Suolistobakteerit ja geenit muodostavat yhdessä liikalihavuusriskiä, ​​tarkastelu paljastaa piilotettuja linkkejä

Suolistobakteerit ja geenit muodostavat yhdessä liikalihavuusriskiä, ​​tarkastelu paljastaa piilotettuja linkkejä

Uusi tieteellinen katsaus osoittaa, kuinka suoliston mikrobit voivat siirtyä äidiltä lapselle.

Suoliston mikrobiotan vaikutus BMI:hen hypotalamuksen ruokahalun ja aineenvaihdunnan hallinnan kautta ja mekanismeja, jotka ovat taustalla suoliston mikrobiotan sukupolvien välisten vaikutusten BMI:n periytyvyyteen.

Äskettäin lehdessä julkaistussa tutkimuksessaRavinteetSaksan ja Iso-Britannian tutkijat tutkivat painoindeksin (BMI) periytyvyyttä.

Liikalihavuus on vakava kansanterveyskriisi ja ei-tarttuva maailmanlaajuinen pandemia. Liikalihavuus on yli 890 miljoonaa maailmanlaajuisesti, ja ylipainoinen vaikuttaa 2,5 miljardiin aikuiseen. Lisäksi liikalihavuuteen liittyy yli 50 sairautta, kuten verenpainetauti, tyypin 2 diabetes, obstruktiivinen uniapnea, rasvamaksa, dyslipidemia ja munasarjojen monirakkulatauti.

Lihavuuden patogeneesi on monimutkainen ja huonosti määritelty, ja siihen liittyy adesogeenisen ympäristön ja geneettisen arkkitehtuurin välinen vuorovaikutus. Yleinen ymmärrys liikalihavuuden kehittymisestä on verhottu myytteihin ja väärinkäsityksiin. Tässä tutkimuksessa selitettiin, että liikalihavuudella on merkittävä geneettinen komponentti, ja korostettiin BMI:n periytyvyyttä. Katsauksessa kannatetaan myös suurempaa julkista koulutusta ja myötätuntoa lihavuuden leimautumisen vähentämiseksi ja monitekijäisten biologisten ja ympäristötekijöiden tunnustamiseksi.

BMI:n periytyvyys

Kaksoistutkimukset tarjoavat parhaita todisteita BMI:n periytyvyydestä. Kiinalaisessa tutkimuksessa 1 421 kaksosparilla arvioitiin BMI:n periytyvyys 72 % ja havaittiin, että kardiometabolisten piirteiden ja BMI:n periytyvyys väheni iän myötä ja ympäristötekijöillä oli suurempi merkitys kuin genetiikalla vanhemmilla yksilöillä. Israelissa tehdyssä tutkimuksessa keskimääräinen vanhempien ja jälkeläisten BMI:n perinnöllisyys oli 39 %.

Nämä tutkimukset osoittavat, että BMI:llä ja implisiittisesti liikalihavuudella on korkea periytyvyys, ja yleisen periytyvyyden arvioidaan olevan 40–50 %. Siitä huolimatta BMI-alaryhmäkohtaisesti havaittiin eroja BMI:n perinnöllisyydessä. BMI:n periytyvyys on noin 30 % normaalipainoisilla ja 60-80 % liikalihavilla ihmisillä. Lihavuuden genominlaajuiset assosiaatiotutkimukset (GWAS) ovat paljastaneet yli 1000 muunnelmaa, jotka vaikuttavat BMI:hen, ja useimmat alleelit vaikuttavat vain muutaman gramman painoon.

Lihavuuden muotoisilla alleeleilla on suurempi vaikutus ihmisillä, jotka ovat alttiita lihavuudelle tai painonnousulle, mutta niillä on vähäinen vaikutus normaalipainoisiin ihmisiin. Siten BMI:ään vaikuttavien alleelien penetranssi vaihtelee BMI:n mukaan. On huomattava, että useimmista GWAS-tunnistetuista BMI:hen vaikuttavista lokuksista puuttuu kausaalista ymmärrystä. Vaikka tuhansia geneettisiä muunnelmia yhdistettäisiin, polygeeniset riskipisteet selittävät vain noin 8 % BMI-vaihteluista, mikä osoittaa, että suurin osa säilyy periytyvänä ("puuttuva periytyvyys"). Ruumiin massaan vaikuttavat geenivariantit ilmentyvät kuitenkin ensisijaisesti keskushermostossa, erityisesti hypotalamuksen ruokahalun ja aineenvaihdunnan hallinnassa. Katsauksessa korostetaan, että geenien ja ympäristön vuorovaikutus voi lisätä geneettistä riskiä ja että näiden tekijöiden monimutkaisuus vaikeuttaa puuttuvan periytyvyyden lähteiden tunnistamista.

Suoliston mikrobiomi ja keskusaineenvaihdunta ja ruokahalun hallinta

Suoliston mikrobiota ja sen aineenvaihdunnan sivutuotteet kommunikoivat aivojen kanssa suorien ja epäsuorien mekanismien kautta. Suoliston mikrobiomi muokkaa painonnousutaipumusta ja BMI:tä keskeisen aineenvaihdunnan ja ruokahalun hallinnan kautta. Suoliston mikrobiomikoostumus korreloi kehon painon kanssa, ylipainoisilla ja laihoilla yksilöillä on eri koostumukset. Ruokavalio ja elämäntavat vaikuttavat myös suoliston mikrobiomin koostumukseen.

Suoliston mikrobiomi vaikuttaa hypotalamuksen aineenvaihdunnan ja ruokahalun säätelyyn vaikuttamalla suoliston seinämän enteroendokriinisolujen hormonaalisten signaalien modulaatioon. Jotkut näistä vaikutuksista johtuvat suoliston mikrobiotan metabolisista sivutuotteista, kuten lyhytketjuisista rasvahapoista (SCFA). Eräässä tutkimuksessa havaittiin, että SCFA:t stimuloivat G-proteiiniin kytkettyä reseptoria 41 (GPR41), mikä lisäsi YY-peptidin (PYY), inkretiinin kaltaisen ruokahalua vähentävän hormonin, eritystä.

SCFA:t stimuloivat myös GPR43:a täydentämään vaikutuksia GPR41:een, mikä johtaa glukagonin kaltaisen peptidin 1 (GLP-1) erittymiseen, mikä indusoi kylläisyyttä ja tukee ruokahalun hallintaa. SCFA:t voivat merkittävästi vaikuttaa hypotalamuksen aineenvaihdunnan ja ruokahalun säätelyyn suorien keskus- ja epäsuorien vaikutusten kautta ja edustaa biologista panosta BMI:hen, vaikka kaikkien SCFA:iden tarkat vaikutukset ja hyödyt ja niiden vuorovaikutus ovat edelleen aktiivisen tutkimuksen alueita. Katsauksessa todetaan, että vaikka eläintutkimukset tarjoavat tärkeitä oivalluksia, suoria syy-seurauksia näille mikrobiomi-aivo-BMI-yhteyksille ihmisillä on edelleen syntymässä, ja tulokset voivat vaihdella erityyppisten kuitujen ja aineenvaihdunnan tulosten mukaan.

Suoliston mikrobiota voi myös vaikuttaa välittäjäaineisiin ja hermoreseptoreihin aivoissa. Jyrsijätutkimuksessa havaittiin, että Lactobacillus rhamnosuksen krooninen kulutus aiheutti muutoksia gammaaminovoihappo (GABA) -reseptorien ilmentymiseen, mikä puolestaan ​​liittyi ahdistuneisuuden vähenemiseen ja masennusta muistuttavaan käyttäytymiseen.

Lisäksi tällaisten vaikutusten puuttuminen vagotomisoiduissa hiirissä tukee vagushermon tärkeää roolia signaalien välittämisessä aivojen ja suoliston mikrobiotan välillä. Vagushermo yhdistää suoliston mikrobiston maksaan ja kommunikoi hypotalamuksen kanssa ruokintakäyttäytymisen, ruokahalun ja aineenvaihdunnan hallitsemiseksi. Nämä neurohumoraaliset ja välittäjäainevaikutukset on kuitenkin osoitettu pääasiassa eläinmalleilla, ja ekstrapolointi ihmisiin tulee tehdä varoen.

Suoliston mikrobiomin periytyvyys

Suoliston mikrobiomi voisi edistää BMI:n periytyvyyttä vain, jos se on luonnostaan ​​periytyvää. Keisarileikkaus (c) leikkaus eliminoi vastasyntyneen kontaktin äidin mikrobien kanssa synnytyksen aikana; Siksi vastasyntyneen suoliston mikrobiota on johdettu ympäristön kestävyydestä. Emättimen kautta tapahtuvan synnytyksen ja myös imetyksen aikana vastasyntyneet altistuvat äidin mikrobiomille. Systemaattisessa katsauksessa havaittiin, että emättimen kautta tapahtuva synnytys johti parempiin kolonisaatiomalleihin ja suoliston mikrobiotan yleiseen monimuotoisuuteen verrattuna keisarinleikkaukseen.

Emättimen synnytys ja imetys mahdollistavat myös äidin suoliston mikrobiston siirtymisen jälkeläisille, mikä tukee suoliston mikrobiotan periytyvyyttä. Äidistä peräisin olevat mikrobit kolonisoivat vauvan suolistossa emättimen synnytyksen tai imetyksen yhteydessä, kun taas ei-äidin mikrobit ovat tyypillisesti ohimeneviä. Äidin mikrobien pysyvyys viittaa vauvojen ja äidin suoliston mikrobien yhteensopivuuteen, mikä saattaa olla geneettisesti välitettyä. Vaikka se ei ole tiukasti biologisesti perinnöllinen mekanismi samalla tavalla kuin geneettinen siirtyminen, tutkimuspaperissa todetaan, että yhteiset ruokaympäristöt ja ruokailutottumukset perheiden sisällä (ympäristövaikutus) voivat myötävaikuttaa suoliston mikrobiotan yhtäläisyyksiin perheenjäsenten välillä muokkaamalla mikrobikoostumusta yhteisten ravitsemustoimenpiteiden avulla. Katsauksessa erotetaan nämä ympäristövaikutukset ja todellinen biologinen perinnöllisyys korostaen, että molemmat vaikuttavat suoliston mikrobiotan ja BMI:n perhemalleihin.

Loppuhuomautukset

Kaiken kaikkiaan BMI on erittäin perinnöllinen, mutta GWASS on tunnistanut vain pienen osan tästä periytyvyydestä. Koska periytyvyyteen liittyy perinnöllinen biologinen piirre, ihmisen genomin tutkiminen on välttämätöntä osan puuttuvan periytyvyyden paljastamiseksi. Suoliston mikrobiomi vaikuttaa todennäköisesti BMI:n periytyvyyteen vaikuttamalla aineenvaihdunnan ja ruokahalun hallintaan ja suoliston mikrobiomin siirtymiseen äiti-jälkeläisten sukupolvien välillä. On kuitenkin tärkeää huomata, että alkuperäisessä asiakirjassa tunnustetaan, että suuri osa nykyisestä todisteesta suoliston mikrobiotan vaikutuksista ruokahalun hallintaan on peräisin pääasiassa jyrsijätutkimuksista, ja hypoteesi perustuu suurelta osin ihmistutkimusten havainnointitietoihin, joista ei tällä hetkellä ole kattavaa validointia suurista ihmisinterventiokokeista. Tämä korostaa ihmisiin perustuvien lisätutkimusten tarvetta ja varovaisuutta tulosten ekstrapoloinnissa. Katsauksessa kannatetaan myös laajempaa kansanterveyslähestymistapaa, joka edistää parempaa ymmärrystä ja vähentää leimautumista. Se suosittelee, että kaikki yksilöt, eivät vain lisääntymisiässä olevat naiset, pyrkivät optimoimaan suoliston mikrobiomiaan monipuolisen, kasvipohjaisen, kuitupitoisen ruokavalion avulla.

Kun otetaan huomioon suoliston mikrobiomien periytyvyys, ainakin emättimen synnytyksen ja/tai imetyksen yhteydessä, lisääntymisiässä olevien naisten tulisi optimoida suoliston mikrobiominsa synnytystä edeltävänä, synnytystä edeltävänä ja synnytyksen jälkeisenä aikana, ehkä ruokavalion avulla, joka sisältää runsaasti erilaisia ​​fermentoimattomia kasviruokia ja tiettyjä fermentoituja ruokia, joita on ehdotettu. Yleisön parantunut ymmärrys liikalihavuuden ja BMI:n patogeneesistä periytyy suurelta osin genetiikan kautta, ja suoliston mikrobiomi voi edistää kulttuurista muutosta yhteiskunnan asenteissa lihavia ihmisiä kohtaan.

Lähteet: