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Scompenso cardiaco: quali possibilità dallo studio del microbiota intestinale?

A cura di Fabio Ambrosino By 12 Dicembre 2023No Comments
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scompenso microbiota

Una migliore comprensione del ruolo del microbiota intestinale nello sviluppo e nella fisiopatologia dello scompenso cardiaco potrebbe avere implicazioni importanti in termini di medicina di precisione. Sebbene la traduzione delle evidenze oggi disponibili nella pratica clinica richieda ulteriori studi e interventi, lo studio dei microrganismi intestinali costituisce oggi un approccio promettente per migliorare la prevenzione, la stratificazione del rischio e il trattamento della disfunzione sistolica.

Di recente il tema è stato oggetto di una revisione pubblicata sul Journal of the American College of Cardiology (JACC) (1).

La comunità di microrganismi che costituisce il microbiota intestinale è essenziale per la nostra salute: supporta la digestione e l’omeostasi energetica e aiuta a metabolizzare gli xenobiotici e le sostanze chimiche ambientali. Inoltre, il microbiota svolge anche un ruolo cruciale per lo sviluppo e il funzionamento del nostro sistema immunitario.

Una delle funzioni più importanti dell’intestino è però quella di fungere da barriera, consentendo al contempo interazioni controllate e benefiche tra organismo e microbiota. Una funzione, questa, che risulta compromessa nello scompenso cardiaco cronico per effetto della disfunzione cardiaca (sovra-stimolazione adrenergica, riduzione della gittata cardiaca e aumento delle pressioni di riempimento), la quale può causare ischemia o edema della parete intestinale e un’anomala permeabilità dell’intestino (2,3).

Tale alterata permeabilità consente ai microrganismi intestinali e ai loro prodotti di entrare nella circolazione, innescando risposte immunitarie e infiammatorie. Secondo la cosiddetta “ipotesi intestinale” ciò determinerebbe lo stato di infiammazione cronica a basso grado che caratterizza lo scompenso cardiaco cronico, dando luogo a sua volta a disfunzioni cardiache in un circolo vizioso tra cuore e intestino (4).

Sebbene influenzata dai cambiamenti emodinamici e neuro-ormonali associati allo scompenso cardiaco, tuttavia, le disfunzioni a livello della barriera intestinale possono precedere lo sviluppo della patologia. Infatti, una compromissione della permeabilità intestinale si rileva anche in concomitanza di diversi fattori che predispongono allo sviluppo e alla progressione dello scompenso, come le malattie cardiometaboliche, le diete non salutari, lo stile di vita sedentario, un ritmo circadiano disturbato e l’invecchiamento (5).

Come cambia il microbiota nei pazienti con scompenso cardiaco cronico?

Lo scompenso cardiaco è stato associato a cambiamenti significativi del microbiota intestinale. Oltre alla già citata alterazione della permeabilità della parete intestinale, anche la cosiddetta diversità alfa – una misura della distribuzione e del numero di specie microbiche indicativa della salute del microbiota – risulta essere ridotta rispetto agli individui sani e correlata inversamente con la gravità della disfunzione cardiaca (6). In pazienti con scompenso cardiaco cronico, poi, si rilevano anche un aumentata presenza di patogeni intestinali (es. Shigella, Campylobacter e Salmonella) e un impoverimento dei microrganismi con effetti anti-infiammatori (es. Faecalibacterium, Eubacterium, Dorea e Bifidobacterium).

Le perturbazioni della popolazione microbica intestinale che si rilevano nello scompenso cardiaco sono poi accompagnate anche da alterazioni nella funzione del microbiota e nella produzione metabolica. I metaboliti derivati dal microbiota, i quali costituiscono circa il 10% di tutti i metaboliti circolanti nei mammiferi, sono la via principale attraverso cui i microrganismi intestinali influenzano l’organismo. Nella revisione pubblicata sul JACC sono elencati quelli con un impatto più rilevante sulla fisiopatologia dello scompenso cardiaco, come il lipopolisaccaride, gli acidi grassi a catena corta, la trimetilammina-N-ossido (TMAO), i metaboliti degli aminoacidi e gli acidi biliari.

Le possibili applicazioni nella gestione dello scompenso cardiaco

Le misure della diversità del microbiota, le sue caratteristiche funzionali e le abbondanze microbiche potrebbero avere un ruolo come biomarcatori dello scompenso cardiaco, consentendo una migliore stratificazione del rischio e un’ottimizzazione dell’approccio terapeutico. Inoltre, tali parametri potrebbero essere usati anche come fattori descrittivi delle interazioni tra organismo ospitante e microbioma, offrendo spunti per nuovi target terapeutici.

Sebbene ancora in fase embrionale, alcuni studi sullo scompenso cardiaco hanno già identificato dei potenziali biomarcatori a livello del microbiota. La più studiata in questo senso è la TMAO, risultata correlata alla classe funzionale e alla disfunzione diastolica nei pazienti con scompenso cardiaco cronico e in grado di predire la mortalità a cinque anni in modo indipendente rispetto ai fattori di rischio tradizionali, come la funzionalità renale e i livelli di peptide natriuretico di tipo B (BNP) (7).

Un’altra potenziale applicazione dello studio del microbiota riguarda poi la possibilità di ottimizzare la terapia per lo scompenso cardiaco. L’interazione tra farmaci e microrganismi intestinali è infatti bidirezionale: i farmaci possono alterare il microbiota e, al contrario, i microrganismi possono modulare la farmacocinetica che la farmacodinamica dei farmaci. Un approccio di medicina di precisione che consideri queste interazioni potrebbe quindi permettere di identificare i trattamenti con il miglior profilo di rischio-beneficio per il singolo paziente.

Ma le terapie mirate al microbiota potrebbero in futuro diventare esse stesse parte dell’armamentario terapeutico per lo scompenso cardiaco. Certi probiotici, ad esempio, potrebbero essere in grado di modulare specificamente dei processi che risultano disfunzionali nello scompenso. Tuttavia lo studio clinico randomizzato GutHeart, che ha valutato l’efficacia del lievito probiotico Saccharomyces boulardii in pazienti con scompenso cardiaco a frazione di eiezione ridotta stabili, non ha messo in evidenza miglioramenti nella funzione cardiaca rispetto alle cure standard (8). Secondo gli autori della revisione pubblicata sul JACC, tuttavia, i risultati del trial potrebbero essere inconclusivi.

Infine, un ulteriore beneficio per i pazienti con scompenso cardiaco cronico potrebbe venire dall’adozione di un’alimentazione personalizzata guidata dal microbiota. Cambiamenti della dieta, anche a breve termine, sono infatti in grado di innescare cambiamenti a livello della popolazione microbica intestinale. Diete ricche di fibre non raffinate (verdure, frutta, cereali integrali, legumi, noci e semi), come ad esempio la dieta mediterranea e alcune diete vegetali, sono risultate associate a benefici in termini di prevenzione e riduzione della progressione dello scompenso cardiaco (9).

Questi alimenti forniscono infatti precursori per gli acidi grassi a catena corta derivati dal microbiota, noti per i loro effetti cardioprotettivi e antinfiammatori. Al contrario, il basso consumo di carne che caratterizza questi pattern alimentari si associa a livelli minori di TMAO. In generale, quindi, le evidenze suggeriscono che il microbiota potrebbe agire come mediatore dei benefici delle diete sane per il cuore, sottolineando la necessità di studiare più in modo più approfondito i collegamenti tra dieta e microbiota nel contesto dello scompenso cardiaco.

Bibliografia

1. Mamic P, Snyder M, Tang WHW. Gut Microbiome-Based Management of Patients With Heart Failure: JACC Review Topic of the Week. Journal of the American College of Cardiology 2023; 81(17): 1729-1739.
2. Sandek A, Bauditz J, Swidsinski A, et al. Altered intestinal function in patients with chronic heart failure. J Am Coll Cardiol 2007; 50: 1561–1569.
3. Pasini E, Aquilani R, Testa C, et al. Pathogenic gut flora in patients with chronic heart failure. J Am Coll Cardiol HF 2016; 4: 220–227.
4. Rogler G, Rosano G. The heart and the gut. Eur Heart J. 2014; 35: 426–430.
5. Cheng CK, Huang Y. The gut-cardiovascular connection: new era for cardiovascular therapy. Med Rev. 2021; 1:23–46.
6. Mayerhofer CCK, Kummen M, Holm K, et al. Low fibre intake is associated with gut microbiota alterations in chronic heart failure. ESC Heart Failure 2020; 7:456–466.
7. Trøseid M, Ueland T, Hov JR, et al. Microbiota-dependent metabolite trimethylamine-N-oxide is associated with disease severity and survival of patients with chronic heart failure. J Intern Med 2015; 277: 717–726.
8. Awoyemi A, Mayerhofer C, Felix AS, et al. Rifaximin or Saccharomyces boulardii in heart failure with reduced ejection fraction: results from the randomized GutHeart trial. EBioMedicine 2021; 70: 103511.
9. Sanches MDK, Ronchi SS, Zuchinali P, Corrêa SG. Mediterranean diet and other dietary patterns in primary prevention of heart failure and changes in cardiac function markers: a systematic review. Nutrients. 2018; 10:58.