Darmbakterien und Gene formen gemeinsam das Fettleibigkeitsrisiko, die Überprüfung zeigt versteckte Links

Eine neue wissenschaftliche Überprüfung zeigt, wie die Darmmikroben von Mutter zu Kind übergeben werden können.

Einfluss der Darmmikrobiota auf den BMI durch hypothalamische Kontrolle von Appetit und Metabolismus sowie Mechanismen, die den transgenerationellen Wirkungen der Darmmikrobiota auf die Heritabilität des BMI zugrunde liegen.

In einer kürzlich im Journal veröffentlichten Studie NährstoffeForscher in Deutschland und Großbritannien untersuchten die Erblichkeit des Body Mass Index (BMI).

Fettleibigkeit ist eine große Krise für öffentliche Gesundheit und eine nicht-infektiöse globale Pandemie. Die Adipositas -Prävalenz übersteigt weltweit 890 Millionen, wobei Übergewicht 2,5 Milliarden Erwachsene betrifft. Darüber hinaus gibt es mehr als 50 Bedingungen im Zusammenhang mit Fettleibigkeit, wie Bluthochdruck, Typ -2 -Diabetes, obstruktive Schlafapnoe, Fettlebererkrankung, Dyslipidämie und polyzystisches Eierstocksyndrom.

Die Pathogenese der Fettleibigkeit ist komplex und schlecht definiert, wobei ein Zusammenspiel zwischen adesogener Umgebung und genetischer Architektur ist. Das öffentliche Verständnis der Entwicklung von Fettleibigkeit ist in Mythen und Missverständnissen gehüllt. In der vorliegenden Studie wurde erläutert, dass Fettleibigkeit eine wesentliche genetische Komponente hat und die Heritabilität von BMI betonte. Die Überprüfung setzt sich auch für eine stärkere öffentliche Bildung und Mitgefühl ein, um Fettleibigkeits -Stigma zu verringern und die multifaktoriellen biologischen und Umwelttreiber zu erkennen.

BMI -Erblichkeit

Zwillingsstudien bieten einige der besten Beweise für die Erblichkeit des BMI. Eine chinesische Studie mit 1.421 Zwillingspaaren schätzte die BMI -Heritabilität von 72% und ergab, dass die Heritabilität von kardiometabolischen Merkmalen und BMI mit dem Alter abnahm und Umweltfaktoren bei älteren Personen eine größere Rolle als die Genetik hatten. In einer israelischen Studie betrug die Heritabilität zwischen dem mittleren Parental und dem BMI nach dem Nachkommen 39%.

Diese Studien weisen darauf hin, dass BMI und implizit Fettleibigkeit eine hohe Heritabilität aufweisen, wobei die Gesamterblichkeit von 40% bis 50% geschätzt wird. Trotzdem wurden von der BMI -Untergruppe Unterschiede in der BMI -Erblichkeit beobachtet. Die BMI -Heritabilität beträgt bei Menschen mit normalem Gewicht etwa 30% und für Menschen mit Fettleibigkeit 60% bis 80%. Genomweite Assoziationsstudien (GWAS) auf Fettleibigkeit haben über 1.000 Varianten aufgedeckt, die sich auf den BMI auswirken, wobei die meisten Allele nur ein paar Gramm zum Körpergewicht beitrugen.

Adipositas-förmige Allele wirken sich bei Menschen mit einer Neigung zu Fettleibigkeit oder Gewichtszunahme stärker aus, haben jedoch einen minimalen Einfluss bei Personen mit normalem Gewicht. Somit variiert die Penetranz von Allelen, die den BMI beeinflussen, je nach BMI. Bemerkenswerterweise mangelt es an Kausalitätsverständnis für die meisten GWAS-identifizierten BMI-Influencing-Loci. Selbst bei der Kombination von Tausenden genetischer Varianten erklären polygene Risikowerte nur etwa 8% der BMI -Variation, was darauf hinweist, dass die meisten Heritabilität für („fehlende Heritabilität“) bleibt. Genvarianten, die die Körpermasse beeinflussen, werden jedoch hauptsächlich im Zentralnervensystem exprimiert, insbesondere in den hypothalamischen Zentren der appetitischen und metabolischen Kontrolle. In der Übersicht wird hervorgehoben, dass die Wechselwirkungen zwischen Gen und Umwelt das genetische Risiko amplifizieren können und dass die Komplexität dieser Faktoren zu den Herausforderungen bei der Identifizierung der Quellen der fehlenden Heritabilität beiträgt.

Darmmikrobiom und zentraler Stoffwechsel und appetitive Kontrolle

Die Darmmikrobiota und ihre metabolischen Nebenprodukte kommunizieren mit dem Gehirn über direkte und indirekte Mechanismen. Das Darmmikrobiom prägt die Neigung zur Gewichtszunahme und BMI über die zentrale Stoffwechsel- und appetitive Kontrolle. Die Darmmikrobiomzusammensetzung korreliert mit dem Körpergewicht, wobei übergewichtige und magere Individuen unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen. Nahrungs- und Lebensstilfaktoren beeinflussen auch die Zusammensetzung des Darmmikrobioms.

Das Darmmikrobiom beeinflusst die hypothalamische Kontrolle des Metabolismus und den Appetit durch Auswirkungen auf die Modulation hormoneller Signale aus enteroendokrinen Zellen in der Darmwand. Einige dieser Effekte stammen aus metabolischen Nebenprodukten der Darmmikrobiota wie kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs). Eine Studie ergab, dass SCFAs G-Protein-gekoppelten Rezeptor 41 (GPR41) stimulierten, wodurch die Sekretion von Peptid YY (PYY) verstärkt wurde, ein inkretinartiges Appetit-Suppressiva-Hormon.

SCFAs stimulieren auch GPR43, um die Auswirkungen auf GPR41 zu ergänzen, was zu Glucagon-ähnliches Peptid 1 (GLP-1) -Sekretion führt, das Sättigungsgefühl induziert und die Appetitkontrolle unterstützt. SCFAs können über direkte zentrale und indirekte Effekte die hypothalamische Kontrolle des Stoffwechsels und des Appetits sinnvoll beeinflussen und einen biologischen Beitrag zu BMI darstellen, obwohl die genauen Effekte und Vorteile aller SCFAs und ihres Zusammenspiels immer noch Bereiche der aktiven Untersuchung sind. In der Überprüfung stellt sich fest, dass Tierstudien zwar wichtige Erkenntnisse liefern, aber immer noch direkte kausale Beweise für diese Mikrobiom -Hirn -BMI -Verbindungen beim Menschen entstehen, und die Ergebnisse können zwischen verschiedenen Arten von Ballaststoffen und metabolischen Ergebnissen variieren.

Die Darmmikrobiota kann auch die Neurotransmitter und die Empfänglichkeit der Neurorezeptor im Gehirn beeinflussen. Eine Nagetierstudie ergab, dass die chronische Aufnahme von Lactobacillus rhamnosus Veränderungen in der Expression von Gamma-Aminobutrinsäure (GABA) -Rezeptoren verursachte, die wiederum mit verringerten Angst und depressiven Verhaltensweisen assoziiert waren.

Darüber hinaus unterstützt das Fehlen solcher Effekte bei vagotomisierten Mäusen eine wichtige Rolle für den Vagusnerv bei der Vermittlung von Signalen zwischen dem Gehirn und der Darmmikrobiota. Der Vagusnerv verbindet die Darmmikrobiota mit der Leber und kommuniziert mit dem Hypothalamus, um das Fütterungsverhalten, den Appetit und den Stoffwechsel zu kontrollieren. Diese neuro-humoralen und neurotransmitterer Wirkungen wurden jedoch hauptsächlich in Tiermodellen nachgewiesen, und die Extrapolation auf den Menschen sollte vorsichtig gemacht werden.

Darmmikrobiome Heritabilität

Das Darmmikrobiom könnte nur dann zur BMI -Erblichkeit beitragen, wenn es an sich vererbbar ist. Kaiserschnitt (c) -Sektion beseitigt den Neugeborenenkontakt mit mütterlichen Mikroben während der Partuation; Daher werden die Neugeborenen -Darmmikrobiota umweltverträglichkeit abgeleitet. Während der vaginalen Entbindung und auch durch das Stillen über den Entero-Mammary-Weg sind Neugeborene dem mütterlichen Mikrobiom ausgesetzt. Eine systematische Überprüfung ergab, dass die vaginale Entbindung im Vergleich zum Kaiserschnitt zu besseren Besiedlungsmustern und der Gesamtvielfalt von Darmmikrobiota für Kinder führte.

Die vaginale Entbindung und das Stillen ermöglichen auch die Übertragung von Darmmikrobiota mütterlicherseits auf die Nachkommen, wodurch die Heritabilität der Darmmikrobiota unterstützt wird. Von maternal abgeleitete Mikroben besiedeln den Säuglingsdarm mit vaginaler Entbindung oder Stillen, während nicht maternale Mikroben typischerweise vorübergehend sind. Die Beständigkeit von Mikroben von Müttern schlägt die Kompatibilität zwischen Säuglings- und mütterlichen Darmmikroben nahe, die genetisch vermittelt werden können. Obwohl nicht streng ein biologisch vererbbarer Mechanismus auf die gleiche Weise wie die genetische Übertragung, stellt das Forschungspapier fest, dass gemeinsame Lebensmittelumgebungen und Ernährungsgewohnheiten innerhalb von Familien (ein Umwelteinfluss) zu Ähnlichkeiten bei Darmmikrobiota bei Familienmitgliedern beitragen können, indem die mikrobielle Zusammensetzung durch häufige Ernährungsmaßnahmen gestaltet werden. Die Überprüfung unterscheidet zwischen diesen Umwelteffekten und der wahren biologischen Heritabilität und betont, dass beide zu familiären Mustern bei Darmmikrobiota und BMI beitragen.

Schließende Bemerkungen

Insgesamt ist BMI sehr vererbbar, aber GWASS hat nur einen kleinen Teil dieser Erblichkeit identifiziert. Angesichts der Tatsache, dass die Heritabilität ein ererbtes biologisches Merkmal umfasst, ist die Suche nach dem menschlichen Genom notwendig, um einen Teil der fehlenden Heritabilität aufzudecken. Das Darmmikrobiom trägt wahrscheinlich zur Heritabilität von BMI bei, da er sich auf die Stoffwechsel- und appetitive Kontrolle und die Übertragbarkeit des Darmmikrobioms mit den Generationen mütterlicherseits mütterlichigmütterlich-offpring-Auswirkungen auswirkt. Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass das ursprüngliche Papier anerkennt, dass ein Großteil der aktuellen Beweise für die Auswirkungen des Darmmikrobiotas auf die Appetitkontrolle hauptsächlich aus Nagetierstudien beruht, und die Hypothese basiert weitgehend auf Beobachtungsdaten aus Human-Studien, die derzeit keine umfassende Validierung aus großen menschlichen Interventionsversuchen haben. Dies unterstreicht die Notwendigkeit weiterer Studien auf Menschenbasis und Vorsicht bei der Extrapolation der Ergebnisse. Die Überprüfung setzt sich auch für einen breiteren Ansatz für öffentliche Gesundheit ein, der ein besseres Verständnis fördert und das Stigma verringert. Es empfiehlt, dass alle Individuen, nicht nur Frauen im reproduktiven Alter, sich bemühen, ihr Darmmikrobiom durch eine vielfältige, pflanzliche und faserreiche Ernährung zu optimieren.

Angesichts der darmmikrobiomen Heritabilität, zumindest im Kontext der vaginalen Entbindung und/oder des Stillens, sollten Frauen im reproduktiven Alter ihr Darmmikrobiom während der Vorurteile, vorgeburtlichen und postnatalen Perioden optimieren, möglicherweise durch Diäten, die reich an unterschiedlichen, nicht verotzten pflanzlichen Lebensmitteln und spezifischen fermentierten Lebensmitteln sind, die vorgeschlagen wurden. Das verbesserte öffentliche Verständnis der Pathogenese von Fettleibigkeit und der BMI wird weitgehend durch die Genetik vererbt, und das Darmmikrobiom könnte einen kulturellen Wandel in gesellschaftlichen Einstellungen gegenüber übergewichtigen Menschen fördern.

Quellen: