Τα βακτήρια και τα γονίδια του εντέρου συνεργάζονται για να διαμορφώσουν τον κίνδυνο παχυσαρκίας, η ανασκόπηση αποκαλύπτει κρυμμένους συνδέσμους

Τα βακτήρια και τα γονίδια του εντέρου συνεργάζονται για να διαμορφώσουν τον κίνδυνο παχυσαρκίας, η ανασκόπηση αποκαλύπτει κρυμμένους συνδέσμους

Μια νέα επιστημονική ανασκόπηση δείχνει πώς τα μικρόβια του εντέρου μπορούν να μεταδοθούν από τη μητέρα στο παιδί.

Επίδραση της μικροχλωρίδας του εντέρου στον ΔΜΣ μέσω του υποθαλαμικού ελέγχου της όρεξης και του μεταβολισμού και των μηχανισμών που υποκρύπτουν τις διαγενεακές επιδράσεις της μικροχλωρίδας του εντέρου στην κληρονομικότητα του ΔΜΣ.

Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικόΘρεπτικά συστατικάΕρευνητές στη Γερμανία και τη Μεγάλη Βρετανία εξέτασαν την κληρονομικότητα του δείκτη μάζας σώματος (ΔΜΣ).

Η παχυσαρκία είναι μια μεγάλη κρίση δημόσιας υγείας και μια μη μολυσματική παγκόσμια πανδημία. Ο επιπολασμός της παχυσαρκίας ξεπερνά τα 890 εκατομμύρια παγκοσμίως, με το υπέρβαρο να επηρεάζει 2,5 δισεκατομμύρια ενήλικες. Επιπλέον, υπάρχουν περισσότερες από 50 καταστάσεις που σχετίζονται με την παχυσαρκία, όπως η υπέρταση, ο διαβήτης τύπου 2, η αποφρακτική άπνοια ύπνου, η λιπώδης νόσος του ήπατος, η δυσλιπιδαιμία και το σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών.

Η παθογένεια της παχυσαρκίας είναι πολύπλοκη και ανεπαρκώς καθορισμένη, και περιλαμβάνει μια αλληλεπίδραση μεταξύ του αδεογόνου περιβάλλοντος και της γενετικής αρχιτεκτονικής. Η κοινή κατανόηση της ανάπτυξης της παχυσαρκίας καλύπτεται από μύθους και παρανοήσεις. Η παρούσα μελέτη εξήγησε ότι η παχυσαρκία έχει ένα σημαντικό γενετικό συστατικό και τόνισε την κληρονομικότητα του ΔΜΣ. Η ανασκόπηση υποστηρίζει επίσης μεγαλύτερη δημόσια εκπαίδευση και συμπόνια για τη μείωση του στίγματος της παχυσαρκίας και την αναγνώριση των πολυπαραγοντικών βιολογικών και περιβαλλοντικών παραγόντων.

Κληρονομικότητα ΔΜΣ

Οι δίδυμες μελέτες παρέχουν μερικές από τις καλύτερες ενδείξεις για την κληρονομικότητα του ΔΜΣ. Μια κινεζική μελέτη με 1.421 ζεύγη διδύμων υπολόγισε την κληρονομικότητα του ΔΜΣ σε 72% και διαπίστωσε ότι η κληρονομικότητα των καρδιομεταβολικών χαρακτηριστικών και του ΔΜΣ μειώνονταν με την ηλικία και οι περιβαλλοντικοί παράγοντες έπαιζαν μεγαλύτερο ρόλο από τη γενετική στα μεγαλύτερα άτομα. Σε μια ισραηλινή μελέτη, η κληρονομικότητα μεταξύ του μέσου ΔΜΣ των γονέων και των απογόνων ήταν 39%.

Αυτές οι μελέτες δείχνουν ότι ο ΔΜΣ, και σιωπηρά η παχυσαρκία, έχει υψηλή κληρονομικότητα, με τη συνολική κληρονομικότητα να υπολογίζεται σε 40% έως 50%. Ωστόσο, παρατηρήθηκαν διαφορές στην κληρονομικότητα του ΔΜΣ ανά υποομάδα ΔΜΣ. Η κληρονομικότητα του ΔΜΣ είναι περίπου 30% για άτομα κανονικού βάρους και 60% έως 80% για άτομα με παχυσαρκία. Μελέτες συσχέτισης σε όλο το γονιδίωμα (GWAS) για την παχυσαρκία έχουν αποκαλύψει περισσότερες από 1.000 παραλλαγές που επηρεάζουν το ΔΜΣ, με τα περισσότερα αλληλόμορφα να συμβάλλουν μόνο λίγα γραμμάρια στο σωματικό βάρος.

Τα αλληλόμορφα σε σχήμα παχυσαρκίας έχουν μεγαλύτερη επίδραση σε άτομα επιρρεπή σε παχυσαρκία ή αύξηση βάρους, αλλά έχουν ελάχιστη επίδραση σε άτομα κανονικού βάρους. Έτσι, η διείσδυση των αλληλόμορφων που επηρεάζουν το ΔΜΣ ποικίλλει ανάλογα με τον ΔΜΣ. Σημειωτέον, υπάρχει έλλειψη αιτιολογικής κατανόησης για τους περισσότερους τόπους που επηρεάζουν το ΔΜΣ που προσδιορίζονται με GWAS. Ακόμη και όταν συνδυάζονται χιλιάδες γενετικές παραλλαγές, οι βαθμολογίες πολυγονικού κινδύνου εξηγούν μόνο περίπου το 8% της διακύμανσης του ΔΜΣ, υποδεικνύοντας ότι οι περισσότερες παραμένουν κληρονομικές («έλλειψη κληρονομικότητας»). Ωστόσο, οι παραλλαγές γονιδίων που επηρεάζουν τη μάζα του σώματος εκφράζονται κυρίως στο κεντρικό νευρικό σύστημα, ιδιαίτερα στα υποθαλαμικά κέντρα του ορεκτικού και μεταβολικού ελέγχου. Η ανασκόπηση υπογραμμίζει ότι οι αλληλεπιδράσεις γονιδίου-περιβάλλοντος μπορούν να ενισχύσουν τον γενετικό κίνδυνο και ότι η πολυπλοκότητα αυτών των παραγόντων συμβάλλει στις προκλήσεις στον εντοπισμό των πηγών της έλλειψης κληρονομικότητας.

Εντερικό μικροβίωμα και κεντρικός μεταβολισμός και έλεγχος της όρεξης

Η μικροχλωρίδα του εντέρου και τα μεταβολικά υποπροϊόντα της επικοινωνούν με τον εγκέφαλο μέσω άμεσων και έμμεσων μηχανισμών. Το μικροβίωμα του εντέρου διαμορφώνει την τάση για αύξηση βάρους και ΔΜΣ μέσω του κεντρικού μεταβολικού και ορεκτικού ελέγχου. Η σύνθεση του μικροβιώματος του εντέρου συσχετίζεται με το σωματικό βάρος, με υπέρβαρα και αδύνατα άτομα να έχουν διαφορετική σύνθεση. Η διατροφή και οι παράγοντες του τρόπου ζωής επηρεάζουν επίσης τη σύνθεση του μικροβιώματος του εντέρου.

Το μικροβίωμα του εντέρου επηρεάζει τον υποθαλαμικό έλεγχο του μεταβολισμού και της όρεξης μέσω επιδράσεων στη ρύθμιση των ορμονικών σημάτων από τα εντεροενδοκρινικά κύτταρα στο εντερικό τοίχωμα. Ορισμένες από αυτές τις επιδράσεις προκύπτουν από μεταβολικά υποπροϊόντα της μικροχλωρίδας του εντέρου, όπως τα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας (SCFAs). Μια μελέτη διαπίστωσε ότι τα SCFAs διέγειραν τον συζευγμένο με πρωτεΐνη G υποδοχέα 41 (GPR41), ο οποίος αύξησε την έκκριση του πεπτιδίου YY (PYY), μιας ορμόνης κατασταλτικής της όρεξης που μοιάζει με ινκρετίνη.

Τα SCFA διεγείρουν επίσης το GPR43 για να συμπληρώσει τις επιδράσεις στο GPR41, οδηγώντας σε έκκριση πεπτιδίου 1 (GLP-1) τύπου γλυκαγόνης, το οποίο προκαλεί κορεσμό και υποστηρίζει τον έλεγχο της όρεξης. Τα SCFAs μπορεί να επηρεάσουν σημαντικά τον υποθαλαμικό έλεγχο του μεταβολισμού και της όρεξης μέσω άμεσων κεντρικών και έμμεσων επιδράσεων και αντιπροσωπεύουν βιολογική συμβολή στο ΔΜΣ, αν και τα ακριβή αποτελέσματα και τα οφέλη όλων των SCFA και η αλληλεπίδρασή τους εξακολουθούν να αποτελούν τομείς ενεργούς έρευνας. Η ανασκόπηση σημειώνει ότι ενώ οι μελέτες σε ζώα παρέχουν σημαντικές γνώσεις, άμεσες αιτιολογικές αποδείξεις για αυτές τις συνδέσεις μικροβιώματος-εγκεφάλου-ΔΜΣ στους ανθρώπους εξακολουθούν να εμφανίζονται και τα αποτελέσματα μπορεί να διαφέρουν μεταξύ διαφορετικών τύπων ινών και μεταβολικών αποτελεσμάτων.

Η μικροχλωρίδα του εντέρου μπορεί επίσης να επηρεάσει τους νευροδιαβιβαστές και τη δεκτικότητα των νευροϋποδοχέων στον εγκέφαλο. Μια μελέτη σε τρωκτικά διαπίστωσε ότι η χρόνια κατανάλωση Lactobacillus rhamnosus προκάλεσε αλλαγές στην έκφραση των υποδοχέων γάμμα-αμινοβουτυρικού οξέος (GABA), οι οποίοι με τη σειρά τους σχετίστηκαν με μειωμένο άγχος και καταθλιπτικές συμπεριφορές.

Επιπλέον, η απουσία τέτοιων επιδράσεων σε ποντίκια που έχουν υποστεί βαγοτομή υποστηρίζει έναν σημαντικό ρόλο για το πνευμονογαστρικό νεύρο στη διαμεσολάβηση σημάτων μεταξύ του εγκεφάλου και της μικροχλωρίδας του εντέρου. Το πνευμονογαστρικό νεύρο συνδέει τη μικροχλωρίδα του εντέρου με το ήπαρ και επικοινωνεί με τον υποθάλαμο για να ελέγξει τη συμπεριφορά σίτισης, την όρεξη και το μεταβολισμό. Ωστόσο, αυτές οι νευρο-χυμικές και νευροδιαβιβαστικές επιδράσεις έχουν αποδειχθεί κυρίως σε ζωικά μοντέλα και η παρέκταση στους ανθρώπους θα πρέπει να γίνεται με προσοχή.

Κληρονομικότητα μικροβιώματος του εντέρου

Το μικροβίωμα του εντέρου θα μπορούσε να συμβάλει στην κληρονομικότητα του ΔΜΣ μόνο εάν είναι εγγενώς κληρονομήσιμο. Η καισαρική τομή (γ) εξαλείφει την επαφή του νεογνού με τα μητρικά μικρόβια κατά τον τοκετό. Επομένως, η μικροχλωρίδα του νεογέννητου εντέρου προέρχεται από την περιβαλλοντική βιωσιμότητα. Κατά τον κολπικό τοκετό αλλά και μέσω του θηλασμού μέσω της εντερομαστικής οδού, τα νεογνά εκτίθενται στο μητρικό μικροβίωμα. Μια συστηματική ανασκόπηση διαπίστωσε ότι ο κολπικός τοκετός είχε ως αποτέλεσμα καλύτερα πρότυπα αποικισμού και συνολική ποικιλομορφία της μικροχλωρίδας του εντέρου για τα παιδιά σε σύγκριση με την καισαρική τομή.

Ο κολπικός τοκετός και ο θηλασμός επιτρέπουν επίσης τη μετάδοση της μητρικής μικροχλωρίδας του εντέρου στους απογόνους, υποστηρίζοντας την κληρονομικότητα της μικροχλωρίδας του εντέρου. Τα μικρόβια που προέρχονται από τη μητέρα αποικίζουν το έντερο του βρέφους με τον κολπικό τοκετό ή τον θηλασμό, ενώ τα μη μητρικά μικρόβια είναι τυπικά παροδικά. Η επιμονή των μητρικών μικροβίων υποδηλώνει συμβατότητα μεταξύ βρεφικών και μητρικών μικροβίων του εντέρου, τα οποία μπορεί να προέρχονται από γενετική διαμεσολάβηση. Αν και δεν είναι αυστηρά βιολογικά κληρονομικός μηχανισμός με τον ίδιο τρόπο όπως η γενετική μετάδοση, η ερευνητική εργασία σημειώνει ότι τα κοινά διατροφικά περιβάλλοντα και οι διατροφικές συνήθειες μέσα στις οικογένειες (περιβαλλοντική επιρροή) μπορεί να συμβάλλουν σε ομοιότητες στη μικροχλωρίδα του εντέρου μεταξύ των μελών της οικογένειας διαμορφώνοντας τη μικροβιακή σύνθεση μέσω κοινών διατροφικών παρεμβάσεων. Η ανασκόπηση κάνει διάκριση μεταξύ αυτών των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και της πραγματικής βιολογικής κληρονομικότητας, τονίζοντας ότι και οι δύο συμβάλλουν σε οικογενειακά πρότυπα στη μικροχλωρίδα του εντέρου και στο ΔΜΣ.

Τελικές παρατηρήσεις

Συνολικά, ο ΔΜΣ είναι ιδιαίτερα κληρονομήσιμος, αλλά το GWASS έχει εντοπίσει μόνο ένα μικρό μέρος αυτής της κληρονομικότητας. Δεδομένου ότι η κληρονομικότητα περιλαμβάνει ένα κληρονομικό βιολογικό χαρακτηριστικό, η αναζήτηση του ανθρώπινου γονιδιώματος είναι απαραίτητη για να αποκαλυφθεί μέρος της κληρονομικότητας που λείπει. Το μικροβίωμα του εντέρου πιθανότατα συμβάλλει στην κληρονομικότητα του ΔΜΣ μέσω της επίδρασής του στον μεταβολικό έλεγχο και στον έλεγχο της όρεξης και στη μεταδοτικότητα του μικροβιώματος του εντέρου σε γενιές μητέρας-απογόνου. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το αρχικό έγγραφο αναγνωρίζει ότι πολλά από τα τρέχοντα στοιχεία για τις επιδράσεις της μικροχλωρίδας του εντέρου στον έλεγχο της όρεξης προέρχονται κυρίως από μελέτες τρωκτικών και η υπόθεση βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε δεδομένα παρατήρησης από ανθρώπινες μελέτες, οι οποίες επί του παρόντος στερούνται ολοκληρωμένης επικύρωσης από μεγάλες δοκιμές ανθρώπινης παρέμβασης. Αυτό υπογραμμίζει την ανάγκη για περαιτέρω ανθρωποκεντρικές μελέτες και προσοχή στην προέκταση των αποτελεσμάτων. Η ανασκόπηση υποστηρίζει επίσης μια ευρύτερη προσέγγιση της δημόσιας υγείας που προωθεί την καλύτερη κατανόηση και μειώνει το στίγμα. Συνιστά σε όλα τα άτομα, όχι μόνο στις γυναίκες αναπαραγωγικής ηλικίας, να προσπαθούν να βελτιστοποιήσουν το μικροβίωμα του εντέρου τους μέσω μιας ποικίλης, φυτικής διατροφής πλούσιας σε φυτικές ίνες.

Δεδομένης της κληρονομικότητας του μικροβιώματος του εντέρου, τουλάχιστον στο πλαίσιο του κολπικού τοκετού ή/και του θηλασμού, οι γυναίκες αναπαραγωγικής ηλικίας θα πρέπει να βελτιστοποιούν το μικροβίωμα του εντέρου τους κατά την προγεννητική, προγεννητική και μεταγεννητική περίοδο, ίσως μέσω δίαιτας πλούσιες σε ποικίλες μη ζυμωμένες φυτικές τροφές και συγκεκριμένες τροφές που έχουν υποστεί ζύμωση. Η βελτιωμένη κατανόηση του κοινού για την παθογένεια της παχυσαρκίας και του ΔΜΣ κληρονομείται σε μεγάλο βαθμό μέσω της γενετικής και το μικροβίωμα του εντέρου μπορεί να προωθήσει μια πολιτισμική αλλαγή στην κοινωνική στάση απέναντι στα παχύσαρκα άτομα.

Πηγές: