攝取紅肉「傷心」? 腸道菌代謝副產物,增加心血管疾病風險

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紅肉富含肌紅蛋白,和白肉相比,紅肉因飽和脂肪含量高,攝取過多容易造成動脈阻塞,進而增加心血管疾病(CVD)與中風風險。過去研究已知紅肉在人體中的代謝副產物:氧化三甲胺(trimethylamine N-oxide, TMAO),是增加罹病率的重要因子。

美國克里夫蘭醫學中心(Cleveland Clinic)研究,近一步指出紅肉代謝物與心血管疾病之間的分子機制,他們發現特定腸道微生物群會將攝取肉類的中間代謝物轉換為 TMAO 的前驅物,最終增加心血管疾病罹病機率;相反的,素食者罹病機率則較低。相關成果發表於《Nature Microbiology》。

特定基因群厭氧菌主導 TMA 代謝

肉鹼(carnitine)是肉品中含有的天然物質,可協助將脂肪酸送入粒線體代謝。許多腸道微生物可將肉鹼轉換為 γBB(gamma-butyrobetaine),但很少微生物參與再將 γBB 代謝為 TMAO 的前驅物 TMA,本研究則指出進行此作用的微生物群,這會提高罹患心血管疾病風險。  

TMAO 代謝途徑示意圖,圖片來源:《Nature》

該實驗首先從近 3,000 名受試者血清樣本分析 γBB 濃度,確認 γBB 濃度越高,患有心血管疾病、中風風險也提升。 

為了解哪些微生物群參與致病因子 TMA 的代謝途徑,研究團隊接著以受試者糞便樣本進行微生物培養,確認厭氧菌 Emergencia timonensis 是將 γBB 代謝為 TMA 的主要菌群。

他們再將 Emergencia timonensis 微生物群進行 RNA 定序,發現 6 個基因在 γBB 高濃度條件下基因表現量增加,這 6 個基因被命名為 gbu 基因簇(gene cluster)。其中,受試者糞便檢體中微生物的 gbuA 基因表現與血清中 TMAO 成正相關,確認其參與紅肉的 γBB 代謝過程。

飲食條件左右微生物的 gbuA 基因活性

本研究提出了攝取紅肉與心血管疾病的關聯性,與腸道微生物參與轉換肉品的中間代謝產物緊密相關。也就是說,攝取紅肉會提高微生物的 gbuA 基因表現量,進而生成可能罹患心血管疾病的致病因子。

相反的,本研究也發現隨著受試者飲食條件轉換成素食, gbuA 表現量便隨之降低,這將是透過改變飲食習慣降低心血管疾病風險的可能做法。

參考資料:
1. Nature Microbiology, 2021; https://www.nature.com/articles/s41564-021-01010-x

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