Диагностическая роль уровня короткоцепочечных жирных кислот в крови у пациентов с хронической сердечной недостаточностью, осложненной саркопенией

Цель исследования: изучить уровни различных короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) в крови у пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН), осложненной саркопенией, и проанализировать их взаимосвязь с клиническими параметрами ХСН и саркопении.
Материалы и методы. В исследование включены 76 пациентов с ХСН (средний возраст — 68,0 ± 9,8 года). Уровни КЦЖК (уксусная, пропионовая, бутановая и др.) в плазме крови определялись методом массспектрометрии с ионизацией распылением в электрическом поле (ESI). Диагностика саркопении проводилась согласно алгоритму EWGSOP2 и включала измерение мышечной силы (механический динамометр), мышечной массы (биоимпедансометрия), мышечной функции (тесты SPPB).
Результаты. Концентрации бутановой кислоты (C4) в плазме крови составили в среднем 15 050 нг/мл (95%-ный доверительный интервал (95% ДИ): 12 525–18 200) у пациентов без саркопении и 16 400 нг/мл (95% ДИ: 10 100–20 850) у пациентов с саркопенией (p = 0,00003). Уровни пентановой кислоты (C5) оказались значительно ниже: 472,0 нг/мл (95% ДИ: 368,2–551,2) у пациентов без саркопении и 439,0 нг/мл (95% ДИ: 348,0–514,5) у пациентов с саркопенией (p = 0,00001). В исследовании были выделены четыре кластера пациентов с ХСН на основе их клинико-лабораторных показателей и уровней КЦЖК. Кластеры отражают различия в тяжести сердечной недостаточности, наличии саркопении, уровне физической активности среди пациентов и различия по уровням КЦЖК. Наиболее выраженные различия по уровням КЦЖК были выявлены между кластерами 2 и 3 (уровни C4: 18 650 нг/мл (95% ДИ: 14 950–21 950) и 10 600 нг/мл (95% ДИ: 9 220–12 600) соответственно).
Выводы. Различия в уровнях КЦЖК между кластерами указывают на возможные связи между метаболизмом КЦЖК, сердечной недостаточностью и прогрессированием саркопении. Эти различия могут служить биомаркерами для выявления пациентов с высоким риском саркопении и предполагают необходимость индивидуализированного подхода в лечении, включая коррекцию метаболизма КЦЖК и микробиоты кишечника.

1. Emami A., Saitoh M., Valentova M., Sandek A., Evertz R., Ebner N., et al. Comparison of sarcopenia and cachexia in men with chronic heart failure: Results from the Studies Investigating Co-morbidities Aggravating Heart Failure (SICA-HF). Eur J Heart Fail. 2018;20(11):1580–7. DOI: 10.1002/ejhf.1304

2. Зарудский А.А. Саркопения и ее компоненты у пациентов с систолической хронической сердечной недостаточностью. Современные проблемы здравоохранения и медицинской статистики. 2020;(2):132–44. DOI: 10.24411/2312-2935-2020-00037

3. Yin J., Lu X., Qian Z., Xu W., Zhou X. New insights into the pathogenesis and treatment of sarcopenia in chronic heart failure. Theranostics. 2019;9(14):4019–29. DOI: 10.7150/thno.33000

4. Clark A., Mach N. The crosstalk between the gut microbiota and mitochondria during exercise. Front Physiol. 2017;8:319. DOI: 10.3389/fphys.2017.00319

5. Vaiserman A.M., Koliada A.K., Marotta F. Gut microbiota: A player in aging and a target for anti-aging intervention. Ageing Res Rev. 2017;35:36–45. DOI: 10.1016/j.arr.2017.01.001

6. Schiffrin E.J., Morley J.E., Donnet-Hughes A., Guigoz Y. The inflammatory status of the elderly: The intestinal contribution. Mutat Res. 2010;690(1–2):50–6. DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2009.07.011

7. Biagi E., Nylund L., Candela M., Ostan R., Bucci L., Pini E., et al. Through ageing, and beyond: Gut microbiota and inflammatory status in seniors and centenarians. PLoS One. 2010;5(5):e10667. DOI: 10.1371/journal.pone.0010667

8. Cruz-Jentoft A.J., Bahat G., Bauer J., Boirie Y., Bruyère O., Cederholm T., et al.; Writing Group for the European Working Group on Sarcopenia in Older People 2 (EWGSOP2), and the Extended Group for EWGSOP2. Sarcopenia: Revised European consensus on definition and diagnosis. Age Ageing. 2019;48(1):16–31. DOI: 10.1093/ageing/afy169

9. Guralnik J.M., Simonsick E.M., Ferrucci L., Glynn R.J., Berkman L.F., Blazer D.G., et al. A short physical performance battery assessing lower extremity function: Association with self-reported disability and prediction of mortality and nursing home admission. J Gerontol. 1994;49(2):M85–94. DOI: 10.1093/geronj/49.2.m85

10. Sandek A., Bauditz J., Swidsinski A., Buhner S., Weber-Eibel J., von Haehling S., et al. Altered intestinal function in patients with chronic heart failure. J Am Coll Cardiol. 2007;50(16):1561–9. DOI: 10.1016/j.jacc.2007.07.016

11. Sandek A., Swidsinski A., Schroedl W., Watson A., Valentova M., Herrmann R., et al. Intestinal blood flow in patients with chronic heart failure: A link with bacterial growth, gastrointestinal symptoms, and cachexia. J Am Coll Cardiol. 2014;64(11):1092–102. DOI: 10.1016/j.jacc.2014.06.1179

12. Morrison D.J., Preston T. Formation of short chain fatty acids by the gut microbiota and their impact on human metabolism. Gut Microbes. 2016;7(3):189–200. DOI: 10.1080/19490976.2015.1134082

13. Derrien M., Vaughan E.E., Plugge C.M., de Vos W.M. Akkermansia muciniphila gen. nov., sp. nov., a human intestinal mucin-degrading bacterium. Int J Syst Evol Microbiol. 2004;54(Pt 5):1469–76. DOI: 10.1099/ijs.0.02873-0

14. Parada Venegas D., De la Fuente M.K., Landskron G., González M.J., Quera R., Dijkstra G., et al. Short chain fatty acids (SCFAs)-mediated gut epithelial and immune regulation and its relevance for inflammatory bowel diseases. Front Immunol. 2019;10:277. DOI: 10.3389/fimmu.2019.00277

15. Zhao P., Zhao S., Tian J., Liu X. Significance of gut microbiota and short-chain fatty acids in heart failure. Nutrients. 2022;14(18):3758. DOI: 10.3390/nu14183758

16. Lv W.Q., Lin X., Shen H., Liu H.M., Qiu X., Li B.Y., et al. Human gut microbiome impacts skeletal muscle mass via gut microbial synthesis of the short-chain fatty acid butyrate among healthy menopausal women. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2021;12(6):1860–70. DOI: 10.1002/jcsm.12788

17. Арутюнов Г.П., Былова Н.А., Румянцев С.А. Внекардиальные проявления при хронической сердечной недостаточности. М., 2013.

18. O’Toole P.W., Jeffery I.B. Gut microbiota and aging. Science. 2015;350(6265):1214–5. DOI: 10.1126/science.aac8469

19. Zhao J., Huang Y., Yu X. A narrative review of gut-muscle axis and sarcopenia: The potential role of gut microbiota. Int J Gen Med. 2021;14:1263–73. DOI: 10.2147/IJGM.S301141