- Jak probiotyk LC40 wzmacnia działanie hipotensyjne hydrochlorotiazidu bez nasilania jego działań niepożądanych
- Jakie mechanizmy pozanerkowe odpowiadają za dodatkowe obniżenie ciśnienia o 8–13 mmHg
- W jaki sposób modulacja mikrobioty jelitowej wpływa na funkcję śródbłonka i aktywność układu współczulnego
- Czy wyniki z modelu zwierzęcego mogą znaleźć zastosowanie w terapii opornego nadciśnienia u ludzi
Czy probiotyk może wzmocnić działanie hydrochlorotiazidu?
Nadciśnienie tętnicze pozostaje głównym czynnikiem ryzyka chorób sercowo-naczyniowych i wiodącą przyczyną zgonów na świecie. Mimo dostępności wielu leków hipotensyjnych, 10–30% pacjentów nie osiąga docelowych wartości ciśnienia (<130/90 mmHg) pomimo stosowania trzech leków – stan określany jako nadciśnienie oporne. Hydrochlorotiazyd (HCTZ), diuretyk tiazydowy, stanowi od lat podstawę terapii, jednak nie wpływa na stan zapalny w ośrodkowym układzie nerwowym, nadmierną aktywność współczulną ani zaburzenia mikrobioty jelitowej towarzyszące nadciśnieniu.
Nowe badanie zespołu z Uniwersytetu w Granadzie wykazało, że probiotyk Limosilactobacillus fermentum CECT5716 (LC40) nie tylko obniża ciśnienie tętnicze samodzielnie, ale także wzmacnia efekt hipotensyjny HCTZ – bez nasilania jego działań niepożądanych. Autorzy postawili hipotezę, że LC40 działa poprzez przywrócenie równowagi mikrobioty jelitowej, poprawę integralności bariery jelitowej oraz modulację osi jelitowo-mózgowej. Badanie przeprowadzono na szczurach nadciśnieniowych (SHR), modelu genetycznym nadciśnienia, oceniając zarówno parametry hemodynamiczne, jak i mechanizmy molekularne.
Jak zaprojektowano eksperyment na modelu zwierzęcym?
W badaniu wykorzystano 20-tygodniowe samce szczurów SHR, podzielone na 6 grup: nieleczone (SHR), leczone samym LC40 (10⁹ CFU/dobę), HCTZ w dawce 10 mg/kg/dobę (HCTZ10) lub 50 mg/kg/dobę (HCTZ50) oraz grupy otrzymujące skojarzenie LC40 z obiema dawkami HCTZ. Terapię prowadzono przez 5 tygodni, mierząc ciśnienie tętnicze metodą ogonową (tail-cuff plethysmography). Po zakończeniu eksperymentu oceniano wskaźniki przerostu serca (HW/TL, LVW/TL), funkcję śródbłonka (relaksacja zależna od acetylocholiny), produkcję reaktywnych form tlenu (barwienie DHE, aktywność oksydazy NADPH), skład mikrobioty jelitowej (sekwencjonowanie 16S rRNA) oraz parametry zapalne w jądrze przykomorowym (PVN).
W dodatkowym eksperymencie przeprowadzono transplantację mikrobioty kałowej (FMT) od szczurów SHR (nieleczonych i leczonych) do szczurów normotensyjnych Wistar Kyoto (WKY), aby ocenić, czy zmiany mikrobioty są odpowiedzialne za obserwowane efekty hipotensyjne. Przed FMT szczury WKY otrzymywały ceftriakson (400 mg/kg/dobę przez 5 dni) w celu wyeliminowania endogennej mikrobioty.
Jakie zmiany ciśnienia i przerostu serca zaobserwowano?
Samodzielne podanie LC40 obniżyło ciśnienie skurczowe o około 25 mmHg, HCTZ10 o około 30 mmHg, a HCTZ50 o około 34 mmHg. Skojarzenie LC40 z HCTZ wzmocniło redukcję ciśnienia skurczowego o dodatkowe 8–13 mmHg w porównaniu z samym diuretykiem. Co istotne, nie zaobserwowano zmian częstości rytmu serca w żadnej z grup. Wskaźnik HW/TL był niższy w grupie HCTZ50, natomiast bardziej czuły marker przerostu lewej komory – LVW/TL – ulegał redukcji w grupach z najsilniejszym spadkiem ciśnienia skurczowego (HCTZ10+LC40, HCTZ50, HCTZ50+LC40). Interesujące, że HCTZ10 sam w sobie nie obniżył LVW/TL, ale w skojarzeniu z LC40 efekt ten był istotny statystycznie.
Stężenie HCTZ w osoczu oraz parametry elektrolitowe (Na⁺, K⁺, Cl⁻) nie różniły się między grupami HCTZ50 a HCTZ50+LC40, co wskazuje, że LC40 nie zmienia farmakokinetyki ani efektu moczopędnego diuretyku. Autorzy sugerują, że dodatkowy efekt hipotensyjny LC40 wynika z mechanizmów pozanerkowych – takich jak ochrona śródbłonka i modulacja aktywności współczulnej.
Jak probiotyk wpływa na dysfunkcję śródbłonka?
Dysfunkcja śródbłonka w SHR charakteryzuje się upośledzoną relaksacją zależną od tlenku azotu (NO). W badaniu wykazano, że LC40, HCTZ10 i HCTZ50 poprawiały odpowiedź relaksacyjną na acetylocholinę (ACh). Co ważne, w grupie HCTZ10+LC40 relaksacja była istotnie lepsza niż przy samym HCTZ10. Mechanizm ochronny LC40 wiązał się z redukcją produkcji reaktywnych form tlenu (barwienie DHE) oraz obniżeniem aktywności oksydazy NADPH w aorcie. Inkubacja z inhibitorem oksydazy NADPH (VAS2870) poprawiała funkcję śródbłonka do poziomu porównywalnego z grupami LC40+HCTZ.
Kluczową rolę w tym procesie odgrywały limfocyty regulatorowe (Treg). LC40 zwiększał naciek Treg w aorcie, co wiązało się z wydzielaniem IL-10 – cytokiny hamującej oksydazę NADPH. W eksperymencie FMT wykazano, że neutralizacja IL-10 znosi ochronny efekt mikrobioty od szczurów leczonych LC40 na funkcję śródbłonka u szczurów WKY. Natomiast liczba komórek Th17 (produkujących IL-17, który aktywuje oksydazę NADPH) była obniżona we wszystkich grupach leczonych, bez dalszej redukcji po dodaniu LC40.
Jakie zmiany w mikrobiocie jelitowej wywołuje LC40?
Analiza sekwencjonowania 16S rRNA wykazała, że HCTZ50 obniżał wskaźnik F/B oraz zmniejszał liczebność bakterii produkujących maślan (głównie Lachnospiraceae_NK4A136_group). LC40 w skojarzeniu z HCTZ10 obniżał F/B i zwiększał liczebność bakterii produkujących octan (głównie Bacteroides i Ruminococcus), co wiązało się ze wzrostem stężenia octanu w osoczu. Grupy leczone LC40 wykazywały także tendencję do zwiększenia liczebności bakterii produkujących propionian (Akkermansia), choć wynik nie osiągnął istotności statystycznej.
Analiza KEGG wykazała, że HCTZ10 zwiększał ekspresję genów związanych z biosyntezą lipopolisacharydu (LPS), co normalizowało się po dodaniu LC40. Stężenie LPS w osoczu było niższe we wszystkich grupach leczonych LC40, co korelowało z poprawą integralności bariery jelitowej – potwierdzoną spadkiem stężenia I-FABP2 (markera przepuszczalności jelitowej). Ponadto LC40 zwiększał ekspresję białek połączeń ścisłych (occludin, ZO-1) oraz komórek kubkowych wydzielających mucynę (MUC-2), co dodatkowo chroni nabłonek jelitowy przed translokacją patogenów.
Mikrobiota od szczurów leczonych LC40 (samodzielnie lub z HCTZ) po transplantacji do szczurów WKY nie powodowała wzrostu ciśnienia, w przeciwieństwie do mikrobioty od nieleczonych SHR. Co więcej, FMT od szczurów HCTZ50+LC40 poprawiała funkcję śródbłonka u szczurów WKY bardziej niż FMT od szczurów HCTZ50. Wyniki te jednoznacznie wskazują, że zmiany mikrobioty są kluczowe dla wzmocnienia efektu hipotensyjnego HCTZ przez LC40.
Czy LC40 łagodzi stan zapalny i nadmierną aktywność współczulną?
Po raz pierwszy wykazano, że probiotyk LC40 redukuje stan zapalny w jądrze przykomorowym (PVN) – kluczowym ośrodku regulacji ciśnienia. Liczba komórek mikrogleju w PVN była podwyższona u nieleczonych SHR i nie zmieniała się po HCTZ, ale LC40 istotnie ją obniżał – zarówno samodzielnie, jak i w skojarzeniu z HCTZ10. Ekspresja Tlr4 (receptora dla LPS) oraz cytokin prozapalnych (Il-1β, Ifnγ) w PVN była redukowana we wszystkich grupach LC40. Ponadto LC40 obniżał ekspresję podjednostek oksydazy NADPH (Nox1, p22phox) oraz markerów nacieku komórek szpikowych (Ccl2, Cd11b) w PVN.
Stężenie noradrenaliny (NA) w osoczu – markera aktywności współczulnej – było obniżone we wszystkich grupach LC40, ale nie zmieniało się po samym HCTZ. Podobnie ekspresja hydroksylazy tyrozynowej (Th) oraz stężenie NA w okrężnicy były obniżone po LC40+HCTZ, co wskazuje na redukcję nadmiernej aktywności współczulnej w jelitach. Autorzy sugerują, że LC40 działa poprzez oś jelitowo-mózgową: poprawa integralności bariery jelitowej → zmniejszenie endotoksemii (LPS) → łagodzenie stanu zapalnego w PVN → obniżenie aktywności współczulnej → poprawa przepuszczalności jelitowej (mechanizm dwukierunkowy).
Co to oznacza dla praktyki klinicznej?
Wyniki badania sugerują, że probiotyk LC40 może stanowić terapię uzupełniającą u pacjentów z opornym nadciśnieniem, szczególnie tych, którzy nie osiągają docelowych wartości ciśnienia pomimo stosowania HCTZ. Mechanizmy działania LC40 – poprawa funkcji śródbłonka, modulacja mikrobioty jelitowej, redukcja stanu zapalnego i aktywności współczulnej – są niezależne od efektu moczopędnego diuretyku, co otwiera nowe możliwości terapeutyczne w populacji z trudnym do kontrolowania nadciśnieniem.
Kluczowe jest, że LC40 nie zmienia farmakokinetyki HCTZ ani nie nasila jego działań niepożądanych (zaburzenia elektrolitowe). To sugeruje bezpieczeństwo skojarzenia i potencjalną możliwość jego wprowadzenia do praktyki klinicznej. Należy jednak podkreślić, że wyniki pochodzą z badania na modelu zwierzęcym – niezbędne są badania kliniczne potwierdzające skuteczność i bezpieczeństwo LC40 u ludzi. Warto zauważyć, że niedawne doniesienia wskazują, iż probiotyki w skojarzeniu z konwencjonalną terapią hipotensyjną znacząco obniżają ciśnienie u dzieci z pierwotnym nadciśnieniem, zachowując akceptowalny profil bezpieczeństwa.
Potencjalne korzyści terapii skojarzonych obejmują: redukcję dawki HCTZ (i tym samym działań niepożądanych), poprawę kontroli ciśnienia u pacjentów z opornością na leczenie oraz korzystne efekty pozahipotensyjne – takie jak ochrona śródbłonka, redukcja stresu oksydacyjnego i poprawa funkcji jelitowej. Szczególnie obiecujące wydają się wyniki dotyczące modulacji osi jelitowo-mózgowej, co może mieć znaczenie w patogenezie nadciśnienia związanego z dysfunkcją autonomiczną.
Jakie wnioski płyną z tego badania?
Badanie dostarcza pierwszych dowodów, że probiotyk LC40 wzmacnia efekt hipotensyjny hydrochlorotiazidu o dodatkowe 8–13 mmHg, nie zmieniając jego farmakokinetyki ani działań niepożądanych. Mechanizm działania LC40 obejmuje modulację mikrobioty jelitowej (obniżenie F/B, wzrost bakterii produkujących octan), poprawę integralności bariery jelitowej (spadek LPS i I-FABP2), redukcję stanu zapalnego w jądrze przykomorowym oraz obniżenie aktywności współczulnej. Kluczową rolę odgrywa oś jelitowo-mózgowa: LC40 przywraca równowagę mikrobioty, co przekłada się na zmniejszenie endotoksemii, łagodzenie stanu zapalnego i ostatecznie obniżenie ciśnienia tętniczego.
Wyniki sugerują, że probiotyki mogą stanowić obiecującą strategię terapeutyczną w opornym nadciśnieniu, szczególnie u pacjentów z dysfunkcją śródbłonka i zaburzeniami osi jelitowo-mózgowej. Niezbędne są jednak badania kliniczne potwierdzające te obserwacje u ludzi oraz oceniające długoterminowe korzyści sercowo-naczyniowe terapii skojarzonej. Warto również zbadać, czy efekt ten jest specyficzny dla LC40, czy dotyczy także innych szczepów probiotycznych o udokumentowanym działaniu hipotensyjnym.
Pytania i odpowiedzi
❓ Czy LC40 zmienia farmakokinetykę hydrochlorotiazidu?
Nie. Badanie wykazało, że stężenie HCTZ w osoczu oraz parametry elektrolitowe (Na⁺, K⁺, Cl⁻) nie różniły się między grupami otrzymującymi sam HCTZ a grupami otrzymującymi HCTZ+LC40. To wskazuje, że dodatkowy efekt hipotensyjny probiotyku wynika z mechanizmów pozanerkowych, takich jak ochrona śródbłonka i modulacja aktywności współczulnej.
❓ Jakie mechanizmy odpowiadają za wzmocnienie efektu hipotensyjnego?
LC40 działa poprzez kilka mechanizmów: moduluje mikrobiotę jelitową (obniża stosunek F/B, zwiększa bakterie produkujące octan), poprawia integralność bariery jelitowej (spadek LPS i I-FABP2), redukuje stan zapalny w jądrze przykomorowym oraz obniża aktywność współczulną. Kluczową rolę odgrywa również zwiększenie nacieku limfocytów Treg w aorcie, co prowadzi do redukcji aktywności oksydazy NADPH i poprawy funkcji śródbłonka.
❓ Czy wyniki z modelu zwierzęcego można przenieść na ludzi?
Wyniki są obiecujące, ale wymagają potwierdzenia w badaniach klinicznych. Badanie przeprowadzono na szczurach nadciśnieniowych (SHR), które są uznanym modelem nadciśnienia pierwotnego u ludzi. Niedawne doniesienia wskazują, że probiotyki w skojarzeniu z konwencjonalną terapią hipotensyjną znacząco obniżają ciśnienie u dzieci z pierwotnym nadciśnieniem, zachowując akceptowalny profil bezpieczeństwa, co sugeruje potencjalne zastosowanie kliniczne.
❓ Czy LC40 nasila działania niepożądane hydrochlorotiazidu?
Nie. Badanie wykazało, że LC40 nie wpływa na profil działań niepożądanych HCTZ – nie nasila zaburzeń elektrolitowych (hiponatremia, hipokaliemia, hipochloremia) charakterystycznych dla diuretyków tiazydowych. To sugeruje bezpieczeństwo skojarzenia i potencjalną możliwość jego wprowadzenia do praktyki klinicznej jako terapii uzupełniającej.
❓ U których pacjentów terapia skojarzona może przynieść największe korzyści?
Największe korzyści mogą odnieść pacjenci z opornym nadciśnieniem, którzy nie osiągają docelowych wartości ciśnienia pomimo stosowania HCTZ, szczególnie ci z dysfunkcją śródbłonka i zaburzeniami osi jelitowo-mózgowej. Potencjalne korzyści obejmują nie tylko dodatkową redukcję ciśnienia o 8–13 mmHg, ale także korzystne efekty pozahipotensyjne – ochronę śródbłonka, redukcję stresu oksydacyjnego i poprawę funkcji jelitowej.
