تعمل بكتيريا الأمعاء والجينات معًا لتشكيل خطر السمنة، وتكشف المراجعة عن روابط مخفية

تعمل بكتيريا الأمعاء والجينات معًا لتشكيل خطر السمنة، وتكشف المراجعة عن روابط مخفية

تظهر مراجعة علمية جديدة كيف يمكن أن تنتقل ميكروبات الأمعاء من الأم إلى الطفل.

تأثير الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء على مؤشر كتلة الجسم من خلال التحكم تحت المهاد في الشهية والتمثيل الغذائي والآليات الكامنة وراء التأثيرات عبر الأجيال للميكروبات في الأمعاء على وراثة مؤشر كتلة الجسم.

وفي دراسة نشرت مؤخرا في المجلةالعناصر الغذائيةقام باحثون في ألمانيا وبريطانيا العظمى بفحص وراثة مؤشر كتلة الجسم (BMI).

السمنة هي أزمة صحية عامة كبرى وجائحة عالمية غير معدية. يتجاوز معدل انتشار السمنة 890 مليون شخص في جميع أنحاء العالم، ويؤثر الوزن الزائد على 2.5 مليار شخص بالغ. بالإضافة إلى ذلك، هناك أكثر من 50 حالة مرتبطة بالسمنة، مثل ارتفاع ضغط الدم والسكري من النوع الثاني وانقطاع التنفس الانسدادي أثناء النوم وأمراض الكبد الدهنية وخلل شحوم الدم ومتلازمة المبيض المتعدد الكيسات.

إن التسبب في السمنة معقد وغير محدد بشكل جيد، وينطوي على تفاعل بين البيئة المسببة للالتصاق والهندسة الوراثية. الفهم العام لتطور السمنة محاط بالأساطير والمفاهيم الخاطئة. أوضحت الدراسة الحالية أن السمنة لها مكون وراثي مهم وشددت على وراثة مؤشر كتلة الجسم. تدعو المراجعة أيضًا إلى زيادة التثقيف العام والتعاطف للحد من وصمة العار المتعلقة بالسمنة والتعرف على الدوافع البيولوجية والبيئية المتعددة العوامل.

وراثة مؤشر كتلة الجسم

توفر الدراسات التوأم بعضًا من أفضل الأدلة على وراثة مؤشر كتلة الجسم. قدرت دراسة صينية أجريت على 1421 زوجًا من التوائم وراثة مؤشر كتلة الجسم بنسبة 72%، ووجدت أن وراثة سمات التمثيل الغذائي للقلب ومؤشر كتلة الجسم انخفضت مع تقدم العمر، ولعبت العوامل البيئية دورًا أكبر من الوراثة لدى الأفراد الأكبر سنًا. في دراسة إسرائيلية، كان معدل الوراثة بين متوسط ​​مؤشر كتلة الجسم لدى الوالدين والأبناء 39%.

تشير هذه الدراسات إلى أن مؤشر كتلة الجسم، والسمنة الضمنية، لديهم قابلية توريث عالية، حيث تقدر الوراثة الإجمالية بنسبة 40٪ إلى 50٪. ومع ذلك، فقد لوحظت اختلافات في وراثة مؤشر كتلة الجسم من قبل المجموعة الفرعية لمؤشر كتلة الجسم. تبلغ نسبة توريث مؤشر كتلة الجسم حوالي 30% للأشخاص ذوي الوزن الطبيعي و60% إلى 80% للأشخاص الذين يعانون من السمنة. كشفت دراسات الارتباط على مستوى الجينوم (GWAS) للسمنة عن أكثر من 1000 متغير يؤثر على مؤشر كتلة الجسم، حيث تساهم معظم الأليلات ببضعة جرامات فقط في وزن الجسم.

الأليلات على شكل السمنة لها تأثير أكبر في الأشخاص المعرضين للسمنة أو زيادة الوزن، ولكن لها تأثير ضئيل في الأشخاص ذوي الوزن الطبيعي. وبالتالي، فإن تغلغل الأليلات التي تؤثر على مؤشر كتلة الجسم يختلف باختلاف مؤشر كتلة الجسم. والجدير بالذكر أن هناك نقصًا في الفهم السببي لمعظم المواقع المؤثرة على مؤشر كتلة الجسم التي تم تحديدها بواسطة GWAS. وحتى عند الجمع بين آلاف المتغيرات الجينية، فإن درجات المخاطر الجينية تفسر فقط حوالي 8% من تباين مؤشر كتلة الجسم، مما يشير إلى أن معظمها يظل قابلاً للتوريث ("الوراثة المفقودة"). ومع ذلك، يتم التعبير عن المتغيرات الجينية التي تؤثر على كتلة الجسم في المقام الأول في الجهاز العصبي المركزي، وخاصة في مراكز ما تحت المهاد للتحكم في الشهية والتمثيل الغذائي. تسلط المراجعة الضوء على أن التفاعلات بين الجينات والبيئة يمكن أن تؤدي إلى تضخيم المخاطر الجينية، وأن تعقيد هذه العوامل يساهم في التحديات التي تواجه تحديد مصادر الوراثة المفقودة.

ميكروبيوم الأمعاء والتمثيل الغذائي المركزي والتحكم في الشهية

تتواصل الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء ومنتجاتها الأيضية مع الدماغ من خلال آليات مباشرة وغير مباشرة. يشكل ميكروبيوم الأمعاء الميل إلى زيادة الوزن ومؤشر كتلة الجسم من خلال التحكم المركزي في التمثيل الغذائي والشهية. يرتبط تكوين الميكروبيوم المعوي بوزن الجسم، حيث أن الأفراد الذين يعانون من زيادة الوزن والنحافة لديهم تركيبات مختلفة. تؤثر عوامل النظام الغذائي ونمط الحياة أيضًا على تكوين ميكروبيوم الأمعاء.

يؤثر ميكروبيوم الأمعاء على التحكم في منطقة ما تحت المهاد لعملية التمثيل الغذائي والشهية من خلال التأثيرات على تعديل الإشارات الهرمونية من خلايا الغدد الصماء المعوية في جدار الأمعاء. تنشأ بعض هذه التأثيرات من المنتجات الثانوية الأيضية للميكروبات المعوية مثل الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs). وجدت إحدى الدراسات أن SCFAs حفزت مستقبل البروتين G 41 (GPR41)، مما زاد من إفراز الببتيد YY (PYY)، وهو هرمون مثبط للشهية يشبه الإنكريتين.

تحفز SCFAs أيضًا GPR43 لاستكمال التأثيرات على GPR41، مما يؤدي إلى إفراز الببتيد الشبيه بالجلوكاجون 1 (GLP-1)، والذي يحفز الشبع ويدعم التحكم في الشهية. قد تؤثر SCFAs بشكل مفيد على التحكم في منطقة ما تحت المهاد في عملية التمثيل الغذائي والشهية من خلال التأثيرات المركزية وغير المباشرة المباشرة وتمثل مساهمة بيولوجية في مؤشر كتلة الجسم، على الرغم من أن التأثيرات والفوائد الدقيقة لجميع SCFAs وتفاعلها لا تزال مجالات بحث نشط. تشير المراجعة إلى أنه على الرغم من أن الدراسات التي أجريت على الحيوانات توفر رؤى مهمة، إلا أن الأدلة السببية المباشرة لهذه الارتباطات بين الميكروبيوم والدماغ ومؤشر كتلة الجسم لدى البشر لا تزال في طور الظهور، وقد تختلف النتائج بين أنواع مختلفة من الألياف والنتائج الأيضية.

يمكن أن تؤثر الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء أيضًا على الناقلات العصبية واستقبال المستقبلات العصبية في الدماغ. وجدت دراسة على القوارض أن الاستهلاك المزمن لبكتيريا Lactobacillus rhamnosus تسبب في تغيرات في التعبير عن مستقبلات حمض جاما أمينوبتريك (GABA)، والتي بدورها ارتبطت بانخفاض القلق والسلوكيات الشبيهة بالاكتئاب.

علاوة على ذلك، فإن غياب مثل هذه التأثيرات في الفئران المبهمة يدعم دورًا مهمًا للعصب المبهم في التوسط في الإشارات بين الدماغ وميكروبات الأمعاء. يربط العصب المبهم ميكروبات الأمعاء بالكبد ويتواصل مع منطقة ما تحت المهاد للتحكم في سلوك التغذية والشهية والتمثيل الغذائي. ومع ذلك، فقد تم إثبات هذه التأثيرات العصبية الخلطية والناقلات العصبية بشكل رئيسي في النماذج الحيوانية ويجب أن يتم استقراءها على البشر بحذر.

وراثة الميكروبيوم المعوي

لا يمكن أن يساهم ميكروبيوم الأمعاء في وراثة مؤشر كتلة الجسم إلا إذا كان قابلاً للتوريث بطبيعته. العملية القيصرية (ج) تقضي على اتصال الوليد بميكروبات الأم أثناء الولادة. ولذلك، فإن الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء حديثي الولادة مستمدة من الاستدامة البيئية. أثناء الولادة المهبلية وأيضًا من خلال الرضاعة الطبيعية عبر الطريق المعوي الثديي، يتعرض الأطفال حديثي الولادة للميكروبيوم الأمومي. وجدت مراجعة منهجية أن الولادة المهبلية أدت إلى أنماط استعمار أفضل وتنوع عام في الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء لدى الأطفال مقارنة بالعملية القيصرية.

تساعد الولادة المهبلية والرضاعة الطبيعية أيضًا على نقل ميكروبات الأمعاء من الأم إلى الأبناء، مما يدعم وراثة ميكروبات الأمعاء. تستعمر الميكروبات المشتقة من الأم أمعاء الرضيع أثناء الولادة المهبلية أو الرضاعة الطبيعية، في حين أن الميكروبات غير الأمومية عادة ما تكون عابرة. يشير استمرار وجود ميكروبات الأم إلى التوافق بين ميكروبات أمعاء الرضع والأم، والتي قد تكون بوساطة وراثية. على الرغم من أنها ليست آلية وراثية بيولوجيًا بنفس طريقة الانتقال الجيني، تشير الورقة البحثية إلى أن البيئات الغذائية والعادات الغذائية المشتركة داخل العائلات (تأثير بيئي) قد تساهم في أوجه التشابه في الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء بين أفراد الأسرة من خلال تشكيل التركيب الميكروبي من خلال التدخلات الغذائية المشتركة. تميز المراجعة بين هذه التأثيرات البيئية والوراثة البيولوجية الحقيقية، وتسلط الضوء على أن كلاهما يساهم في الأنماط العائلية في ميكروبات الأمعاء ومؤشر كتلة الجسم.

الملاحظات الختامية

بشكل عام، مؤشر كتلة الجسم قابل للتوريث إلى حد كبير، لكن GWASS لم يحدد سوى جزء صغير من هذا الوراثة. وبما أن الوراثة تنطوي على سمة بيولوجية موروثة، فإن البحث في الجينوم البشري ضروري للكشف عن بعض الوراثة المفقودة. من المحتمل أن يساهم ميكروبيوم الأمعاء في وراثة مؤشر كتلة الجسم من خلال تأثيره على التحكم الأيضي والشهية وانتقال ميكروبيوم الأمعاء عبر أجيال ذرية الأمهات. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن الورقة الأصلية تعترف بأن الكثير من الأدلة الحالية على تأثيرات الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء على التحكم في الشهية تأتي في المقام الأول من دراسات القوارض، وتعتمد الفرضية إلى حد كبير على بيانات المراقبة من الدراسات البشرية، والتي تفتقر حاليًا إلى التحقق الشامل من تجارب التدخل البشري الكبيرة. وهذا يسلط الضوء على الحاجة إلى مزيد من الدراسات البشرية والحذر في استقراء النتائج. وتدعو المراجعة أيضًا إلى اتباع نهج أوسع للصحة العامة يعزز الفهم الأفضل ويقلل من الوصمة. وتوصي بأن يسعى جميع الأفراد، وليس فقط النساء في سن الإنجاب، إلى تحسين ميكروبيوم الأمعاء لديهم من خلال نظام غذائي متنوع ونباتي وغني بالألياف.

نظرًا لوراثة الميكروبيوم المعوي، على الأقل في سياق الولادة المهبلية و/أو الرضاعة الطبيعية، يجب على النساء في سن الإنجاب تحسين الميكروبيوم المعوي لديهن خلال فترات ما قبل الولادة وما قبل الولادة وما بعد الولادة، ربما من خلال الأنظمة الغذائية الغنية بالأطعمة النباتية المتنوعة غير المخمرة والأطعمة المخمرة المحددة التي تم اقتراحها. إن الفهم العام المحسن للتسبب في السمنة ومؤشر كتلة الجسم يتم توريثه إلى حد كبير من خلال علم الوراثة، وقد يعزز الميكروبيوم المعوي التحول الثقافي في المواقف المجتمعية تجاه الأشخاص الذين يعانون من السمنة المفرطة.

مصادر: