Dieta bogata w pokarmy pochodzenia zwierzęcego może zwiększać ryzyko rozwinięcia niewydolności nerek lub serca. Mechanizmem, który miedzy innymi do tego się przyczynia jest substancja przyspieszająca proces miażdżycowy zwana TMAO (ang. trimethyamine-N-oxide).

Czym jest TMAO?

TMAO powstaje jako produkt bakteryjnej przemiany choliny i karnityny zawartej przede wszystkim w pokarmach pochodzenia zwierzęcego. Przemiana ta ma miejsce w jelitach.

Warunkiem powstawania tej niekorzystnej dla organizmu substancji jest zasiedlenie naszych jelit przez bakterie „lubiące żywność pochodzenia zwierzęcego”. Zatem możemy być pewni, że posiadamy dużo takich szczepów bakterii jeśli nasza dieta jest oparta na spożywaniu mięsa, ryb oraz jaj.
O tym, że tak jest przekonują nas wyniki badania gdzie 3 grupom: wegan, wegetarian oraz grupie „wszystkożerców” podano do zjedzenia stek. Po kilku godzinach od posiłku mierzono stężenie TMAO we krwi i w próbce moczu każdego badanego. Okazało się że wzrost stężenia TMAO obserwowano jedynie u „wszystkożerców”.

Dlaczego ?

Ano dlatego, że na skutek ich wcześniejszej, codziennej diety doprowadzili oni do namnożenia szczepów bakterii lubiących pokarmy pochodzenia zwierzęcego i niestety produkujących szkodliwe dla nas TMAO.
Możemy sobie również wyobrazić, że gdybyśmy od momentu rozpoczęcia badania zaczęli systematycznie, przez dłuższy okres czasu karmić wegan i wegetarian stekami doszło by również u nich do namnożenia tych samych co u „wszystkożerców” bakterii a w konsekwencji do wytwarzania TMAO.
Źródło: Trimethylamine N-Oxide From Gut Microbiota in Chronic Kidney Disease Patients: Focus on Diet. Moraes C  et al.

Jak TMAO przyspiesza proces miażdżycowy ?

Makrofagi są zwabiane do ściany naczynia poprzez toczący się tam stan zapalny.  Obumarłe i obładowane złym LDL cholesterolem makrofagi jako tzw. komórki piankowate, obumierają i pozostają na zawsze w ścianie naczynia.

Okazuje się, że TMAO powoduje zaburzenie zwrotnego transportu cholesterolu do wątroby. W tej sytuacji makrofagi wychwytują i transportują więcej cholesterolu do ściany naczyń.

TMAO a niewydolność serca

Obecność TMAO powiązano również bardziej bezpośrednio z rozwojem niewydolności serca. W modelach badawczych do rozwoju niewydolności serca dochodziło tym częściej, im większe były stężenia TMAO. Przeciwnie niewydolność praktycznie nie była obserwowana wśród pacjentów z bardzo niskim poziomem TMAO. Na wykresie poniżej widać jak wzrasta śmiertelność badanych pacjentów w zależności od stężenia TMAO.

Linia czerwona przerywana – najmniej TMAO – linia zielona najwięcej (krzywa przeżycia opada najbardziej stromo w dół).

Krzywe przeżycia pacjentów z niewydolnością serca w zależności od wysokości stężenia TMAO

Krzywe przeżycia pacjentów z niewydolnością serca w zależności od wysokości stężenia TMAO

Jak widać na wykresie połowa pacjentów z niewydolnością serca z najwyższymi wartościami TMAO umierała w ciągu 6 lat.

Źródło:  2015 Jun;277(6):717-26. doi: 10.1111/joim.12328. Epub 2014 Dec 1. Microbiota-dependent metabolite trimethylamine-N-oxide is associated with disease severity and survival of patients with chronic heart failure. Trøseid M et al.

 

Kolejna praca wykazuje również podobne zależności. Stężenie TMAO koreluje ze stężeniem biochemiczych wyznaczników niewydolności serca (nt-proBNP) oraz dysfunkcją rozkurczową serca. W tym badaniu z wielu analizowanych zmiennych jedynie wysokie stężenie TMAO w statystycznie istotny sposób wskazywało pacjentów źle rokujących.

Źródło:  2015 Feb;21(2):91-6. doi: 10.1016/j.cardfail.2014.11.006. Epub 2014 Nov 20. Intestinal microbiota-dependent phosphatidylcholine metabolites, diastolic dysfunction, and adverse clinical outcomes in chronic systolic heart failure. Tang WH et al.

 

Większość zgonów w grupie wysokiego TMAO była skutkiem pogłębiania się dysfunkcji skurczowej serca lub groźnych zaburzeń rytmu. Rzadko natomiast były to ostre zespoły wieńcowe. Podnosi się więc koncepcję o bezpośrednim toksycznym wpływie TMAO na mięsień sercowy.

Źródło: Gut feeling about heart failure.  Jane A Cannon JACC vol 64 No 18 2014

 

Niewydolność nerek

Podobna sytuacja ma miejsce jak się okazuje w przypadku w przypadku wpływu TMAO na rozwój niewydolności nerek.

Dane z badania Framingham dokumentują związek pomiędzy zwiększonymi stężeniami choliny oraz TMAO a rozwojem niewydolności nerek w przyszłości. Wykazano, że TMAO powoduje toksyczne uszkodzenie, włóknienie nerek co skutkuje zaburzeniem ich funkcji.

Źródła: J Am Soc Nephrol 2013;23:1330-1338 ; W.H. Wilson Tang J Am Soc Nephrol 2015 vol 27

 

Jelitowe gnicie białek w obecności bakterii mikrobiomu jelitowego powoduje wytwarzanie licznych toksyn miedzy innymi 4-krezolu. W sytuacji zaburzonej funkcji nerek te produkty nie są usuwane sprawnie z organizmu powodując toksyczny wpływ miedzy innymi na serce.

Dlatego, aby minimalizować ten toksyczny wpływ, w celu zmniejszenia ilości toksyn postuluje się w grupie pacjentów z niewydolnością nerek nisko azotową i nisko fosforową dietę roślinną. W przypadku takiej diety powstaje o 50 do 60% mniej toksyn mocznicowych

Źródło: Nephron 1996; 74: 390-394

 

Dieta tego typu ogranicza również poziom TMAO (źródłem jest głównie mięso i jaja). Krzywe przeżycia pacjentów z przewlekła chorobą nerek dokumentują najkrótsze przeżycie przy największych stężeniach TMAO. Przeszczepienie nerki powoduje spadek stężeń TMAO (nie obserwowany w trakcie hemodializoterapii).

 2015 Nov;25(6):459-65. doi: 10.1053/j.jrn.2015.06.004. Epub 2015 Jul 31. Trimethylamine N-Oxide From Gut Microbiota in Chronic Kidney Disease Patients: Focus on Diet.Moraes C et al

 

Podsumowanie

Z całej objętości przytoczonych dowodów wyłania się dobrze udokumentowana prawidłowość.

  • Dieta minimalizująca lub wykluczająca białka zwierzęce powoduje stopniową zmianę mikrobiomu jelitowego.
  • Gdy zredukujemy ilość bakterii lubiących białko zwierzęce zmnijeszy się ilość powstających w tym mechanizmie toksyn takich jak TMAO
  • Spowodujemy wyhamowanie wszystkich niekorzystnych procesów związanych z efektami działania TMAO –  przyspieszeniem miażdżycy, bezpośrednim działaniem toksycznym na serce, nerki prowadzącym do ich niewydolności i przedwczesnej śmierci.
  • Taka modyfikacja diety powinna być zalecana wszystkim jako element prewencji i zdrowego trybu życia. Jednak szczególnie powinna być zalecana pacjentom z chorobami nerek i układu sercowo-naczyniowego.

Jeśli mogę zmierzyć cholesterol to czy można zmierzyć sobie poziom TMAO ?

Wiem, z prac badawczych że istnieje taki test dostępny w szpitalach w USA (cena 50-55$). Czy jest dostępny w Polsce – tego dziś nie wiem. Jako poziom istotnie podwyższony dla populacji europejskiej uważa się  TMAO>4,85 um.