Batteri e geni intestinali lavorano insieme per modellare il rischio di obesità, una revisione rivela collegamenti nascosti

Batteri e geni intestinali lavorano insieme per modellare il rischio di obesità, una revisione rivela collegamenti nascosti

Una nuova revisione scientifica mostra come i microbi intestinali possono essere trasmessi da madre a figlio.

Impatto del microbiota intestinale sul BMI attraverso il controllo ipotalamico dell’appetito e del metabolismo e meccanismi alla base degli effetti transgenerazionali del microbiota intestinale sull’ereditarietà del BMI.

In uno studio recentemente pubblicato sulla rivistaNutrientiRicercatori in Germania e Gran Bretagna hanno esaminato l’ereditarietà dell’indice di massa corporea (BMI).

L’obesità è una grave crisi sanitaria pubblica e una pandemia globale non infettiva. La prevalenza dell’obesità supera gli 890 milioni in tutto il mondo, con il sovrappeso che colpisce 2,5 miliardi di adulti. Inoltre, ci sono più di 50 condizioni associate all’obesità, come l’ipertensione, il diabete di tipo 2, l’apnea ostruttiva del sonno, la steatosi epatica, la dislipidemia e la sindrome dell’ovaio policistico.

La patogenesi dell’obesità è complessa e scarsamente definita e coinvolge un’interazione tra ambiente adesogenico e architettura genetica. La comprensione pubblica dello sviluppo dell’obesità è avvolta da miti e idee sbagliate. Il presente studio ha spiegato che l’obesità ha una componente genetica significativa e ha sottolineato l’ereditarietà del BMI. La revisione sostiene inoltre una maggiore educazione pubblica e compassione per ridurre lo stigma dell’obesità e riconoscere i fattori biologici e ambientali multifattoriali.

Ereditarietà del BMI

Gli studi sui gemelli forniscono alcune delle migliori prove dell’ereditarietà del BMI. Uno studio cinese su 1.421 coppie di gemelli ha stimato l'ereditarietà del BMI del 72% e ha scoperto che l'ereditarietà dei tratti cardiometabolici e del BMI diminuiva con l'età e che i fattori ambientali giocavano un ruolo maggiore rispetto alla genetica negli individui più anziani. In uno studio israeliano, l'ereditarietà tra il BMI medio dei genitori e quello della prole era del 39%.

Questi studi indicano che il BMI, e implicitamente l’obesità, hanno un’elevata ereditarietà, con un’ereditarietà complessiva stimata tra il 40% e il 50%. Tuttavia, sono state osservate differenze nell’ereditabilità del BMI per sottogruppo del BMI. L’ereditarietà del BMI è di circa il 30% per le persone di peso normale e dal 60% all’80% per le persone con obesità. Gli studi di associazione sull’intero genoma (GWAS) per l’obesità hanno scoperto oltre 1.000 varianti che influenzano il BMI, con la maggior parte degli alleli che contribuiscono solo con pochi grammi al peso corporeo.

Gli alleli a forma di obesità hanno un effetto maggiore nelle persone inclini all’obesità o all’aumento di peso, ma hanno un effetto minimo nelle persone di peso normale. Pertanto, la penetranza degli alleli che influenzano il BMI varia a seconda del BMI. In particolare, vi è una mancanza di comprensione causale per la maggior parte dei loci che influenzano il BMI identificati da GWAS. Anche quando si combinano migliaia di varianti genetiche, i punteggi di rischio poligenico spiegano solo circa l’8% della variazione del BMI, indicando che la maggior parte rimane ereditaria (“ereditabilità mancante”). Tuttavia, le varianti genetiche che influenzano la massa corporea sono espresse principalmente nel sistema nervoso centrale, in particolare nei centri ipotalamici di controllo dell’appetito e del metabolismo. La revisione evidenzia che le interazioni gene-ambiente possono amplificare il rischio genetico e che la complessità di questi fattori contribuisce alla difficoltà di identificare le fonti dell’ereditabilità mancata.

Microbioma intestinale, metabolismo centrale e controllo dell'appetito

Il microbiota intestinale e i suoi sottoprodotti metabolici comunicano con il cervello attraverso meccanismi diretti e indiretti. Il microbioma intestinale modella la tendenza ad aumentare di peso e di indice di massa corporea attraverso il controllo metabolico e appetitivo centrale. La composizione del microbioma intestinale è correlata al peso corporeo, con individui in sovrappeso e magri che hanno composizioni diverse. Anche i fattori legati alla dieta e allo stile di vita influenzano la composizione del microbioma intestinale.

Il microbioma intestinale influenza il controllo ipotalamico del metabolismo e dell’appetito attraverso effetti sulla modulazione dei segnali ormonali provenienti dalle cellule enteroendocrine della parete intestinale. Alcuni di questi effetti derivano da sottoprodotti metabolici del microbiota intestinale come gli acidi grassi a catena corta (SCFA). Uno studio ha scoperto che gli SCFA stimolavano il recettore 41 accoppiato alle proteine ​​G (GPR41), che aumentava la secrezione del peptide YY (PYY), un ormone soppressore dell’appetito simile alle incretine.

Gli SCFA stimolano anche GPR43 per completare gli effetti su GPR41, portando alla secrezione del peptide 1 simile al glucagone (GLP-1), che induce sazietà e supporta il controllo dell'appetito. Gli SCFA possono influenzare in modo significativo il controllo ipotalamico del metabolismo e dell’appetito attraverso effetti centrali diretti e indiretti e rappresentano un contributo biologico al BMI, sebbene gli effetti e i benefici precisi di tutti gli SCFA e la loro interazione siano ancora aree di studio attivo. La revisione rileva che, sebbene gli studi sugli animali forniscano informazioni importanti, stanno ancora emergendo prove causali dirette di queste connessioni microbioma-cervello-BMI negli esseri umani e i risultati possono variare tra i diversi tipi di fibre e gli esiti metabolici.

Il microbiota intestinale può anche influenzare i neurotrasmettitori e la ricettività dei neurorecettori nel cervello. Uno studio sui roditori ha scoperto che il consumo cronico di Lactobacillus rhamnosus causava cambiamenti nell’espressione dei recettori dell’acido gamma-aminobutrico (GABA), che a loro volta erano associati a una riduzione dell’ansia e di comportamenti di tipo depressivo.

Inoltre, l’assenza di tali effetti nei topi vagotomizzati supporta un ruolo importante del nervo vago nella mediazione dei segnali tra il cervello e il microbiota intestinale. Il nervo vago collega il microbiota intestinale al fegato e comunica con l’ipotalamo per controllare il comportamento alimentare, l’appetito e il metabolismo. Tuttavia, questi effetti neuro-umorali e sui neurotrasmettitori sono stati dimostrati principalmente in modelli animali e l’estrapolazione per gli esseri umani dovrebbe essere effettuata con cautela.

Ereditabilità del microbioma intestinale

Il microbioma intestinale potrebbe contribuire all’ereditarietà del BMI solo se è intrinsecamente ereditabile. Il taglio cesareo (c) elimina il contatto neonatale con i microbi materni durante il parto; Pertanto, il microbiota intestinale del neonato deriva dalla sostenibilità ambientale. Durante il parto vaginale e anche attraverso l’allattamento al seno per via enteromammaria, i neonati sono esposti al microbioma materno. Una revisione sistematica ha rilevato che il parto vaginale ha prodotto modelli di colonizzazione migliori e una diversità complessiva del microbiota intestinale per i bambini rispetto al taglio cesareo.

Il parto vaginale e l’allattamento al seno consentono inoltre la trasmissione del microbiota intestinale materno alla prole, supportando l’ereditarietà del microbiota intestinale. I microbi di origine materna colonizzano l’intestino del neonato con il parto vaginale o l’allattamento al seno, mentre i microbi non materni sono tipicamente transitori. La persistenza dei microbi materni suggerisce la compatibilità tra i microbi intestinali del neonato e della madre, che può essere mediata geneticamente. Sebbene non sia un meccanismo strettamente biologicamente ereditabile allo stesso modo della trasmissione genetica, il documento di ricerca rileva che gli ambienti alimentari condivisi e le abitudini alimentari all’interno delle famiglie (un’influenza ambientale) possono contribuire a somiglianze nel microbiota intestinale tra i membri della famiglia modellando la composizione microbica attraverso interventi dietetici comuni. La revisione distingue tra questi effetti ambientali e la vera ereditarietà biologica, evidenziando che entrambi contribuiscono ai modelli familiari del microbiota intestinale e del BMI.

Osservazioni conclusive

Nel complesso, il BMI è altamente ereditabile, ma GWASS ha identificato solo una piccola parte di questa ereditarietà. Dato che l'ereditarietà implica un tratto biologico ereditario, la ricerca nel genoma umano è necessaria per scoprire parte dell'ereditarietà mancante. Il microbioma intestinale probabilmente contribuisce all’ereditarietà del BMI attraverso il suo impatto sul controllo metabolico e appetitivo e la trasmissibilità del microbioma intestinale attraverso le generazioni materne-figli. Tuttavia, è importante notare che il documento originale riconosce che gran parte delle prove attuali sugli effetti del microbiota intestinale sul controllo dell’appetito provengono principalmente da studi sui roditori e l’ipotesi si basa in gran parte su dati osservazionali provenienti da studi sull’uomo, che attualmente mancano di una validazione completa da parte di ampi studi di intervento umano. Ciò evidenzia la necessità di ulteriori studi sull’uomo e di cautela nell’estrapolazione dei risultati. La revisione sostiene inoltre un approccio più ampio alla sanità pubblica che promuova una migliore comprensione e riduca lo stigma. Raccomanda a tutti gli individui, non solo alle donne in età riproduttiva, di sforzarsi di ottimizzare il proprio microbioma intestinale attraverso una dieta diversificata, a base vegetale e ricca di fibre.

Data l’ereditarietà del microbioma intestinale, almeno nel contesto del parto vaginale e/o dell’allattamento al seno, le donne in età riproduttiva dovrebbero ottimizzare il loro microbioma intestinale durante i periodi prenatale, prenatale e postnatale, magari attraverso diete ricche di diversi alimenti vegetali non fermentati e specifici alimenti fermentati che sono stati suggeriti. Una migliore comprensione da parte del pubblico della patogenesi dell’obesità e del BMI è in gran parte ereditata attraverso la genetica, e il microbioma intestinale può promuovere un cambiamento culturale negli atteggiamenti sociali nei confronti delle persone obese.

Fonti: