Characteristics of the Intestinal Microbiome in Stroke Patients With Insulin Resistance
Year: 2024
Type: article
Study design: Observational Study
Abstract: Introduction. Advances have been made in the treatment and prevention of stroke in recent decades, but its burden remains high. New targets are needed to improve outcomes. Recent studies highlight the role of the intestinal microbiota in the pathogenesis of stroke. Changes in the composition of the microbiota, known as dysbiosis, are associated with risk factors for stroke such as obesity, metabolic disorders and atherosclerosis. In acute cerebral ischemia, the intestinal microbiota affects the interactions between the intestine and the brain, forming the microbiota- intestine -brain axis. Dysbiosis before a stroke affects its outcomes. Clinical studies show that in acute ischemic stroke, dysbiosis is associated with metabolism, inflammation, and functional outcomes. Modulation of the microbiota or its metabolites improves conditions associated with the pathogenesis of stroke, including inflammation, cardiometabolic diseases, atherosclerosis, and thrombosis. Aim: to study the characteristics of the intestinal microbiome in patients with stroke and insulin resistance. Materials and methods: observational, analytical, and cross-sectional methods, taxonomic analysis of the intestinal microbiota, and NGS sequencing. Results. A species analysis of the microbiota in patients with stroke and IR revealed a correlation with lactate-producing bacteria Streptococcus, butyrate- and acetate-producing bacteria Bacteroides (dorei, massiliensis, plebeius, tobetsuensis) and Dialester invisus, a propionate producer. The presence of such poorly understood predictors of stroke in patients with insulin resistance suggests a possible influence of the intestinal microbiota in maintaining inflammation, blood pressure formation, and stroke in patients with insulin resistance. The role of bacteria producing acetate, butyrates, and propionates in the active fermentation of starches, affecting triglycerides with a subsequent increase in insulin resistance is shown. Host-microbiota interactions involving inflammatory and metabolic pathways appear to play a role in the occurrence of cardiovascular diseases. Lactate-, butyrate-, and propionate producing bacteria are of no small importance in the pathogenesis of hypertension with IR. Conclusions. The obtained results underscore a potential link between dysbiosis associated with stroke and the balance of organic acids produced by intestinal bacteria, specifically an inverse relationship between stroke and the levels of acetate and butyrate. One contributing factor is intestinal inflammation related to dysbiosis, which helps maintain high blood pressure. Введение. За последние десятилетия достигнуты успехи в лечении и профилактике инсульта, однако его бремя остается высоким. Требуются новые мишени для улучшения исходов. Недавние исследования выделяют роль кишечной микробиоты в патогенезе инсульта. Изменения в составе микробиоты, известные как дисбактериоз, связаны с факторами риска инсульта — ожирением, метаболическими нарушениями и атеросклерозом. При острой ишемии головного мозга кишечная микробиота влияет на взаимодействия между кишечником и мозгом, образуя ось микробиота-кишечник-мозг. Дисбактериоз до инсульта влияет на его исходы. Клинические исследования показывают, что при остром ишемическом инсульте дисбиоз связан с метаболизмом, воспалением и функциональными исходами. Модуляция микробиоты или её метаболитов улучшает состояния, связанные с патогенезом инсульта, включая воспаление, кардиометаболические заболевания, атеросклероз и тромбоз. Цель: изучить характеристику микробиома кишечника у пациентов с инсультом при инсулинорезистентности. Материалы и методы: обсервационный, аналитический и перекрестный методы, таксономический анализ кишечной микробиоты и метод NGS секвенирования. Результаты. Видовой анализ микробиоты у пациентов с инсультом и ИР выявил корреляцию с лактат-продуцирующими бактериями Streptococcus, бутират- и ацетат-продуцирующих бактерий Bacteroides (dorei, massiliensis, plebeius, tobetsuensis) и Dialester invisus продуцент пропионата. Наличие таких малоизученных предикторов инсульта у пациентов с инсулинорезистентностью, говорят о возможном влиянии микробиоты кишечника в поддержании воспаления, формирования артериального давления и инсульта у пациентов с инсулинорезистентностью. Показана роль бактерии продуцента ацетата, бутиратов, пропионатов при активной ферментации крахмалов, влияющая на триглицериды с последующим увеличением инсулинорезистентности. Взаимодействия хозяин-микробиота, включающие воспалительные и метаболические пути, по-видимому, играют роль в возникновении сердечно-сосудистых заболеваний. Немаловажное значение в патогенезе при возникновении АГ с ИР имеют лактат-, бутират- и пропионат – продуцирующие бактерии. Выводы. Полученные результаты подчеркнули возможную связь дисбиоза, ассоциированного с инсультом, с балансом органических кислот, производимых кишечными бактериями, а именно — обратную связь инсульта с уровнем ацетата и бутирата. Одной из причин является кишечное воспаление, связанное с дисбактериозом, и способствует поддержанию высокого артериального давления. Кіріспе. Соңғы онжылдықтарда инсультті емдеуде және алдын алуда жетістіктерге қол жеткізілді, бірақ оның ауыртпалығы жоғары болып қала береді. Нәтижелерді жақсарту үшін жаңа мақсаттар қажет. Соңғы зерттеулер инсульт патогенезіндегі ішек микробиотасының рөлін көрсетеді. Дисбиоз деп аталатын микробиотаның құрамындағы өзгерістер инсульттің қауіп факторларымен байланысты — семіздік, метаболикалық бұзылулар және атеросклероз. Жедел ми ишемиясында ішек микробиотасы ішек пен мидың өзара әрекеттесуіне әсер етіп, микробиота-ішек-ми осін құрайды. Инсультке дейінгі дисбиоз оның нәтижелеріне әсер етеді. Клиникалық зерттеулер жедел ишемиялық инсульт кезінде дисбиоз метаболизммен, қабынумен және функционалдық нәтижелермен байланысты екенін көрсетеді. Микробиотаны немесе оның метаболиттерін модуляциялау инсульт патогенезіне байланысты жағдайларды жақсартады, соның ішінде қабыну, кардиометаболикалық аурулар, атеросклероз және тромбоз. Мақсаты: инсулинге төзімділігі бар инсультпен ауыратын науқастарда ішек микробиомасының сипаттамасын зерттеу. Материалдар мен әдістері: бақылау, аналитикалық және Кросс-әдістер, ішек микробиотасының таксономиялық талдауы және NGS секвенирлеу әдісі. Нәтижелер. Инсультпен және ИТ-мен ауыратын науқастардағы микробиотаның түрлік талдауы лактат түзетін Streptococcus бактерияларымен, бутират және ацетат түзетін бактериялармен Bacteroides (dorei, massiliensis, plebeius, tobetsuensis) және dialester invisus пропионат өндірушісі. Инсулинге төзімділігі бар емделушілерде инсульттің мұндай зерттелмеген болжамдарының болуы инсулинге төзімділігі бар емделушілерде қабынуды, қан қысымын және инсультті сақтауда ішек микробиотасының ықтимал әсері туралы айтады. Ацетат, бутират, пропионат өндірушісі бактериясының крахмалды белсенді ашыту кезіндегі рөлі көрсетілген, ол триглицеридтерге әсер етеді, содан кейін инсулинге төзімділік жоғарылайды. Қабыну және метаболизм жолдарын қамтитын хост-микробиотаның өзара әрекеттесуі жүрек-қан тамырлары ауруларының пайда болуында маңызды рөл атқарады. Патогенезде лактат, бутират және пропионат өндіретін бактериялар АГ-мен пайда болған кезде маңызды. Қорытындылар. Нәтижелер инсультпен байланысты дисбиозбен ішек бактериялары шығаратын органикалық қышқылдардың тепе-теңдігі арасындағы ықтимал байланысты, атап айтқанда инсульттің ацетат пен бутират деңгейлерімен кері байланысын көрсетеді. Себептердің бірі дисбиозбен байланысты ішектің қабынуы болып табылады және жоғары қан қысымын сақтауға ықпал етеді.
Source: Ġylym men densaulyķ saķtau.
Authors: G.Zh. Abildinova, A.Zh. Abildinova, G.S. Urazbaeva, Zh.B. Bekzhigitova, L.M. Ainabekova, A.S. Orazalina, Zh.K. Smailova, N.Zh. Chaizhunusova, D.M. Shabdarbayeva
Institution: Semey Medical University
Language: English
Topic: Gut microbiota and health
Subfield: Molecular Biology
Domain: Life Sciences
Open Access status: hybrid
OpenAlex ID: W4409289432