Soolestiku bakterid ja geenid töötavad koos, et kujundada rasvumise riski, ülevaade paljastab peidetud seosed

Soolestiku bakterid ja geenid töötavad koos, et kujundada rasvumise riski, ülevaade paljastab peidetud seosed

Uus teaduslik ülevaade näitab, kuidas soolestiku mikroobid võivad emalt lapsele edasi kanduda.

Soolestiku mikrobiota mõju BMI-le söögiisu ja ainevahetuse hüpotalamuse kontrolli kaudu ning mehhanismid, mis on aluseks soolestiku mikrobiota põlvkondadevahelisele mõjule KMI pärilikkusele.

Hiljuti ajakirjas avaldatud uuringusToitainedSaksamaa ja Suurbritannia teadlased uurisid kehamassiindeksi (KMI) pärilikkust.

Rasvumine on suur rahvatervise kriis ja mittenakkuslik ülemaailmne pandeemia. Ülekaalulisuse levimus ületab 890 miljonit kogu maailmas, kusjuures ülekaalulisus mõjutab 2,5 miljardit täiskasvanut. Lisaks on rasvumisega seotud rohkem kui 50 haigusseisundit, nagu hüpertensioon, 2. tüüpi diabeet, obstruktiivne uneapnoe, rasvmaksahaigus, düslipideemia ja polütsüstiliste munasarjade sündroom.

Rasvumise patogenees on keeruline ja halvasti määratletud, hõlmates adesogeense keskkonna ja geneetilise arhitektuuri koosmõju. Avalikkuse arusaam rasvumise kujunemisest on ümbritsetud müütide ja väärarusaamadega. Käesolevas uuringus selgitati, et rasvumisel on oluline geneetiline komponent ja rõhutati KMI pärilikkust. Ülevaade toetab ka avalikkuse suuremat harimist ja kaastunnet, et vähendada rasvumise häbimärgistamist ja tunnustada multifaktoriaalseid bioloogilisi ja keskkonnamõjureid.

KMI pärilikkus

Kaksikuuringud annavad parimaid tõendeid KMI pärilikkuse kohta. Hiina uuring, milles osales 1421 paari kaksikuid, hindas KMI pärilikkuseks 72% ja leidis, et kardiometaboolsete tunnuste ja KMI pärilikkus vähenes koos vanusega ning keskkonnategurid mängisid vanemate inimeste puhul suuremat rolli kui geneetika. Iisraeli uuringus oli vanemate ja järglaste keskmise KMI vaheline pärilikkus 39%.

Need uuringud näitavad, et KMI-l ja kaudselt rasvumisel on kõrge pärilikkus, kusjuures üldine pärilikkus on hinnanguliselt 40–50%. Sellegipoolest täheldati KMI alarühmade lõikes erinevusi KMI pärilikkuses. KMI pärilikkus on normaalkaaluga inimestel umbes 30% ja rasvunud inimestel 60–80%. Ülekaalulisuse genoomi hõlmavad assotsiatsiooniuuringud (GWAS) on avastanud üle 1000 variandi, mis mõjutavad KMI-d, kusjuures enamik alleele annab kehakaalule vaid mõne grammi.

Rasvumise kujulised alleelid avaldavad suuremat mõju rasvumisele või kaalutõusule kalduvatele inimestele, kuid normaalse kehakaaluga inimestele on nende mõju minimaalne. Seega varieerub KMI-d mõjutavate alleelide läbitungimine sõltuvalt KMI-st. Eelkõige puudub enamiku GWAS-i tuvastatud BMI-d mõjutavate lookuste puhul põhjuslikest seostest arusaamine. Isegi tuhandete geneetiliste variantide kombineerimisel selgitavad polügeensed riskiskoorid vaid umbes 8% KMI variatsioonist, mis näitab, et enamik jääb pärilikuks ("puuduv pärilikkus"). Kuid kehamassi mõjutavad geenivariandid avalduvad peamiselt kesknärvisüsteemis, eriti hüpotalamuse söögiisu ja metaboolse kontrolli keskustes. Ülevaates rõhutatakse, et geenide ja keskkonna koostoimed võivad võimendada geneetilist riski ja et nende tegurite keerukus aitab kaasa puuduva pärilikkuse allikate tuvastamise probleemidele.

Soolestiku mikrobioom ja keskne ainevahetus ning söögiisu kontroll

Soolestiku mikrobiota ja selle metaboolsed kõrvalsaadused suhtlevad ajuga otseste ja kaudsete mehhanismide kaudu. Soolestiku mikrobioom kujundab tsentraalse metaboolse ja söögiisu kontrolli kaudu kaalutõusu ja KMI-d. Soolestiku mikrobioomi koostis korreleerub kehakaaluga, ülekaalulistel ja kõhnadel inimestel on erinev koostis. Toitumine ja elustiili tegurid mõjutavad ka soolestiku mikrobiomi koostist.

Soolestiku mikrobioom mõjutab hüpotalamuse ainevahetust ja söögiisu, mõjutades sooleseina enteroendokriinrakkude hormonaalsete signaalide moduleerimist. Mõned neist mõjudest tulenevad soolestiku mikrobiota metaboolsetest kõrvalsaadustest, nagu lühikese ahelaga rasvhapped (SCFA). Ühes uuringus leiti, et SCFA-d stimuleerisid G-valguga seotud retseptorit 41 (GPR41), mis suurendas peptiidi YY (PYY), inkretiinilaadse söögiisu vähendava hormooni, sekretsiooni.

SCFA-d stimuleerivad ka GPR43, et täiendada mõju GPR41-le, põhjustades glükagoonilaadse peptiidi 1 (GLP-1) sekretsiooni, mis kutsub esile küllastustunde ja toetab söögiisu kontrolli. SCFA-d võivad märkimisväärselt mõjutada hüpotalamuse metabolismi ja söögiisu kontrolli otseste kesksete ja kaudsete mõjude kaudu ning kujutada endast bioloogilist panust BMI-sse, kuigi kõigi SCFA-de täpsed mõjud ja eelised ning nende koostoime on endiselt aktiivse uurimise valdkonnad. Ülevaates märgitakse, et kuigi loomkatsed annavad olulisi teadmisi, ilmnevad endiselt otsesed põhjuslikud tõendid nende mikrobioomi-aju-KMI seoste kohta inimestel ning tulemused võivad eri tüüpi kiudainete ja metaboolsete tulemuste vahel erineda.

Soolestiku mikrobiota võib mõjutada ka neurotransmitterite ja neuroretseptorite vastuvõtlikkust ajus. Näriliste uuring näitas, et Lactobacillus rhamnosuse krooniline tarbimine põhjustas muutusi gamma-aminovõihappe (GABA) retseptorite ekspressioonis, mis omakorda oli seotud ärevuse vähenemise ja depressiivse käitumisega.

Lisaks toetab selliste mõjude puudumine vagotomiseeritud hiirtel vagusnärvi olulist rolli aju ja soolestiku mikrobiota vaheliste signaalide vahendamisel. Vagusnärv ühendab soolestiku mikrobiota maksaga ja suhtleb hüpotalamusega, et kontrollida toitumiskäitumist, söögiisu ja ainevahetust. Neid neuro-humoraalseid ja neurotransmitterite toimeid on siiski demonstreeritud peamiselt loommudelites ja inimestele tuleks ekstrapoleerida ettevaatlikult.

Soolestiku mikrobioomi pärilikkus

Soolestiku mikrobioom võib BMI pärilikkusele kaasa aidata ainult siis, kui see on oma olemuselt pärilik. Keisrilõige (c) sektsioon välistab vastsündinu kontakti ema mikroobidega sünnituse ajal; Seetõttu on vastsündinu soolestiku mikrobiota tuletatud keskkonnasäästlikkusest. Vaginaalse sünnituse ajal ja ka rinnaga toitmise ajal entero-mammaarsel teel puutuvad vastsündinu kokku ema mikrobioomiga. Süstemaatilises ülevaates leiti, et vaginaalne sünnitus andis lastele paremad kolonisatsioonimustrid ja soolestiku mikrobiota üldise mitmekesisuse võrreldes keisrilõikega.

Vaginaalne sünnitus ja rinnaga toitmine võimaldavad ka ema soolestiku mikrobiota edasikandumist järglastele, toetades soolestiku mikrobiota pärilikkust. Emalt pärinevad mikroobid koloniseerivad imikute soolestikku vaginaalse sünnituse või rinnaga toitmise ajal, samas kui mitte-ema mikroobid on tavaliselt mööduvad. Ema mikroobide püsimine viitab imiku ja ema soolestiku mikroobide ühilduvusele, mis võib olla geneetiliselt vahendatud. Kuigi see ei ole rangelt bioloogiliselt pärilik mehhanism nagu geneetiline ülekanne, märgitakse uurimistöös, et ühine toidukeskkond ja toitumisharjumused peredes (keskkonnamõju) võivad aidata kaasa pereliikmete soolestiku mikrobiota sarnasusele, kujundades tavaliste toitumissekkumiste kaudu mikroobide koostist. Ülevaates tehakse vahet nende keskkonnamõjude ja tõelise bioloogilise pärilikkuse vahel, rõhutades, et mõlemad aitavad kaasa soolestiku mikrobiota ja BMI perekondlikele mustritele.

Lõppsõna

Üldiselt on KMI väga pärilik, kuid GWASS on tuvastanud vaid väikese osa sellest pärilikkusest. Arvestades, et pärilikkus hõlmab pärilikku bioloogilist tunnust, on puuduva pärilikkuse avastamiseks vajalik inimese genoomi otsimine. Soolestiku mikrobioom aitab tõenäoliselt kaasa KMI pärilikkusele, avaldades mõju metaboolsele ja söögiisu kontrollile ning soolestiku mikrobioomi edasikanduvusele emade ja järglaste põlvkondade vahel. Siiski on oluline märkida, et algses dokumendis tunnistatakse, et suur osa praegustest tõenditest soolestiku mikrobiota mõju kohta söögiisu kontrollile pärineb peamiselt näriliste uuringutest ja hüpotees põhineb suures osas inimuuringutest saadud vaatlusandmetel, millel puudub praegu põhjalik kinnitus suurtest inimeste sekkumiskatsetest. See rõhutab vajadust täiendavate inimpõhiste uuringute järele ja ettevaatust tulemuste ekstrapoleerimisel. Ülevaade toetab ka laiemat rahvatervise lähenemisviisi, mis soodustab paremat mõistmist ja vähendab häbimärgistamist. See soovitab kõigil inimestel, mitte ainult reproduktiivses eas naistel, püüda optimeerida oma soolestiku mikrobioomi mitmekesise, taimse ja kiudainerikka dieedi kaudu.

Arvestades soolestiku mikrobioomi pärilikkust, vähemalt vaginaalse sünnituse ja/või rinnaga toitmise kontekstis, peaksid reproduktiivses eas naised optimeerima oma soolestiku mikrobioomi sünnieelsel, sünnieelsel ja postnataalsel perioodil, võib-olla dieedi abil, mis on rikas mitmekesiste kääritamata taimsete toiduainete ja spetsiifiliste kääritatud toiduainetega, mida on soovitatud. Üldsuse parem arusaam rasvumise ja BMI patogeneesist pärineb suuresti geneetika kaudu ning soolestiku mikrobioom võib soodustada kultuurilist nihet ühiskonna suhtumises rasvunud inimestesse.

Allikad: