L’insufficienza cardiaca è una sindrome clinica in cui la capacità del cuore di pompare o riempirsi di sangue è ridotta, con conseguente circolazione inadeguata a soddisfare le richieste dell’organismo. Recenti ricerche hanno identificato un’associazione tra insufficienza cardiaca e metaboliti del microbiota intestinale.
Questi metaboliti, possono legarsi ai recettori dell’ospite e possono fungere da ulteriori fattori di rischio per insufficienza cardiaca. Per tale motivo i ricercatori hanno condotto una revisione di letteratura, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Heart Failure Reviews, che mira a valutare l’impatto del microbiota intestinale sullo sviluppo dell’insufficienza cardiaca, facendo luce su potenziali percorsi per la ricerca futura e interventi terapeutici innovativi.
Insufficienza cardiaca: cause, classificazione e fattori di rischio
L’insufficienza cardiaca spesso deriva da condizioni cardiovascolari sottostanti che compromettono la struttura o la funzione del miocardio, come la cardiopatia ischemica o l’ipertensione, e viene classificata in base alla quantità di attività fisica che un individuo può tollerare prima della comparsa dei sintomi, o in base alla frazione di eiezione ventricolare sinistra, distinguendo tra insufficienza cardiaca con frazione di eiezione ridotta, lievemente ridotta o conservata.
Secondo le linee guida del 2021 per la diagnosi e la gestione dell’insufficienza cardiaca stilate dalla Società Europea di Cardiologia, molteplici fattori di rischio possono contribuire allo sviluppo di tale sindrome. I fattori di rischio comuni non modificabili e modificabili includono l’età avanzata (> 60 anni), il sesso maschile, una dieta non sana, il sovrappeso, l’inattività fisica, il fumo, l’ipertensione e il diabete mellito di tipo 2 e, ultimamente, sembra avere un ruolo anche il microbiota intestinale.
Microbiota intestinale e insufficienza cardiaca
Il microbiota intestinale è costituito da livelli elevati di Bacteroides, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria e Verrucomicrobia, con Firmicutes e Bacteroides che costituiscono il 90% della microflora intestinale totale. I metaboliti di quest’ultima, , tra cui SCFA e trimetilammina N-ossido, possono avere proprietà simili agli ormoni, e hanno la capacità di legarsi ai recettori dell’ospite e diventare dei fattori di rischio per l’insufficienza cardiaca. Inoltre, la traslocazione di batteri e dei loro metaboliti dall’intestino al flusso sanguigno è implicata nello sviluppo dell’infiammazione, e ciò può esacerbare ulteriormente la progressione dello scompenso cardiaco.
Ipotesi intestinale dell’insufficienza cardiaca
Fattori che alterano la composizione del microbiota intestinale determinano un aumento della permeabilità della parete intestinale, facilitando la traslocazione dei microrganismi nella circolazione sistemica. In particolare, la traslocazione di una componente batterica nota come lipopolisaccaride (LPS) attiva i recettori Toll-like (in particolare TLR-4) sui miociti cardiaci, che rilasciano citochine pro-infiammatorie tra cui TNF-α, IL-1 e IL-6.
Ciò che ne consegue è un’infiammazione cronica che provoca, a livello arterioso deposizione di placche e ostruzione dei vasi, con conseguente riduzione della funzione cardiaca, e a livello cardiaco fibrosi miocardica e rimodellamento cardiaco, con ulteriore deterioramento della funzione cardiaca. A conferma di ciò, analizzando dei campioni di feci si è osservato come i pazienti con scompenso cardiaco congestizio moderato-grave presentavano una maggiore permeabilità intestinale rispetto ai controlli sani e, inoltre, livelli più elevati di batteri patogeni, tra cui Campylobacter, Shigella, Yersinina entercolitica e Salmonella.
Ruolo dei metaboliti intestinali nell’insufficienza cardiaca: TMAO
La flora intestinale contribuisce alla produzione di trimetilammina (TMA) dagli alimenti digeriti. Una volta formata, la maggior parte della TMA viene assorbita nel flusso sanguigno e quindi ossidata in trimetilammina N-ossido (TMAO). Tuttavia, quando la barriera mucosa intestinale è compromessa e la permeabilità aumenta, TMAO entra più facilmente nella circolazione sistemica. Livelli elevati di TMAO si accumulano in organi come i reni e il cuore, innescando processi, tra cui la formazione di cellule schiumose, l’aggregazione piastrinica e le risposte infiammatorie. Numerosi studi indicano un legame significativo tra livelli elevati di TMAO e scompenso cardiaco. Difatti, TMAO interrompe la funzione mitocondriale e la segnalazione del calcio nei cardiomiociti, compromettendo la contrattilità, promuovendo un rimodellamento ventricolare, aumentando la reattività piastrinica e aumentando il rischio di aterosclerosi e trombosi. Inoltre, attiva l’inflammasoma NLRP3, con conseguente secrezione di citochine pro-infiammatorie, come IL-1β, IL-6 e TNF-α nelle cellule endoteliali aortiche umane e nelle cellule muscolari lisce vascolari. L’aumento di citochine infiammatorie e la contemporanea diminuzione di IL-10 determinano un ambiente favorevole alla fibrosi miocardica, caratterizzata da deposizione di collagene e cicatrizzazione tissutale. TMAO promuove anche l’adesione dei leucociti alle cellule endoteliali, attivando il percorso p-38 MAPK e NF-kB, processi che aumentano ulteriormente l’infiammazione e la disfunzione endoteliale, che contribuiscono in modo critico allo sviluppo dell’insufficienza cardiaca.
Dieta e biotici
L’alimentazione ha un profondo impatto sul microbiota intestinale: una dieta ricca di proteine animali, carboidrati e grassi saturi, aumenta i livelli plasmatici e urinari di TMAO, contribuisce alla disbiosi batterica intestinale e di conseguenza aumenta il rischio di malattie cardiovascolari. Al contrario, una dieta ricca di fibre determina livelli plasmatici più bassi di TMAO prevenendo così lo sviluppo di scompenso cardiaco e alleviando il rimodellamento ventricolare. Inoltre, l’olio extravergine di oliva contiene 3,3-dimetil-1-butanolo (DMB), che svolge un ruolo nella riduzione dei livelli di TMAO inibendo la formazione di TMA.
Prebiotici e probiotici sembrano avere un effetto benefico per coloro che sono affetti da insufficienza cardiaca. In dettaglio i prebiotici, in uno studio condotto sui livelli di endotossina e sullo squilibrio microbico nei ratti affetti da scompenso cardiaco, hanno mostrato di ridurre i livelli di endotossina diminuendo in questo modo l’infiammazione, mentre i probiotici hanno mostrato significative diminuzioni dell’ipertrofia ventricolare sinistra e apparenti miglioramenti nei parametri emodinamici sia sistolici sia diastolici nei ratti.
Studi sull’uomo hanno mostrato come la somministrazione del probiotico Saccharomyces boulardii a pazienti affetti da scompenso cardiaco di classe II o III con frazione di eiezione ventricolare sinistra (FEVS) <50% abbia determinato un miglioramento della FEVS e una riduzione del diametro atriale sinistro.
Conclusioni
Sebbene diversi studi abbiano identificato una connessione tra alterazioni del microbiota intestinale, dei suoi metaboliti e scompenso cardiaco, non è ancora chiaro se questi cambiamenti abbiano preceduto lo scompenso cardiaco o ne siano concausa.
Di conseguenza, sono necessarie ricerche più approfondite che coinvolgano dati clinici, fattori dietetici e anamnesi del paziente per indagare l’interazione tra la composizione della flora intestinale e la progressione dello scompenso cardiaco e per chiarire se esista una relazione causale. Sono altresì necessarie ulteriori ricerche per valutare e perfezionare strategie di gestione mirate al microbiota per lo scompenso cardiaco.
