Impaired heart function can develop in diabetic individuals in the absence of coronary artery disease or hypertension, suggesting mechanisms beyond hypertension/increased afterload contribute to diabetic cardiomyopathy. Identifying therapeutic approaches that improve glycemia and prevent cardiovascular disease are clearly required for clinical management of diabetes-related comorbidities. Since intestinal bacteria are important for metabolism of nitrate, we examined if dietary nitrate and fecal microbial transplantation (FMT) from nitrate-fed mice could prevent high-fat diet (HFD)-induced cardiac abnormalities. Male C57Bl/6N mice were fed an 8-week low-fat diet (LFD), HFD, or HFD+Nitrate (4mM sodium nitrate). HFD-fed mice presented with pathological left ventricular (LV) hypertrophy, reduced stroke volume and increased end diastolic pressure, in association with increased myocardial fibrosis, glucose intolerance, adipose inflammation, serum lipids, LV mitochondrial reactive oxygen species (ROS), and gut dysbiosis. In contrast, dietary nitrate attenuated these detriments. In HFD-fed mice, FMT from HFD+Nitrate donors did not influence serum nitrate, blood pressure, adipose inflammation, or myocardial fibrosis. However, microbiota from HFD+Nitrate mice decreased serum lipids, LV ROS, and similar to FMT from LFD donors, prevented glucose intolerance and cardiac morphology changes. Therefore, the cardioprotective effects of nitrate are not dependent on reducing blood pressure, but rather mitigating gut dysbiosis, highlighting a nitrate-gut-heart axis.

中文翻译：

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膳食硝酸盐和相应的肠道微生物群可预防肥胖小鼠的心功能障碍

在没有冠状动脉疾病或高血压的情况下，糖尿病患者可能会出现心脏功能受损，这表明除了高血压/后负荷增加之外，还有其他机制导致糖尿病心肌病。糖尿病相关合并症的临床管理显然需要确定改善血糖和预防心血管疾病的治疗方法。由于肠道细菌对硝酸盐代谢很重要，因此我们研究了饮食硝酸盐和硝酸盐喂养小鼠的粪便微生物移植（FMT）是否可以预防高脂饮食（HFD）引起的心脏异常。雄性 C57Bl/6N 小鼠喂食 8 周低脂饮食 (LFD)、HFD 或 HFD+硝酸盐（4 mM 硝酸钠）。HFD 喂养的小鼠表现出病理性左心室 (LV) 肥大、每搏输出量减少和舒张末压增加，与心肌纤维化增加、葡萄糖耐受不良、脂肪炎症、血脂、左心室线粒体活性氧 (ROS) 和肠道菌群失调有关。相反，饮食中的硝酸盐减轻了这些危害。在 HFD 喂养的小鼠中，来自 HFD+硝酸盐供体的 FMT 不会影响血清硝酸盐、血压、脂肪炎症或心肌纤维化。然而，HFD+硝酸盐小鼠的微生物群降低了血清脂质、LV ROS，并且与 LFD 供体的 FMT 类似，可以防止葡萄糖不耐受和心脏形态变化。因此，硝酸盐的心脏保护作用并不依赖于降低血压，而是减轻肠道菌群失调，突出硝酸盐-肠-心脏轴。左心室线粒体活性氧 (ROS) 和肠道菌群失调。相反，饮食中的硝酸盐减轻了这些危害。在 HFD 喂养的小鼠中，来自 HFD+硝酸盐供体的 FMT 不会影响血清硝酸盐、血压、脂肪炎症或心肌纤维化。然而，HFD+硝酸盐小鼠的微生物群降低了血清脂质、LV ROS，并且与 LFD 供体的 FMT 类似，可以防止葡萄糖不耐受和心脏形态变化。因此，硝酸盐的心脏保护作用并不依赖于降低血压，而是减轻肠道菌群失调，突出硝酸盐-肠-心脏轴。左心室线粒体活性氧 (ROS) 和肠道菌群失调。相反，饮食中的硝酸盐减轻了这些危害。在 HFD 喂养的小鼠中，来自 HFD+硝酸盐供体的 FMT 不会影响血清硝酸盐、血压、脂肪炎症或心肌纤维化。然而，HFD+硝酸盐小鼠的微生物群降低了血清脂质、LV ROS，并且与 LFD 供体的 FMT 类似，可以防止葡萄糖不耐受和心脏形态变化。因此，硝酸盐的心脏保护作用并不依赖于降低血压，而是减轻肠道菌群失调，突出硝酸盐-肠-心脏轴。HFD+硝酸盐小鼠的微生物群降低了血清脂质、LV ROS，与 LFD 供体的 FMT 类似，可预防葡萄糖耐受不良和心脏形态变化。因此，硝酸盐的心脏保护作用并不依赖于降低血压，而是减轻肠道菌群失调，突出硝酸盐-肠-心脏轴。HFD+硝酸盐小鼠的微生物群降低了血清脂质、LV ROS，与 LFD 供体的 FMT 类似，可预防葡萄糖耐受不良和心脏形态变化。因此，硝酸盐的心脏保护作用并不依赖于降低血压，而是减轻肠道菌群失调，突出硝酸盐-肠-心脏轴。