DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-05903-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40603925
تاريخ النشر: 2025-07-02
المؤلف: Matthew J. Budoff وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبيوم المعوي والصحة
نظرة عامة
تستكشف هذه القسم من ورقة البحث العلاقة بين ثلاثي ميثيل أمين-N-أكسيد (TMAO)، وهو مستقلب مشتق من مصادر غذائية، وخطر الإصابة بمرض القلب والأوعية الدموية التصلبي (ASCVD) في مجموعة سكانية متنوعة ومتعددة الأعراق. قامت الدراسة بتحليل بيانات من 6,767 بالغًا أمريكيًا خاليًا من ASCVD في البداية، مأخوذة من الدراسة متعددة الأعراق للتصلب العصيدي (MESA). تم قياس مستويات TMAO في البلازما في البداية وبعد خمس سنوات، وتم تقييم العلاقة مع حدوث ASCVD باستخدام نماذج مخاطر كوك، مع تعديل لعوامل ديموغرافية ونمط حياة وطبية متنوعة.
على مدى متابعة متوسطة تبلغ 11.3 عامًا، تم تسجيل 852 حدثًا من ASCVD. أشارت النتائج إلى وجود علاقة تعتمد على الجرعة بين مستويات TMAO وخطر ASCVD، مع نسب مخاطر تبلغ 1.02، 1.17، 1.23، و1.33 عبر الكواتيل المتزايدة لتركيز TMAO، مقارنة بأدنى كواتيل (P-trend = 0.01). ومن الجدير بالذكر أن العلاقة بدت أقوى بين المشاركين من أصل إسباني وصيني، وكذلك أولئك الذين لديهم وظيفة كلوية أقل في البداية، على الرغم من أن هذه التفاعلات الفرعية لم تصل إلى دلالة إحصائية. تؤكد النتائج على إمكانية استخدام TMAO كعلامة حيوية لخطر القلب والأوعية الدموية وتبرز ضرورة المزيد من البحث في التدخلات الغذائية والعلاجية التي تستهدف محور النظام الغذائي والميكروبيوم في مجموعات سكانية متنوعة.
النتائج
في هذه الدراسة، أشارت الخصائص الأساسية للمشاركين إلى متوسط عمر يبلغ 61.8 عامًا، مع تركيبة عرقية متنوعة: 38% بيض، 28% سود، 22% إسبان، و12% صينيين. تم قياس تركيزات ثلاثي ميثيل أمين-N-أكسيد (TMAO) في البلازما في نقطتين زمنيتين، مما كشف عن قيم متوسطة تبلغ 5.2 ± 7.1 ميكرومول/لتر في الفحص 1 و6.3 ± 9.2 ميكرومول/لتر في الفحص 4. لوحظت علاقة معتدلة بين قياسات TMAO (معامل الارتباط الجزئي لسبيرمان = 0.35، p < 0.001). ومن الجدير بالذكر أن 13% من المشاركين كانوا مصابين بالسكري، وتم توثيق حالات صحية أخرى متنوعة، بما في ذلك معدل الترشيح الكبيبي المقدّر (eGFR) المنخفض واستخدام أدوية خافضة للدهون وأدوية مضادة لارتفاع ضغط الدم. خلال متابعة متوسطة تبلغ 11.1 عامًا، تم تسجيل 852 حدثًا من مرض القلب والأوعية الدموية التصلبي (ASCVD). أشارت التحليلات متعددة المتغيرات إلى أن تركيزات TMAO في البلازما الأعلى كانت مرتبطة بزيادة خطر الإصابة بـ ASCVD بنسبة 9% لكل زيادة في النطاق الربعي (IQR) (نسبة الخطر [HR]: 1.09، 95% CI: 1.03-1.15) وزيادة خطر بنسبة 32% في أعلى كواتيل (HR: 1.32، 95% CI: 1.01-1.73؛ p-trend = 0.02). استمرت هذه العلاقة بعد تعديل العوامل الغذائية وكانت متسقة عبر نتائج السكتة الدماغية والنوبة القلبية. كشفت تحليلات المجموعات الفرعية عن عدم وجود اختلافات كبيرة في علاقة TMAO-ASCVD بناءً على العمر أو الجنس أو مؤشر كتلة الجسم (BMI) أو eGFR، على الرغم من أنه لوحظت علاقة أقوى محتملة بين البالغين من أصل إسباني (HR: 1.17) والصينيين (HR: 1.24)، لا سيما بين أولئك الذين لديهم eGFR < 60 مل/دقيقة/1.73 م².
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم العلاقة بين مستويات ثلاثي ميثيل أمين-N-أكسيد (TMAO) في البلازما وخطر الإصابة بمرض القلب والأوعية الدموية التصلبي (ASCVD) في مجموعة متنوعة من 6,796 مشاركًا، مع قياسات TMAO المتسلسلة التي تم أخذها على مر الزمن. أشارت النتائج إلى أن تركيزات TMAO في البلازما الأعلى كانت مرتبطة بزيادة خطر الإصابة بـ ASCVD بنسبة 32% عند مقارنة أعلى كواتيل بأدنى كواتيل. استمرت هذه العلاقة حتى بعد تعديل العوامل الاجتماعية والديموغرافية المختلفة، وعادات نمط الحياة، وعوامل الخطر الأيضية، والمآخذ الغذائية، مما يشير إلى أن تأثير TMAO على خطر ASCVD يتجاوز عوامل الخطر القلبية التقليدية. كما سلطت الدراسة الضوء على الآليات البيولوجية المحتملة التي قد تساهم من خلالها TMAO في التصلب العصيدي، بما في ذلك التأثيرات على الالتهاب، والإجهاد التأكسدي، والخلل الوظيفي البطاني.
بالإضافة إلى ذلك، أكدت الأبحاث على أهمية استخدام قياسات TMAO المتسلسلة لتقليل تصنيف التعرض الخاطئ، مما يعزز قوة النتائج. بينما تم تخفيف العلاقة بعد تعديل معدل الترشيح الكبيبي المقدّر (eGFR)، مما يشير إلى دور وساطة محتمل لوظيفة الكلى، فإن تصميم الدراسة وطرق جمع البيانات الشاملة عززت استنتاجاتها. تؤكد النتائج على الحاجة إلى مزيد من التحقيق في التفاعل بين النظام الغذائي، ومستقلبات الميكروبيوم المعوي، ووظيفة الكلى، وخطر ASCVD، لا سيما في مجموعات سكانية متعددة الأعراق، لإبلاغ التدخلات الغذائية والعلاجية المحتملة التي تستهدف مستويات TMAO المرتفعة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-05903-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40603925
Publication Date: 2025-07-02
Author(s): Matthew J. Budoff et al.
Primary Topic: Gut microbiota and health
Overview
This section of the research paper investigates the relationship between trimethylamine-N-oxide (TMAO), a metabolite derived from dietary sources, and the risk of atherosclerotic cardiovascular disease (ASCVD) in a diverse, multi-ethnic population. The study analyzed data from 6,767 US adults free of ASCVD at baseline, drawn from the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA). Plasma TMAO levels were measured at baseline and after five years, and the association with incident ASCVD was assessed using Cox proportional hazards models, adjusting for various demographic, lifestyle, and medical factors.
Over a median follow-up of 11.3 years, 852 ASCVD events were recorded. The results indicated a dose-dependent relationship between TMAO levels and ASCVD risk, with hazard ratios of 1.02, 1.17, 1.23, and 1.33 across increasing quintiles of TMAO concentration, compared to the lowest quintile (P-trend = 0.01). Notably, the association appeared stronger among Hispanic and Chinese participants, as well as those with lower baseline renal function, although these subgroup interactions did not reach statistical significance. The findings underscore the potential of TMAO as a biomarker for cardiovascular risk and highlight the necessity for further research into dietary and pharmacologic interventions targeting the diet-microbiome axis in diverse populations.
Results
In this study, the baseline characteristics of participants indicated a mean age of 61.8 years, with a diverse racial composition: 38% White, 28% Black, 22% Hispanic, and 12% Chinese. Plasma trimethylamine N-oxide (TMAO) concentrations were measured at two time points, revealing mean values of 5.2 ± 7.1 µmol/L at exam 1 and 6.3 ± 9.2 µmol/L at exam 4. A moderate correlation between TMAO measurements was observed (Spearman partial correlation coefficient = 0.35, p < 0.001). Notably, 13% of participants had diabetes, and various other health conditions were documented, including low estimated glomerular filtration rate (eGFR) and use of lipid-lowering and anti-hypertensive medications. During a median follow-up of 11.1 years, 852 atherosclerotic cardiovascular disease (ASCVD) events were recorded. Multivariate analyses indicated that higher plasma TMAO concentrations were associated with a 9% increased risk of ASCVD per interquartile range (IQR) increase (hazard ratio [HR]: 1.09, 95% CI: 1.03-1.15) and a 32% increased risk in the highest quintile (HR: 1.32, 95% CI: 1.01-1.73; p-trend = 0.02). This association persisted after adjusting for dietary factors and was consistent across stroke and myocardial infarction outcomes. Subgroup analyses revealed no significant differences in the TMAO-ASCVD relationship based on age, sex, body mass index (BMI), or eGFR, although a potentially stronger association was noted among Hispanic (HR: 1.17) and Chinese adults (HR: 1.24), particularly in those with eGFR < 60 mL/min/1.73 m².
Discussion
In this study, the association between plasma trimethylamine N-oxide (TMAO) levels and the risk of incident atherosclerotic cardiovascular disease (ASCVD) was evaluated in a diverse cohort of 6,796 participants, with serial TMAO measurements taken over time. The findings indicated that higher plasma TMAO concentrations were linked to a 32% increased risk of ASCVD when comparing the highest quintile to the lowest. This relationship persisted even after adjusting for various sociodemographic factors, lifestyle habits, metabolic risk factors, and dietary intakes, suggesting that TMAO’s impact on ASCVD risk extends beyond traditional cardiovascular risk factors. The study also highlighted potential biological mechanisms through which TMAO may contribute to atherosclerosis, including effects on inflammation, oxidative stress, and endothelial dysfunction.
Additionally, the research underscored the importance of using serial TMAO measures to reduce exposure misclassification, enhancing the robustness of the findings. While the association was attenuated after adjusting for estimated glomerular filtration rate (eGFR), indicating a possible mediating role of renal function, the study’s design and comprehensive data collection methods strengthened its conclusions. The results emphasize the need for further investigation into the interplay between diet, gut microbiome metabolites, renal function, and ASCVD risk, particularly in multi-ethnic populations, to inform potential dietary and pharmacological interventions targeting elevated TMAO levels.