Zarnu baktērijas un gēni darbojas kopā, lai veidotu aptaukošanās risku, pārskats atklāj slēptās saites

Zarnu baktērijas un gēni darbojas kopā, lai veidotu aptaukošanās risku, pārskats atklāj slēptās saites

Jauns zinātnisks pārskats parāda, kā zarnu mikrobi var tikt nodoti no mātes bērnam.

Zarnu mikrobiotas ietekme uz ĶMI, izmantojot hipotalāmu apetītes un vielmaiņas kontroli un mehānismus, kas ir pamatā zarnu mikrobiotas transģenerācijas ietekmei uz ĶMI pārmantojamību.

Pētījumā, kas nesen publicēts žurnālāUzturvielasPētnieki Vācijā un Lielbritānijā pārbaudīja ķermeņa masas indeksa (ĶMI) pārmantojamību.

Aptaukošanās ir liela sabiedrības veselības krīze un neinfekcioza globāla pandēmija. Aptaukošanās izplatība visā pasaulē pārsniedz 890 miljonus, un liekais svars skar 2,5 miljardus pieaugušo. Turklāt ir vairāk nekā 50 ar aptaukošanos saistīti stāvokļi, piemēram, hipertensija, 2. tipa cukura diabēts, obstruktīva miega apnoja, taukainu aknu slimība, dislipidēmija un policistisko olnīcu sindroms.

Aptaukošanās patoģenēze ir sarežģīta un slikti definēta, ietverot mijiedarbību starp adenogēno vidi un ģenētisko arhitektūru. Sabiedrības izpratne par aptaukošanās attīstību ir apvīta ar mītiem un maldīgiem priekšstatiem. Šajā pētījumā tika paskaidrots, ka aptaukošanās ir nozīmīga ģenētiskā sastāvdaļa, un tika uzsvērta ĶMI pārmantojamība. Pārskats arī atbalsta lielāku sabiedrības izglītošanu un līdzjūtību, lai samazinātu aptaukošanās stigmatizāciju un atzītu daudzfaktoru bioloģiskos un vides virzītājspēkus.

ĶMI pārmantojamība

Dvīņu pētījumi sniedz dažus no labākajiem pierādījumiem par ĶMI pārmantojamību. Ķīniešu pētījumā, kurā piedalījās 1421 dvīņu pāri, tika lēsts, ka ĶMI pārmantojamība ir 72%, un tika konstatēts, ka kardiometabolisko īpašību un ĶMI pārmantojamība samazinājās līdz ar vecumu, un vides faktoriem bija lielāka nozīme nekā ģenētikai gados vecākiem cilvēkiem. Izraēlas pētījumā iedzimtība starp vidējo vecāku un pēcnācēju ĶMI bija 39%.

Šie pētījumi liecina, ka ĶMI un netieši aptaukošanās ir augsta pārmantojamība, un kopējā pārmantojamība tiek lēsta no 40% līdz 50%. Neskatoties uz to, ĶMI apakšgrupā tika novērotas atšķirības ĶMI pārmantojamībā. ĶMI pārmantojamība ir aptuveni 30% cilvēkiem ar normālu svaru un 60% līdz 80% cilvēkiem ar aptaukošanos. Aptaukošanās genoma mēroga asociācijas pētījumi (GWAS) ir atklājuši vairāk nekā 1000 variantu, kas ietekmē ĶMI, un lielākā daļa alēļu veido tikai dažus gramus ķermeņa svara.

Aptaukošanās formas alēlēm ir lielāka ietekme uz cilvēkiem, kuriem ir nosliece uz aptaukošanos vai svara pieaugumu, bet minimāla ietekme uz cilvēkiem ar normālu svaru. Tādējādi alēļu caurlaidība, kas ietekmē ĶMI, mainās atkarībā no ĶMI. Proti, trūkst cēloņsakarības izpratnes par lielāko daļu GWAS identificēto ĶMI ietekmējošo lokusu. Pat apvienojot tūkstošiem ģenētisko variantu, poligēna riska rādītāji izskaidro tikai aptuveni 8% no ĶMI variācijām, norādot, ka lielākā daļa joprojām ir pārmantojama (“trūkstoša iedzimtība”). Tomēr gēnu varianti, kas ietekmē ķermeņa masu, galvenokārt izpaužas centrālajā nervu sistēmā, īpaši hipotalāma apetītes un vielmaiņas kontroles centros. Pārskatā uzsvērts, ka gēnu un vides mijiedarbība var pastiprināt ģenētisko risku un ka šo faktoru sarežģītība veicina problēmas, kas saistītas ar trūkstošās pārmantojamības avotu identificēšanu.

Zarnu mikrobioms un centrālais metabolisms un apetītes kontrole

Zarnu mikrobiota un tās vielmaiņas blakusprodukti sazinās ar smadzenēm, izmantojot tiešus un netiešus mehānismus. Zarnu mikrobioms veido tendenci pieņemties svarā un ĶMI, izmantojot centrālo vielmaiņas un apetītes kontroli. Zarnu mikrobioma sastāvs korelē ar ķermeņa svaru, ar lieko svaru un liesām personām ir atšķirīgs sastāvs. Diēta un dzīvesveida faktori ietekmē arī zarnu mikrobioma sastāvu.

Zarnu mikrobioms ietekmē hipotalāmu metabolisma un apetītes kontroli, ietekmējot hormonālo signālu modulāciju no enteroendokrīnajām šūnām zarnu sienā. Dažas no šīm sekām rodas no zarnu mikrobiotas vielmaiņas blakusproduktiem, piemēram, īso ķēžu taukskābēm (SCFA). Vienā pētījumā konstatēts, ka SCFA stimulēja ar G proteīnu saistītu receptoru 41 (GPR41), kas palielināja peptīda YY (PYY), inkretīnam līdzīga ēstgribas nomācošā hormona, sekrēciju.

SCFA arī stimulē GPR43, lai papildinātu ietekmi uz GPR41, izraisot glikagonam līdzīgā peptīda 1 (GLP-1) sekrēciju, kas izraisa sāta sajūtu un atbalsta apetītes kontroli. SCFA var nozīmīgi ietekmēt hipotalāmu metabolisma un apetītes kontroli, izmantojot tiešu centrālo un netiešo ietekmi, un ir bioloģisks ieguldījums ĶMI, lai gan visu SCFA un to mijiedarbības precīzā ietekme un ieguvumi joprojām ir aktīvas izpētes jomas. Pārskatā norādīts, ka, lai gan pētījumi ar dzīvniekiem sniedz svarīgu ieskatu, joprojām parādās tiešie cēloņsakarības pierādījumi par šiem mikrobioma-smadzeņu-ĶMI savienojumiem cilvēkiem, un rezultāti var atšķirties atkarībā no dažādiem šķiedrvielu veidiem un vielmaiņas rezultātiem.

Zarnu mikrobiota var ietekmēt arī neirotransmiterus un neiroreceptoru uztveri smadzenēs. Grauzēju pētījumā konstatēts, ka hronisks Lactobacillus rhamnosus patēriņš izraisīja izmaiņas gamma-aminosviestskābes (GABA) receptoru ekspresijā, kas savukārt bija saistītas ar samazinātu trauksmi un depresijai līdzīgu uzvedību.

Turklāt šādu efektu trūkums vagotomizētām pelēm atbalsta vagusa nerva svarīgu lomu signālu starpniecībā starp smadzenēm un zarnu mikrobiotu. Vagusa nervs savieno zarnu mikrobiotu ar aknām un sazinās ar hipotalāmu, lai kontrolētu barošanas uzvedību, apetīti un vielmaiņu. Tomēr šie neiro-humorālie un neirotransmiteru efekti ir pierādīti galvenokārt dzīvnieku modeļos, un ekstrapolācija uz cilvēkiem jāveic piesardzīgi.

Zarnu mikrobiomu pārmantojamība

Zarnu mikrobioms varētu veicināt ĶMI pārmantojamību tikai tad, ja tas ir iedzimts. Ķeizargrieziena (c) sadaļa novērš jaundzimušo kontaktu ar mātes mikrobiem dzemdību laikā; Tāpēc jaundzimušo zarnu mikrobiota ir iegūta no vides ilgtspējības. Maksts dzemdību laikā un arī zīdīšanas laikā pa entero-mammāru ceļu jaundzimušie tiek pakļauti mātes mikrobiomam. Sistemātiskā pārskatā tika atklāts, ka maksts dzemdēšana izraisīja labākus kolonizācijas modeļus un vispārējo zarnu mikrobiotas daudzveidību bērniem, salīdzinot ar ķeizargriezienu.

Maksts dzemdības un barošana ar krūti arī ļauj pārnest mātes zarnu mikrobiotu pēcnācējiem, atbalstot zarnu mikrobiotas pārmantojamību. No mātes iegūtie mikrobi kolonizē zīdaiņa zarnas ar maksts dzemdībām vai barošanu ar krūti, savukārt mikrobi, kas nav mātes, parasti ir pārejoši. Mātes mikrobu noturība liecina par saderību starp zīdaiņa un mātes zarnu mikrobiem, kas var būt ģenētiski izraisīti. Lai gan tas nav stingri bioloģiski pārmantojams mehānisms tādā pašā veidā kā ģenētiskā pārnešana, pētnieciskajā dokumentā atzīmēts, ka kopīga pārtikas vide un uztura paradumi ģimenēs (vides ietekme) var veicināt zarnu mikrobiotas līdzības starp ģimenes locekļiem, veidojot mikrobu sastāvu, izmantojot kopējas uztura iejaukšanās. Pārskatā ir nošķirta šī ietekme uz vidi un patiesā bioloģiskā pārmantojamība, uzsverot, ka abi veicina zarnu mikrobiotas un ĶMI ģimenes modeļus.

Noslēguma piezīmes

Kopumā ĶMI ir ļoti pārmantojams, taču GWASS ir identificējis tikai nelielu daļu no šīs pārmantojamības. Ņemot vērā, ka pārmantojamība ir saistīta ar iedzimtu bioloģisku iezīmi, cilvēka genoma meklēšana ir nepieciešama, lai atklātu daļu no trūkstošās pārmantojamības. Zarnu mikrobioms, iespējams, veicina ĶMI pārmantojamību, ietekmējot vielmaiņas un apetītes kontroli un zarnu mikrobioma pārnesamību starp mātes un pēcnācēju paaudzēm. Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka sākotnējā dokumentā ir atzīts, ka liela daļa pašreizējo pierādījumu par zarnu mikrobiotas ietekmi uz apetītes kontroli galvenokārt nāk no grauzēju pētījumiem, un hipotēze lielā mērā balstās uz novērojumu datiem, kas iegūti pētījumos ar cilvēkiem, kuriem pašlaik trūkst visaptverošas apstiprināšanas no lieliem cilvēku iejaukšanās izmēģinājumiem. Tas uzsver nepieciešamību pēc turpmākiem pētījumiem, kas balstīti uz cilvēkiem, un piesardzību, ekstrapolējot rezultātus. Pārskats arī atbalsta plašāku sabiedrības veselības pieeju, kas veicina labāku izpratni un samazina aizspriedumus. Tas iesaka visiem indivīdiem, ne tikai sievietēm reproduktīvā vecumā, censties optimizēt savu zarnu mikrobiomu, izmantojot daudzveidīgu, augu izcelsmes, šķiedrvielām bagātu diētu.

Ņemot vērā zarnu mikrobiomu pārmantojamību, vismaz maksts dzemdību un/vai zīdīšanas kontekstā, sievietēm reproduktīvā vecumā vajadzētu optimizēt savu zarnu mikrobiomu pirmsdzemdību, pirmsdzemdību un pēcdzemdību periodā, iespējams, izmantojot diētu, kas bagāts ar dažādu neraudzētu augu pārtiku un īpašiem raudzētiem pārtikas produktiem, kas ir ieteikti. Uzlabota sabiedrības izpratne par aptaukošanās un ĶMI patoģenēzi lielā mērā tiek mantota ar ģenētikas palīdzību, un zarnu mikrobioms var veicināt kultūras pārmaiņas sabiedrības attieksmē pret cilvēkiem ar aptaukošanos.

Avoti: