TMAO aus dem Darmmikrobiom könnte Vorhofflimmern begünstigen

Eine US-amerikanische Studie zeigt einen Zusammenhang zwischen erhöhten TMAO-Blutwerten – einem Stoffwechselprodukt von Darmbakterien – und einem höheren Risiko für Vorhofflimmern.

TMAO entsteht, wenn Darmbakterien bestimmte Nährstoffe verstoffwechseln, die unter anderem in rotem Fleisch und anderen tierischen Lebensmitteln vorkommen. Offenbar verändert TMAO die Elektrophysiologie des Herzens und erhöht dadurch die Anfälligkeit für Herzrhythmusstörungen. Das berichtet ein Forschungsteam der Cleveland Clinic im „Journal of Clinical Investigation“.

TMAO-Spiegel mit Vorhofflimmern assoziiert

Die Forschungsgruppe quantifizierte zunächst die TMAO-Spiegel im Blutplasma von 5090 Probanden, die sich einer elektiven Herzkatheteruntersuchung unterzogen. Nach Bereinigung um Risikofaktoren waren diese unabhängig mit einem prävalenten Vorhofflimmern assoziiert (adjustierte Odds Ratio 1,7; 95%-Konfidenzintervall 1,3–2,1; p<0,01).

Studien an Mäusen bestätigten diesen Zusammenhang. So erhöhte eine zeitweise TMAO-Diät im Vergleich zu Standardfutter bei Wildtypmäusen die Induzierbarkeit von Vorhofflimmern im Rahmen einer transösophagealen Stimulationsstudie. Tiere eines speziellen Mausmodells für Vorhofflimmern entwickelten die Vorhofrhythmusstörung früher, wenn sie eine TMAO-haltige Ernährung erhielten.

Außerdem steigerte eine Cholin-Supplementierung über die Nahrung die TMAO-Plasmaspiegel dieser Mäuse und beschleunigte ebenfalls das Auftreten von Vorhofflimmern. Der Effekt ließ sich durch Iodomethylcholin (IMC) unterdrücken. IMC ist ein durch Darmmikroben produzierter CutC/D-Hemmer, der die metabolische Umwandlung von Cholin zu TMAO hemmt. Metagenomische Analysen des Blinddarms zeigten zudem, dass die Cholin-Supplementierung Veränderungen in den mit Vorhofflimmern assoziierten mikrobiellen Gemeinschaften induzierte, während viele dieser Veränderungen durch IMC abgeschwächt wurden.

TMAO verändert die elektrische Funktion des Herzens

Schließlich stellten die Forschenden fest, dass die Cholin-Supplementierung insgesamt eine ungünstige atriale Remodellierung und Dilatation des linken Vorhofs förderte. Mäuse, denen Cholin verabreicht wurde, zeigten eine veränderte kardiale Elektrophysiologie, dazu gehörten eine verringerte Leitungsgeschwindigkeit, eine verkürzte Aktionspotenzialdauer bei 80 Prozent Repolarisation und eine verringerte Wellenlänge. Laut den Studienautoren hemmt TMAO den muskarinischen M2-Rezeptor, was zu einer autonomen Dysfunktion führt, die Vorhofflimmern begünstigt.

„Die meisten derzeitigen Behandlungen für Vorhofflimmern konzentrieren sich auf die Symptomkontrolle, aber unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass es möglicherweise eine Möglichkeit gibt, durch die Ernährung viel früher einzugreifen“, erläutert der leitende Autor Dr. Robert Koeth, Elektrophysiologe am Miller Family Heart, Vascular & Thoracic Institute der Cleveland Clinic.

Die Studie baut auf langjähriger Forschung an der Cleveland Clinic zur Rolle des Darmmikrobioms bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen auf. Andere Untersuchungen hatten hohe TMAO-Werte bereits mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung chronischer Nierenkrankheiten sowie von Thrombosen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht, darunter schwerwiegende Ereignisse wie Herzinfarkt und Schlaganfall.

(ah/BIERMANN)