (µM) aufwies, der andere zeigte anhaltend niedrige TMAO-Spiegel im Bereich von 2,1 bis 3,5 µM.

Fünf Tage nachdem die keimfreien Mäuse mit oraler Sonde kolonisiert wurden, Schlaganfallverletzung wurde unter Verwendung eines murinen thrombotischen ischämischen Schlaganfallmodells induziert. Alle Mäuse erhielten eine Cholin-Ergänzungsdiät.

Die Mäuse, die das fäkale Transplantat mit hohem TMAO-Gehalt erhielten, zeigten einen 15-fach höheren Anstieg der TMAO-Spiegel im zirkulierenden Plasma im Vergleich zu Mäusen, die das mikrobielle Spendertransplantat mit niedrigem TMAO-Gehalt erhielten. Auch zwischen den Mäusen zeigte sich eine signifikant positive Korrelation, mit einem größeren Infarktvolumen, das bei den Empfängern mit hoher TMAO im Vergleich zu den Empfängern mit niedriger TMAO beobachtet wurde.

Vergleich der Schlaganfallschwere bei Cholin vs. TMAO-Diät

Die Forscher untersuchten auch den Unterschied in der Schwere von Schlaganfällen bei Mäusen, die eine Nahrungsergänzung mit Cholin erhielten. das bereits seine Fähigkeit zur Erhöhung des Plasma-TMAO-Spiegels unter Beweis gestellt hat, im Vergleich zu denen, die direkt mit TMAO gefüttert wurden.

Die Mäuse wurden 3 Wochen lang auf diesen jeweiligen Diäten gehalten, bevor sie eine Hirnverletzung erlitten. 24 Stunden nach der Schlaganfallverletzung Plasma-TMAO-Spiegel und das Infarktvolumen der Mäuse wurden bestimmt. Es wurde festgestellt, dass sowohl die TMAO- als auch die Cholin-Diät sowohl die Plasma-TMAO-Spiegel als auch das Hirninfarktvolumen signifikant erhöht.

In einer separaten Studie die gleichen TMAO- und Cholin-Diäten wurden den Mäusen über eine Gesamtdauer von drei Wochen verabreicht, gefolgt von der induzierten Schlaganfallverletzung. Für insgesamt 5 Tage nach dem Schlaganfall die jeweiligen Diäten wurden fortgesetzt. Sowohl die mit TMAO als auch mit Cholin ergänzten Mäuse zeigten im Vergleich zu den Mäusen, die nach dem Schlaganfall eine Kontrolldiät erhielten, eine signifikante Verringerung bei allen Maßen der motorischen Aktivität.

Mitbringsel für das Studium

Gemeinsam, die Ergebnisse der aktuellen Studie bestätigen, dass die Darmmikrobiota, insbesondere der Cholin-TMA(O)-Weg, können eine Rolle bei der Bestimmung der Schwere sowohl eines Schlaganfalls als auch von funktionellen Defiziten nach einem Schlaganfall spielen. Da sowohl westliche Diäten als auch Diäten, die reich an rotem Fleisch sind, gezeigt wurde, dass sie den TMAO-Spiegel signifikant erhöhen, diese Studie, deshalb, demonstriert die gesundheitlichen Vorteile des Ersatzes dieser Art von Lebensmitteln durch pflanzliche Alternativen.

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