Кишкова мікробіота й серцева недостатність — чи існує зв’язок? Огляд літератури

Автор(и)

  • Г. Д. Фадєєнко ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків, Україна http://orcid.org/0000-0003-0881-6541
  • Ю. С. Рудик ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків, Україна http://orcid.org/0000-0002-3363-868X
  • О. Є. Гріднєв ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків, Україна https://orcid.org/0000-0003-4716-3520
  • І. Е. Кушнір ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків, Україна https://orcid.org/0000-0003-1922-7937
  • Т. Д. Щербань ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків, Україна http://orcid.org/0000-0003-1095-5241

DOI:

https://doi.org/10.30978/UTJ2025-3-31

Ключові слова:

кишкова мікробіота, серцева недостатність, запалення, цитокіни, дисбіоз

Анотація

Серцева недостатність (СН) уражає близько 1—2% населення світу і є важливою проблемою охорони здоров`я. Це складний синдром, що характеризується активацією симпатичної нервової системи та ренін‑ангіотензин‑альдостеронової осі, а також ендотеліальною дисфункцією, оксидативним стресом та запаленням. Встановлено, що мікробіота кишечника відіграє значну роль у розвитку серцево‑судинних захворювань, включаючи СН. Нещодавні дослідження підкреслили двонаправлену взаємодію між кишечником і серцем, яку часто називають віссю кишечник — серце. Дисбактеріоз, який характеризується змінами мікробного складу та функції, пов’язують із системним запаленням, метаболічними розладами та порушенням серцево‑судинного гомеостазу. У пацієнтів з СН спостерігаються значні зміни у складі нормального кишкового мікробіому залежно від ступеня порушення фракції викиду лівого шлуночка. СН сприяє порушенню цілісності кишкового бар’єра, що призводить до транслокації мікробів та їхніх метаболітів, посилюючи тим самим процеси запалення в організмі пацієнта. Крім того, кишковий мікробіом сприяючи запаленню, здатен індукувати численні патофізіологічні шляхи, в яких цитокіни та різні метаболіти можуть серйозно впливати на прогресування СН та погіршувати прогноз пацієнтів. Можливості дієтичних заходів та фізичних вправ, інші терапевтичні підходи спираються на клінічні дослідження на людських та тваринних моделях. Регуляція кишкової мікрофлори є перспективним напрямом подальших досліджень для вироблення нових терапевтичних стратегій лікування СН.Розуміння механізмів впливу мікробіому на патогенез серцево‑судинних захворювань сприятиме розробленню діагностичних і терапевтичних стратегій у лікуванні СН. Необхідні подальші дослідження для встановлення причинно‑наслідкового зв’язку між дисбіозом і СН та розробки персоналізованих підходів у лікуванні СН на основі визначення кишкової мікробіоти.

 

Біографії авторів

Г. Д. Фадєєнко, ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків

чл.-кор. НАМН України, д. мед. н., проф., зав. відділу вивчення захворювань органів травлення і їхньої коморбідності з неінфекційними захворюваннями

Ю. С. Рудик, ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків

д. мед. н., проф., зав. відділу клінічної фармакології та фармакогенетики неінфекційних захворювань

О. Є. Гріднєв, ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків

д. мед. н., ст. наук. співр., пров. наук. співр. відділу вивчення захворювань органів травлення і їхньої коморбідності з неінфекційними захворюваннями

І. Е. Кушнір, ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків

к. мед. н., ст. наук. співр. відділу вивчення захворювань органів травлення та їхньої коморбідності з неінфекційними захворюваннями

Т. Д. Щербань, ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків

к. мед. н., наук. співр., відділ клінічної фармакології та фармакогенетики неінфекційних захворювань

Посилання

Ahmad F, Karim A, Khan J, Qaisar R. Plasma zonulin correlates with cardiac dysfunction and poor physical performance in patients with chronic heart failure. Life Sci. 2022 Dec 15;311(Pt A):121150. http://doi.org/10.1016/j.lfs.2022.121150. Epub 2022 Nov 3. PMID: 36336128.

Belli M, Barone L, Longo S, Prandi FR, Lecis D, Mollace R, Margonato D, Muscoli S, Sergi D, Federici M, Barillà F. Gut Microbiota Composition and Cardiovascular Disease: A Potential New Therapeutic Target? Int J Mol Sci. 2023 Jul 26;24(15):11971. http://doi.org/10.3390/ijms241511971. PMID: 37569352; PMCID: PMC10418329.

Blachier F. Amino Acid-Derived Bacterial Metabolites in the Colorectal Luminal Fluid: Effects on Microbial Communication, Metabolism, Physiology, and Growth. Microorganisms. 2023 May 17;11(5):1317. http://doi.org/10.3390/microorganisms11051317. PMID: 37317289; PMCID: PMC10224187.

Cimmino G, Muscoli S, De Rosa S, Cesaro A, Perrone MA, Selvaggio S, Selvaggio G, Aimo A, Pedrinelli R, Mercuro G, Romeo F, Perrone Filardi P, Indolfi C, Coronelli M; Pathogenesis Of Atherosclerosis Working Group Of The Italian Society Of Cardiology. Evolving concepts in the pathophysiology of atherosclerosis: from endothelial dysfunction to thrombus formation through multiple shades of inflammation. J Cardiovasc Med (Hagerstown). 2023 May 1;24(Suppl 2):e156-e167. http://doi.org/10.2459/JCM.0000000000001450. PMID: 37186566.

Camilleri M. Leaky gut: mechanisms, measurement and clinical implications in humans. Gut. 2019 Aug;68(8):1516-1526. http://doi.org/10.1136/gutjnl-2019-318427. Epub 2019 May 10. PMID: 31076401; PMCID: PMC6790068.

Covino M, Gallo A, Macerola N, Pero E, Ibba F, Camilli S, Riccardi L, Sarlo F, De Ninno G, Baroni S, Landi F, Montalto M. Role of Intestinal Inflammation and Permeability in Patients with Acute Heart Failure. Medicina (Kaunas). 2023 Dec 20;60(1):8. http://doi.org/10.3390/medicina60010008. PMID: 38276042; PMCID: PMC10821136.

Chen AT, Zhang J, Zhang Y. Gut microbiota in heart failure and related interventions. Imeta. 2023 Jul 10;2(3):e125. http://doi.org/10.1002/imt2.125. PMID: 38867928; PMCID: PMC10989798.

Dicks LMT. Gut Bacteria Provide Genetic and Molecular Reporter Systems to Identify Specific Diseases. Int J Mol Sci. 2024 Apr 17;25(8):4431. http://doi.org/10.3390/ijms25084431. PMID: 38674014; PMCID: PMC11050607.

Deng X, Zhang C, Wang P, Wei W, Shi X, Wang P, Yang J, Wang L, Tang S, Fang Y, Liu Y, Chen Y, Zhang Y, Yuan Q, Shang J, Kan Q, Yang H, Man H, Wang D, Yuan H. Cardiovascular Benefits of Empagliflozin Are Associated With Gut Microbiota and Plasma Metabolites in Type 2 Diabetes. J Clin Endocrinol Metab. 2022 Jun 16;107(7):1888-1896. http://doi.org/10.1210/clinem/dgac210. Erratum in: J Clin Endocrinol Metab. 2022 Nov 23;107(11):e4330. http://doi.org/10.1210/clinem/dgac506. PMID: 35397165; PMCID: PMC9202724.

Erawijantari PP, Kartal E, Liñares-Blanco J, Laajala TD, Feldman LE; FINRISK Microbiome DREAM Challenge and ML4Microbiome Communities; Carmona-Saez P, Shigdel R, Claesson MJ, Bertelsen RJ, Gomez-Cabrero D, Minot S, Albrecht J, Chung V, Inouye M, Jousilahti P, Schultz JH, Friederich HC, Knight R, Salomaa V, Niiranen T, Havulinna AS, Saez-Rodriguez J, Levinson RT, Lahti L. Microbiome-based risk prediction in incident heart failure: a community challenge. medRxiv [Preprint]. 2023 Oct 12:2023.10.12.23296829. http://doi.org/10.1101/2023.10.12.23296829. PMID: 37873403; PMCID: PMC10593042.

Fountoulakis PN, Theofilis P, Vlachakis PK, Karakasis P, Pamporis K, Sagris M, Dimitroglou Y, Tsioufis P, Oikonomou E, Tsioufis K, Tousoulis D. Gut Microbiota in Heart Failure-The Role of Inflammation. Biomedicines. 2025 Apr 9;13(4):911. http://doi.org/10.3390/biomedicines13040911. PMID: 40299538; PMCID: PMC12024997.

Ferraro E, Pozhidaeva L, Pitcher DS, Mansfield C, Koh JHB, Williamson C, Aslanidi O, Gorelik J, Ng FS. Prolonged ursodeoxycholic acid administration reduces acute ischaemia-induced arrhythmias in adult rat hearts. Sci Rep. 2020 Sep 17;10(1):15284. http://doi.org/10.1038/s41598-020-72016-4. PMID: 32943714; PMCID: PMC7499428.

Ghosh S, Pramanik S. Structural diversity, functional aspects and future therapeutic applications of human gut microbiome. Arch Microbiol. 2021 Nov;203(9):5281-5308. http://doi.org/10.1007/s00203-021-02516-y. Epub 2021 Aug 17. PMID: 34405262; PMCID: PMC8370661.

Guivala SJ, Bode KA, Okun JG, Kartal E, Schwedhelm E, Pohl LV, Werner S, Erbs S, Thiele H, Büttner P. Interactions between the gut microbiome, associated metabolites and the manifestation and progression of heart failure with preserved ejection fraction in ZSF1 rats. Cardiovasc Diabetol. 2024 Aug 14;23(1):299. http://doi.org/10.1186/s12933-024-02398-6. PMID: 39143579; PMCID: PMC11325580.

Gui XY, Rabkin SW. C-Reactive Protein, Interleukin-6, Trimethylamine-N-Oxide, Syndecan-1, Nitric Oxide, and Tumor Necrosis Factor Receptor-1 in Heart Failure with Preserved Versus Reduced Ejection Fraction: a Meta-Analysis. Curr Heart Fail Rep. 2023 Feb;20(1):1-11. http://doi.org/10.1007/s11897-022-00584-9. Epub 2022 Dec 7. PMID: 36479675.

Huang J, Lin Y, Ding X, Lin S, Li X, Yan W, Chen M. Alteration of the gut microbiome in patients with heart failure: A systematic review and meta-analysis. Microb Pathog. 2024 Jul;192:106647. http://doi.org/10.1016/j.micpath.2024.106647. Epub 2024 May 23. PMID: 38788811.

Huang Z, Mei X, Jiang Y, Chen T, Zhou Y. Gut Microbiota in Heart Failure Patients With Preserved Ejection Fraction (GUMPTION Study). Front Cardiovasc Med. 2022 Jan 6;8:803744. http://doi.org/10.3389/fcvm.2021.803744. PMID: 35071367; PMCID: PMC8770938.

Halade GV, Mat Y, Gowda SGB, Jain S, Hui SP, Yadav H, Kain V. Sleep deprivation in obesogenic setting alters lipidome and microbiome toward suboptimal inflammation in acute heart failure. FASEB J. 2023 May;37(5):e22899. http://doi.org/10.1096/fj.202300184R. PMID: 37002889.

Hatahet J, Cook TM, Bonomo RR, Elshareif N, Gavini CK, White CR, Jesse J, Mansuy-Aubert V, Aubert G. Fecal microbiome transplantation and tributyrin improves early cardiac dysfunction and modifies the BCAA metabolic pathway in a diet induced pre-HFpEF mouse model. Front Cardiovasc Med. 2023 Feb 8;10:1105581. http://doi.org/10.3389/fcvm.2023.1105581. PMID: 36844730; PMCID: PMC9944585.

Jing L, Zhang H, Xiang Q, Hu H, Zhai C, Xu S, Tian H. Role of Trimethylamine N-Oxide in Heart Failure. Rev Cardiovasc Med. 2024 Jul 2;25(7):240. http://doi.org/10.31083/j.rcm2507240. PMID: 39139438; PMCID: PMC11317343.

Jian C, Kanerva S, Qadri S, Yki-Järvinen H, Salonen A. In vitro Effects of Bacterial Exposure on Secretion of Zonulin Family Peptides and Their Detection in Human Tissue Samples. Front Microbiol. 2022 Apr 14;13:848128. http://doi.org/10.3389/fmicb.2022.848128. PMID: 35495638; PMCID: PMC9048042.

Jama HA, Fiedler A, Tsyganov K, Nelson E, Horlock D, Nakai ME, Kiriazis H, Johnson C, Du XJ, Mackay CR, Marques FZ, Kaye DM. Manipulation of the gut microbiota by the use of prebiotic fibre does not override a genetic predisposition to heart failure. Sci Rep. 2020 Oct 21;10(1):17919. http://doi.org/10.1038/s41598-020-73614-y. PMID: 33087738; PMCID: PMC7578080.

Jain H, Marsool MDM, Goyal A, Sulaiman SA, Fatima L, Idrees M, Sharma B, Borra V, Gupta P, Nadeem A, Jain J, Ali H, Sohail AH. Unveiling the relationship between gut microbiota and heart failure: Recent understandings and insights. Curr Probl Cardiol. 2024 Jan;49(1 Pt C):102179. http://doi.org/10.1016/j.cpcardiol.2023.102179. Epub 2023 Nov 3. PMID: 37923029.

Katsimichas T, Theofilis P, Tsioufis K, Tousoulis D. Gut Microbiota and Coronary Artery Disease: Current Therapeutic Perspectives. Metabolites. 2023 Feb 9;13(2):256. http://doi.org/10.3390/metabo13020256. PMID: 36837875; PMCID: PMC9963624.

Karim A, Muhammad T, Shah I, Khan J, Qaisar R. A multistrain probiotic reduces sarcopenia by modulating Wnt signaling biomarkers in patients with chronic heart failure. J Cardiol. 2022 Nov;80(5):449-455. http://doi.org/10.1016/j.jjcc.2022.06.006. Epub 2022 Jun 22. PMID: 35750555.

Luqman A, Hassan A, Ullah M, Naseem S, Ullah M, Zhang L, Din AU, Ullah K, Ahmad W, Wang G. Role of the intestinal microbiome and its therapeutic intervention in cardiovascular disorder. Front Immunol. 2024 Jan 26;15:1321395. http://doi.org/10.3389/fimmu.2024.1321395. PMID: 38343539; PMCID: PMC10853344.. eCollection 2024.

Lacy BE, Wise JL, Cangemi DJ. Leaky Gut Syndrome: Myths and Management. Gastroenterol Hepatol (N Y). 2024 Aug;20(5):264-272. PMID: 39193076; PMCID: PMC11345991.

Li D, Lu Y, Yuan S, Cai X, He Y, Chen J, Wu Q, He D, Fang A, Bo Y, Song P, Bogaert D, Tsilidis K, Larsson SC, Yu H, Zhu H, Theodoratou E, Zhu Y, Li X. Gut microbiota-derived metabolite trimethylamine-N-oxide and multiple health outcomes: an umbrella review and updated meta-analysis. Am J Clin Nutr. 2022 Jul 6;116(1):230-243. http://doi.org/10.1093/ajcn/nqac074. PMID: 35348578; PMCID: PMC9257469.

Loosen SH, Krieg S, Gaensbacher J, Doege C, Krieg A, Luedde T, Luedde M, Roderburg C, Kostev K. The Association between Antibiotic Use and the Incidence of Heart Failure: A Retrospective Case-Control Study of 162,188 Outpatients. Biomedicines. 2023 Jan 18;11(2):260. http://doi.org/10.3390/biomedicines11020260. PMID: 36830796; PMCID: PMC9953253.

Modrego J, Ortega-Hernández A, Goirigolzarri J, Restrepo-Córdoba MA, Bäuerl C, Cortés-Macías E, Sánchez-González S, Esteban-Fernández A, Pérez-Villacastín J, Collado MC, Gómez-Garre D. Gut Microbiota and Derived Short-Chain Fatty Acids Are Linked to Evolution of Heart Failure Patients. Int J Mol Sci. 2023 Sep 9;24(18):13892. http://doi.org/10.3390/ijms241813892. PMID: 37762194; PMCID: PMC10530267.

McCrory C, Lenardon M, Traven A. Bacteria-derived short-chain fatty acids as potential regulators of fungal commensalism and pathogenesis. Trends Microbiol. 2024 Nov;32(11):1106-1118. http://doi.org/10.1016/j.tim.2024.04.004. Epub 2024 May 9. PMID: 38729839.

Malandish A, Gulati M. The impacts of exercise interventions on inflammaging markers in overweight/obesity patients with heart failure: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Int J Cardiol Heart Vasc. 2023 Jun 27;47:101234. http://doi.org/10.1016/j.ijcha.2023.101234. PMID: 37416483; PMCID: PMC10320319.

Pisetsky DS. Pathogenesis of autoimmune disease. Nat Rev Nephrol. 2023 Aug;19(8):509-524. http://doi.org/10.1038/s41581-023-00720-1. Epub 2023 May 10. PMID: 37165096; PMCID: PMC10171171.

Perticone M, Gigliotti S, Shehaj E, Maio R, Suraci E, Miceli S, Andreozzi F, Matera G, Perticone F. Gut Permeability and Immune-Mediated Inflammation in Heart Failure. Biomedicines. 2024 May 30;12(6):1217. http://doi.org/10.3390/biomedicines12061217. PMID: 38927424; PMCID: PMC11200601.

Perrone P, D'Angelo S. Gut Microbiota Modulation Through Mediterranean Diet Foods: Implications for Human Health. Nutrients. 2025 Mar 8;17(6):948. http://doi.org/10.3390/nu17060948. PMID: 40289944; PMCID: PMC11944315.

Schumacher SM, Naga Prasad SV. Tumor Necrosis Factor-α in Heart Failure: an Updated Review. Curr Cardiol Rep. 2018 Sep 26;20(11):117. http://doi.org/10.1007/s11886-018-1067-7. PMID: 30259192; PMCID: PMC6311126.

Szabo TM, Frigy A, Nagy EE. Targeting Mediators of Inflammation in Heart Failure: A Short Synthesis of Experimental and Clinical Results. Int J Mol Sci. 2021 Dec 2;22(23):13053. http://doi.org/10.3390/ijms222313053. PMID: 34884857; PMCID: PMC8657742.

Strengers JG, den Ruijter HM, Boer JMA, Asselbergs FW, Verschuren WMM, van der Schouw YT, Sluijs I. The association of the Mediterranean diet with heart failure risk in a Dutch population. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2021 Jan 4;31(1):60-66. http://doi.org/10.1016/j.numecd.2020.08.003. Epub 2020 Aug 12. PMID: 33127254.

Theofilis P, Vlachakis PK, Oikonomou E, Tsioufis K, Tousoulis D. Targeting the Gut Microbiome to Treat Cardiometabolic Disease. Curr Atheroscler Rep. 2024 Feb;26(2):25-34. http://doi.org/10.1007/s11883-023-01183-2. Epub 2024 Jan 5. PMID: 38180642.. Epub 2024 Jan 5.

Tousoulis D, Guzik T, Padro T, Duncker DJ, De Luca G, Eringa E, Vavlukis M, Antonopoulos AS, Katsimichas T, Cenko E, Djordjevic-Dikic A, Fleming I, Manfrini O, Trifunovic D, Antoniades C, Crea F. Mechanisms, therapeutic implications, and methodological challenges of gut microbiota and cardiovascular diseases: a position paper by the ESC Working Group on Coronary Pathophysiology and Microcirculation. Cardiovasc Res. 2022 Dec 29;118(16):3171-3182. http://doi.org/10.1093/cvr/cvac057. PMID: 35420126; PMCID: PMC11023489.

Teunis CJ, Stroes ESG, Boekholdt SM, Wareham NJ, Murphy AJ, Nieuwdorp M, Hazen SL, Hanssen NMJ. Tryptophan metabolites and incident cardiovascular disease: The EPIC-Norfolk prospective population study. Atherosclerosis. 2023 Dec;387:117344. http://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2023.117344. Epub 2023 Oct 20. PMID: 37945449.

Wang G, Kong B, Shuai W, Fu H, Jiang X, Huang H. 3,3-Dimethyl-1-butanol attenuates cardiac remodeling in pressure-overload-induced heart failure mice. J Nutr Biochem. 2020 Apr;78:108341. http://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2020.108341. Epub 2020 Jan 9. PMID: 32004931.

Yu W, Jiang Y, Xu H, Zhou Y. The Interaction of Gut Microbiota and Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: From Mechanism to Potential Therapies. Biomedicines. 2023 Feb 2;11(2):442. http://doi.org/10.3390/biomedicines11020442. PMID: 36830978; PMCID: PMC9953339.

Yazaki, Y.; Aizawa, K.; Israr, M.Z.; Negishi, K.; Salzano, A.; Saitoh, Y.; Kimura, N.; Kono, K.; Heaney, L.; Cassambai, S., et al. Ethnic differences in association of outcomes with trimethylamine N-oxide in acute heart failure patients. ESC Heart Fail. 2020 Oct;7(5):2373-2378. http://doi.org/10.1002/ehf2.12777. Epub 2020 Jun 29.

Yan, Q.; Jia, S.; Li, D.; Yang, J. The role and mechanism of action of microbiota-derived short-chain fatty acids in neutrophils: From the activation to becoming potential biomarkers. Biomed. Pharmacother. 2023 Dec 31:169:115821. http://doi.org/10.1016/j.biopha.2023.115821. Epub 2023 Nov 10.

. Zhang, Q.- L.; Chen, X.- H.; Zhou, S.- J.; Lei, Y.- Q.; Chen, Q.; Cao, H. Relationship between heart failure and intestinal inflammation in infants with congenital heart disease. BMC Microbiol. 2024 Mar 25;24(1):98. http://doi.org/10.1186/s12866-024-03229-0.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-09-30

Номер

Розділ

Огляди