Crijevne bakterije i geni zajedno oblikuju rizik od pretilosti, pregled otkriva skrivene poveznice

Crijevne bakterije i geni zajedno oblikuju rizik od pretilosti, pregled otkriva skrivene poveznice

Novi znanstveni pregled pokazuje kako se crijevni mikrobi mogu prenijeti s majke na dijete.

Utjecaj crijevne mikrobiote na BMI putem hipotalamičke kontrole apetita i metabolizma i mehanizama koji leže u osnovi transgeneracijskih učinaka crijevne mikrobiote na nasljednost BMI.

U studiji nedavno objavljenoj u časopisuHranjive tvariIstraživači u Njemačkoj i Velikoj Britaniji ispitivali su nasljednost indeksa tjelesne mase (BMI).

Pretilost je velika javnozdravstvena kriza i nezarazna globalna pandemija. Prevalencija pretilosti premašuje 890 milijuna diljem svijeta, a prekomjerna tjelesna težina pogađa 2,5 milijarde odraslih osoba. Uz to, postoji više od 50 stanja povezanih s pretilošću, poput hipertenzije, dijabetesa tipa 2, opstruktivne apneje u snu, bolesti masne jetre, dislipidemije i sindroma policističnih jajnika.

Patogeneza pretilosti je složena i slabo definirana, a uključuje međuigru između adesogenog okruženja i genetske arhitekture. Javno razumijevanje razvoja pretilosti obavijeno je mitovima i zabludama. Ova studija objasnila je da pretilost ima značajnu genetsku komponentu i naglasila nasljednost BMI-a. Pregled također zagovara veću javnu edukaciju i suosjećanje kako bi se smanjila stigma o pretilosti i prepoznali multifaktorski biološki i ekološki pokretači.

BMI nasljednost

Studije blizanaca pružaju neke od najboljih dokaza o nasljednosti BMI. Kineska studija na 1421 paru blizanaca procijenila je nasljednost BMI-a od 72% i otkrila da se nasljednost kardiometaboličkih osobina i BMI-a smanjuje s godinama, a okolišni čimbenici imaju veću ulogu od genetike kod starijih osoba. U jednoj izraelskoj studiji, nasljednost između srednje vrijednosti BMI roditelja i potomaka bila je 39%.

Ove studije pokazuju da BMI, a implicitno pretilost, imaju visoku nasljednost, s ukupnom nasljednošću procijenjenom na 40% do 50%. Ipak, uočene su razlike u nasljednosti BMI po podskupinama BMI. Nasljednost BMI je oko 30% za osobe normalne težine i 60% do 80% za osobe s pretilošću. Studije povezivanja genoma (GWAS) za pretilost otkrile su više od 1000 varijanti koje utječu na BMI, pri čemu većina alela pridonosi samo nekoliko grama tjelesnoj težini.

Aleli u obliku pretilosti imaju veći učinak kod osoba sklonih pretilosti ili debljanju, ali imaju minimalan učinak kod osoba normalne težine. Dakle, penetracija alela koji utječu na BMI varira ovisno o BMI. Značajno je da postoji nedostatak uzročnog razumijevanja za većinu lokusa koji utječu na BMI identificirane pomoću GWAS-a. Čak i kada se kombiniraju tisuće genetskih varijanti, rezultati poligenskog rizika objašnjavaju samo oko 8% varijacije BMI, što ukazuje da većina ostaje nasljedna ("nedostaje nasljednost"). Međutim, varijante gena koje utječu na tjelesnu masu izražene su primarno u središnjem živčanom sustavu, osobito u hipotalamičkim centrima za kontrolu apetita i metabolizma. Pregled naglašava da interakcije gena i okoline mogu pojačati genetski rizik i da složenost ovih čimbenika pridonosi izazovima u identificiranju izvora nedostajuće nasljednosti.

Probavni mikrobiom i središnji metabolizam i kontrola apetita

Crijevna mikrobiota i njezini metabolički nusproizvodi komuniciraju s mozgom putem izravnih i neizravnih mehanizama. Probavni mikrobiom oblikuje tendenciju debljanja i BMI putem središnje metaboličke kontrole i kontrole apetita. Sastav crijevnog mikrobioma korelira s tjelesnom težinom, pri čemu pretile i mršave osobe imaju drugačiji sastav. Čimbenici prehrane i načina života također utječu na sastav crijevnog mikrobioma.

Mikrobiom crijeva utječe na hipotalamičku kontrolu metabolizma i apetita kroz učinke na modulaciju hormonalnih signala iz enteroendokrinih stanica u stijenci crijeva. Neki od tih učinaka proizlaze iz metaboličkih nusproizvoda crijevne mikrobiote kao što su kratkolančane masne kiseline (SCFA). Jedna je studija otkrila da SCFA stimuliraju receptor 41 povezan s G proteinom (GPR41), koji povećava izlučivanje peptida YY (PYY), hormona koji suzbija apetit sličan inkretinu.

SCFA također stimuliraju GPR43 kako bi nadopunili učinke na GPR41, što dovodi do lučenja peptida 1 sličnog glukagonu (GLP-1), koji izaziva sitost i podržava kontrolu apetita. SCFA mogu značajno utjecati na hipotalamičku kontrolu metabolizma i apetita putem izravnih središnjih i neizravnih učinaka i predstavljaju biološki doprinos BMI, iako su precizni učinci i dobrobiti svih SCFA i njihova interakcija još uvijek područja aktivnog istraživanja. Pregled napominje da, iako studije na životinjama daju važne uvide, izravni uzročni dokazi za ove veze mikrobioma, mozga i BMI kod ljudi još uvijek se pojavljuju, a rezultati mogu varirati između različitih vrsta vlakana i metaboličkih ishoda.

Crijevna mikrobiota također može utjecati na neurotransmitere i receptivnost neuroreceptora u mozgu. Studija na glodavcima otkrila je da kronična konzumacija Lactobacillus rhamnosus uzrokuje promjene u ekspresiji receptora gama-aminomaslačne kiseline (GABA), što je zauzvrat povezano sa smanjenom anksioznošću i depresivnim ponašanjem.

Nadalje, odsutnost takvih učinaka u vagotomiziranih miševa podupire važnu ulogu živca vagusa u posredovanju signala između mozga i crijevne mikrobiote. Živac vagus povezuje crijevnu mikrobiotu s jetrom i komunicira s hipotalamusom radi kontrole ponašanja pri hranjenju, apetita i metabolizma. Međutim, ovi neurohumoralni i neurotransmiterski učinci prikazani su uglavnom na životinjskim modelima i ekstrapolaciju na ljude treba provoditi oprezno.

Nasljednost crijevnog mikrobioma

Probavni mikrobiom mogao bi pridonijeti nasljednosti BMI-a samo ako je inherentno nasljedan. Carski rez (c) rez eliminira neonatalni kontakt s majčinim mikrobima tijekom poroda; Stoga je mikrobiota crijeva novorođenčeta izvedena iz održivosti okoliša. Tijekom vaginalnog porođaja i dojenja entero-mamarnim putem, novorođenčad je izložena majčinom mikrobiomu. Sustavnim pregledom utvrđeno je da je vaginalni porod rezultirao boljim obrascima kolonizacije i ukupnom raznolikošću crijevne mikrobiote za djecu u usporedbi s carskim rezom.

Vaginalni porođaj i dojenje također omogućuju prijenos majčine crijevne mikrobiote na potomstvo, podupirući nasljednost crijevne mikrobiote. Mikrobi porijeklom od majke koloniziraju crijeva dojenčeta vaginalnim porođajem ili dojenjem, dok su mikrobi koji ne potiču od majke obično prolazni. Postojanost majčinih mikroba ukazuje na kompatibilnost između crijevnih mikroba djeteta i majke, što može biti genetski posredovano. Iako to nije striktno biološki nasljedni mehanizam na isti način kao genetski prijenos, istraživački rad napominje da zajednička prehrambena okruženja i prehrambene navike unutar obitelji (utjecaj okoliša) mogu doprinijeti sličnostima u crijevnoj mikrobioti među članovima obitelji oblikovanjem mikrobnog sastava kroz uobičajene prehrambene intervencije. Pregled pravi razliku između ovih učinaka na okoliš i stvarne biološke nasljednosti, naglašavajući da oboje doprinose obiteljskim obrascima u crijevnoj mikrobioti i BMI.

Završne riječi

Sve u svemu, BMI je vrlo nasljedan, ali GWASS je identificirao samo mali dio te nasljednosti. S obzirom na to da nasljednost uključuje nasljednu biološku osobinu, pretraživanje ljudskog genoma je neophodno kako bi se otkrile neke nedostajuće nasljednosti. Probavni mikrobiom vjerojatno pridonosi nasljednosti BMI-a svojim utjecajem na metaboličku kontrolu i kontrolu apetita te prenosivost crijevnog mikrobioma među generacijama majke i potomstva. Međutim, važno je napomenuti da izvorni rad priznaje da veliki dio trenutnih dokaza o učincima crijevne mikrobiote na kontrolu apetita dolazi primarno iz studija na glodavcima, a hipoteza se uglavnom temelji na podacima iz promatranja iz studija na ljudima, kojima trenutno nedostaje sveobuhvatna validacija iz velikih ljudskih intervencijskih ispitivanja. Ovo naglašava potrebu za daljnjim studijama na ljudima i oprez u ekstrapolaciji rezultata. Pregled također zagovara širi javnozdravstveni pristup koji promiče bolje razumijevanje i smanjuje stigmu. Preporuča se da svi pojedinci, a ne samo žene reproduktivne dobi, nastoje optimizirati svoj crijevni mikrobiom raznolikom biljnom prehranom bogatom vlaknima.

S obzirom na nasljednost crijevnog mikrobioma, barem u kontekstu vaginalnog porođaja i/ili dojenja, žene u reproduktivnoj dobi trebale bi optimizirati svoj crijevni mikrobiom tijekom prenatalnog, prenatalnog i postnatalnog razdoblja, možda kroz prehranu bogatu raznolikom nefermentiranom biljnom hranom i specifičnom fermentiranom hranom koja je predložena. Poboljšano javno razumijevanje patogeneze pretilosti i BMI-a uvelike se nasljeđuje kroz genetiku, a mikrobiom crijeva može promicati kulturološki pomak u društvenim stavovima prema pretilim ljudima.

Izvori: