A bélbaktériumok és a gének együtt alakítják az elhízás kockázatát, az áttekintés rejtett kapcsolatokat tár fel

A bélbaktériumok és a gének együtt alakítják az elhízás kockázatát, az áttekintés rejtett kapcsolatokat tár fel

Egy új tudományos áttekintés megmutatja, hogyan terjedhetnek át a bélmikrobák anyáról gyermekre.

A bélmikrobióta hatása a BMI-re az étvágy és az anyagcsere hipotalamuszos szabályozásán keresztül, valamint a bélmikrobióta transzgenerációs hatásainak hátterében a BMI öröklődésére.

A folyóiratban nemrég megjelent tanulmánybanTápanyagokNémetországban és Nagy-Britanniában a kutatók a testtömegindex (BMI) örökölhetőségét vizsgálták.

Az elhízás súlyos közegészségügyi válság és nem fertőző világjárvány. Az elhízás prevalenciája meghaladja a 890 milliót világszerte, a túlsúly pedig 2,5 milliárd felnőttet érint. Ezen túlmenően több mint 50 elhízással kapcsolatos állapot létezik, mint például a magas vérnyomás, a 2-es típusú cukorbetegség, az obstruktív alvási apnoe, a zsírmáj, a diszlipidémia és a policisztás petefészek szindróma.

Az elhízás patogenezise összetett és rosszul definiált, és magában foglalja az adezogén környezet és a genetikai architektúra közötti kölcsönhatást. Az elhízás kialakulásának köztudatát mítoszok és tévhitek övezik. A jelen tanulmány kifejtette, hogy az elhízásnak jelentős genetikai összetevője van, és hangsúlyozta a BMI örökölhetőségét. A felülvizsgálat emellett támogatja a nagyobb közoktatást és az együttérzést az elhízás megbélyegzésének csökkentése és a többtényezős biológiai és környezeti tényezők felismerése érdekében.

BMI öröklődés

Az ikervizsgálatok a legjobb bizonyítékok a BMI öröklődésére. Egy 1421 ikerpárt vizsgáló kínai tanulmány 72%-ra becsülte a BMI öröklődését, és azt találta, hogy a kardiometabolikus tulajdonságok és a BMI öröklődése az életkorral csökkent, és a környezeti tényezők nagyobb szerepet játszottak, mint a genetika az idősebb egyéneknél. Egy izraeli tanulmányban az átlagos szülői és utód BMI közötti öröklődés 39% volt.

Ezek a tanulmányok azt mutatják, hogy a BMI és az implicit elhízás nagymértékben örökölhető, és az általános örökölhetőséget 40-50%-ra becsülik. Mindazonáltal különbségeket figyeltek meg a BMI öröklődésében a BMI alcsoportonként. A BMI öröklődése körülbelül 30% a normál testsúlyú emberek és 60% és 80% között az elhízott emberek esetében. Az elhízással kapcsolatos genom-szerte társulási vizsgálatok (GWAS) több mint 1000 olyan változatot tártak fel, amelyek befolyásolják a BMI-t, és a legtöbb allél csak néhány grammal járul hozzá a testtömeghez.

Az elhízás alakú allélek nagyobb hatást fejtenek ki az elhízásra vagy súlygyarapodásra hajlamos emberekben, de minimális a normál testsúlyúakban. Így a BMI-t befolyásoló allélok penetranciája a BMI-től függően változik. Nevezetesen, hiányzik az ok-okozati összefüggések megértése a legtöbb GWAS által azonosított BMI-t befolyásoló lókusz esetében. Még akkor is, ha több ezer genetikai változatot kombinálunk, a poligén kockázati pontszámok csak a BMI-változat körülbelül 8%-át magyarázzák, ami azt jelzi, hogy a legtöbb örökölhető marad („hiányzó örökölhetőség”). A testtömeget befolyásoló génváltozatok azonban elsősorban a központi idegrendszerben expresszálódnak, különösen az étvágy és az anyagcsere szabályozásának hipotalamuszában. Az áttekintés rávilágít arra, hogy a gén-környezet kölcsönhatások felerősíthetik a genetikai kockázatot, és hogy e tényezők összetettsége hozzájárul a hiányzó öröklődés forrásainak azonosítása során felmerülő kihívásokhoz.

A bél mikrobióma és a központi anyagcsere és az étvágy szabályozása

A bél mikrobiota és metabolikus melléktermékei közvetlen és közvetett mechanizmusokon keresztül kommunikálnak az aggyal. A bél mikrobiom a központi anyagcsere- és étvágyszabályozáson keresztül alakítja a súlygyarapodásra való hajlamot és a BMI-t. A bél mikrobióma összetétele korrelál a testtömeggel, a túlsúlyos és sovány egyének eltérő összetételűek. Az étrend és az életmód tényezők is befolyásolják a bél mikrobióma összetételét.

A bél mikrobiom befolyásolja az anyagcsere és az étvágy hipotalamusz szabályozását a bélfalban lévő enteroendokrin sejtekből származó hormonális jelek modulációján keresztül. Ezen hatások egy része a bél mikrobiota metabolikus melléktermékeiből, például a rövid szénláncú zsírsavakból (SCFA-k) ered. Egy tanulmány kimutatta, hogy az SCFA-k stimulálják a G-fehérjéhez kapcsolt receptor 41-et (GPR41), ami növelte az YY (PYY) peptid, egy inkretinszerű étvágycsökkentő hormon szekrécióját.

Az SCFA-k a GPR43-at is stimulálják, hogy kiegészítsék a GPR41-re gyakorolt ​​hatásokat, ami a glukagonszerű peptid 1 (GLP-1) szekréciójához vezet, ami jóllakottságot vált ki és támogatja az étvágy szabályozását. Az SCFA-k jelentős mértékben befolyásolhatják az anyagcsere és az étvágy hipotalamusz szabályozását közvetlen központi és közvetett hatásokon keresztül, és biológiai hozzájárulást jelentenek a BMI-hez, bár az összes SCFA pontos hatásai és előnyei, valamint kölcsönhatása még mindig aktív kutatás tárgyát képezi. Az áttekintés megjegyzi, hogy bár az állatkísérletek fontos betekintést nyújtanak, a közvetlen ok-okozati bizonyítékok ezekre a mikrobiom-agy-BMI kapcsolatokra emberekben még mindig felbukkannak, és az eredmények eltérőek lehetnek a rosttípusok és az anyagcsere-eredmények között.

A bél mikrobiota szintén befolyásolhatja a neurotranszmittereket és a neuroreceptorok fogékonyságát az agyban. Egy rágcsálókon végzett tanulmány megállapította, hogy a Lactobacillus rhamnosus krónikus fogyasztása változásokat okozott a gamma-amino-vajsav (GABA) receptorok expressziójában, ami viszont csökkent szorongással és depresszióhoz hasonló viselkedéssel járt együtt.

Ezenkívül az ilyen hatások hiánya vagotomizált egerekben alátámasztja a vagus ideg fontos szerepét az agy és a bélmikrobióta közötti jelek közvetítésében. A vagus ideg köti össze a bél mikrobiótát a májjal, és kommunikál a hipotalamuszokkal, hogy szabályozza a táplálkozási viselkedést, az étvágyat és az anyagcserét. Ezeket a neuro-humorális és neurotranszmitter hatásokat azonban főként állatmodelleken mutatták ki, és az emberekre történő extrapolációt óvatosan kell végezni.

A bél mikrobióma öröklődése

A bél mikrobióma csak akkor járulhat hozzá a BMI öröklődéséhez, ha eredendően örökölhető. A császármetszéssel (c) a metszés megszünteti az újszülöttek érintkezését az anyai mikrobákkal a szülés során; Ezért az újszülött bélmikrobióta a környezeti fenntarthatóságból származik. A hüvelyi szülés és az entero-mammaris úton történő szoptatás során az újszülöttek ki vannak téve az anyai mikrobiomnak. Egy szisztematikus áttekintés megállapította, hogy a hüvelyi szülés jobb kolonizációs mintákat és a bélmikrobióta általános változatosságát eredményezte a gyermekeknél, mint a császármetszés.

A hüvelyi szülés és a szoptatás lehetővé teszi az anyai bélmikrobióta utódokra való átvitelét is, ami támogatja a bélmikrobióta öröklődését. Az anyai eredetű mikrobák hüvelyi szülés vagy szoptatás során kolonizálják a csecsemő bélrendszerét, míg a nem anyai mikrobák jellemzően átmenetiek. Az anyai mikrobák perzisztenciája a csecsemő és az anyai bélmikrobák közötti kompatibilitásra utal, ami genetikailag közvetített. Bár nem szigorúan biológiailag öröklődő mechanizmus, ugyanúgy, mint a genetikai átvitel, a kutatási cikk megjegyzi, hogy a családon belüli közös étkezési környezet és étkezési szokások (környezeti hatás) hozzájárulhatnak a családtagok bélmikrobiótájának hasonlóságához azáltal, hogy közös étrendi beavatkozásokkal alakítják a mikrobiális összetételt. Az áttekintés különbséget tesz e környezeti hatások és a valódi biológiai öröklődés között, kiemelve, hogy mindkettő hozzájárul a bélmikrobióta és a BMI családi mintázataihoz.

Zárszó

Összességében a BMI erősen örökölhető, de a GWASS ennek az öröklődésnek csak egy kis részét azonosította. Tekintettel arra, hogy az öröklődés öröklött biológiai tulajdonságot foglal magában, az emberi genom kutatása szükséges a hiányzó öröklődés egy részének feltárásához. A bélmikrobiom valószínűleg hozzájárul a BMI öröklődéséhez azáltal, hogy hatással van az anyagcsere- és az étvágyszabályozásra, valamint a bélmikrobióm átvihető az anya-utód generációkon keresztül. Fontos azonban megjegyezni, hogy az eredeti dokumentum elismeri, hogy a bélmikrobióta étvágyszabályozásra gyakorolt ​​hatására vonatkozó jelenlegi bizonyítékok nagy része elsősorban rágcsálókon végzett vizsgálatokból származik, és a hipotézis nagyrészt humán vizsgálatok megfigyelési adatain alapul, amelyek jelenleg hiányoznak a nagy humán beavatkozási kísérletekből származó átfogó validációból. Ez rávilágít a további humán alapú vizsgálatok és az eredmények extrapolálása során alkalmazott óvatosság szükségességére. A felülvizsgálat egy szélesebb körű közegészségügyi megközelítést is támogat, amely elősegíti a jobb megértést és csökkenti a megbélyegzést. Azt javasolja, hogy minden egyén, ne csak a reproduktív korú nők, igyekezzenek optimalizálni bélmikrobiómát változatos, növényi alapú, rostban gazdag étrend révén.

Tekintettel a bélmikrobióma öröklődésére, legalábbis a hüvelyi szülés és/vagy szoptatás összefüggésében, a reproduktív korú nőknek optimalizálniuk kell bélmikrobiómájukat a születés előtti, prenatális és posztnatális időszakban, esetleg változatos, nem fermentált növényi élelmiszerekben és specifikus fermentált élelmiszerekben gazdag étrendekkel, amelyeket javasoltak. Az elhízás és a BMI patogenezisének jobb megértése a közvéleményben nagyrészt a genetikán keresztül öröklődik, és a bélmikrobióma elősegítheti az elhízott emberekhez való társadalmi attitűdök kulturális változását.

Források: