Bacteriile intestinale și genele lucrează împreună pentru a modela riscul de obezitate, studiul dezvăluie legături ascunse

Bacteriile intestinale și genele lucrează împreună pentru a modela riscul de obezitate, studiul dezvăluie legături ascunse

O nouă revizuire științifică arată cum microbii intestinali pot fi transmisi de la mamă la copil.

Impactul microbiotei intestinale asupra IMC prin controlul hipotalamic al apetitului și metabolismului și mecanismele care stau la baza efectelor transgeneraționale ale microbiotei intestinale asupra eredității IMC.

Într-un studiu publicat recent în jurnalNutriențiCercetătorii din Germania și Marea Britanie au examinat heritabilitatea indicelui de masă corporală (IMC).

Obezitatea este o criză majoră de sănătate publică și o pandemie globală neinfecțioasă. Prevalența obezității depășește 890 de milioane la nivel mondial, excesul de greutate afectând 2,5 miliarde de adulți. În plus, există peste 50 de afecțiuni asociate cu obezitatea, cum ar fi hipertensiunea arterială, diabetul de tip 2, apneea obstructivă în somn, boala ficatului gras, dislipidemia și sindromul ovarului polichistic.

Patogenia obezității este complexă și prost definită, implicând o interacțiune între mediul adesogen și arhitectura genetică. Înțelegerea publică a dezvoltării obezității este învăluită în mituri și concepții greșite. Prezentul studiu a explicat că obezitatea are o componentă genetică semnificativă și a subliniat ereditabilitatea IMC. De asemenea, revizuirea pledează pentru o mai bună educație publică și compasiune pentru a reduce stigmatizarea obezității și pentru a recunoaște factorii biologici și de mediu multifactoriali.

Eritabilitatea IMC

Studiile pe gemeni oferă unele dintre cele mai bune dovezi pentru ereditatea IMC. Un studiu chinezesc pe 1.421 de perechi de gemeni a estimat ereditatea IMC la 72% și a constatat că ereditatea trăsăturilor cardiometabolice și IMC a scăzut odată cu vârsta și factorii de mediu au jucat un rol mai mare decât genetica la persoanele în vârstă. Într-un studiu israelian, ereditatea dintre IMC mediu parental și descendent a fost de 39%.

Aceste studii indică faptul că IMC, și implicit obezitatea, au o ereditabilitate ridicată, cu ereditatea generală estimată la 40% până la 50%. Cu toate acestea, diferențe în heritabilitatea IMC au fost observate în funcție de subgrupul IMC. Eritabilitatea IMC este de aproximativ 30% pentru persoanele cu greutate normală și de 60% până la 80% pentru persoanele cu obezitate. Studiile de asociere la nivelul genomului (GWAS) pentru obezitate au descoperit peste 1.000 de variante care afectează IMC, majoritatea alelelor contribuind cu doar câteva grame la greutatea corporală.

Alelele în formă de obezitate au un efect mai mare la persoanele predispuse la obezitate sau la creșterea în greutate, dar au un efect minim la persoanele cu greutate normală. Astfel, penetranța alelelor care afectează IMC variază în funcție de IMC. În special, există o lipsă de înțelegere cauzală pentru majoritatea locilor care influențează IMC identificați de GWAS. Chiar și atunci când se combină mii de variante genetice, scorurile de risc poligenic explică doar aproximativ 8% din variația IMC, ceea ce indică faptul că majoritatea rămâne ereditară („heritabilitatea lipsă”). Cu toate acestea, variantele genice care afectează masa corporală sunt exprimate în primul rând în sistemul nervos central, în special în centrii hipotalamici de control apetitiv și metabolic. Analiza evidențiază faptul că interacțiunile genă-mediu pot amplifica riscul genetic și că complexitatea acestor factori contribuie la provocările în identificarea surselor de ereditabilitate lipsă.

Microbiomul intestinal și metabolismul central și controlul apetitului

Microbiota intestinală și produșii săi metabolici comunică cu creierul prin mecanisme directe și indirecte. Microbiomul intestinal modelează tendința de a crește în greutate și IMC prin controlul metabolic central și apetitiv. Compoziția microbiomului intestinal se corelează cu greutatea corporală, indivizii supraponderali și slabi având compoziții diferite. Factorii alimentației și stilului de viață influențează, de asemenea, compoziția microbiomului intestinal.

Microbiomul intestinal influențează controlul hipotalamic al metabolismului și al apetitului prin efecte asupra modulării semnalelor hormonale de la celulele enteroendocrine din peretele intestinal. Unele dintre aceste efecte apar din produșii metabolici secundari ai microbiotei intestinale, cum ar fi acizii grași cu lanț scurt (SCFA). Un studiu a constatat că SCFA au stimulat receptorul 41 cuplat cu proteina G (GPR41), care a crescut secreția peptidei YY (PYY), un hormon de suprimare a apetitului asemănător incretinei.

SCFA stimulează, de asemenea, GPR43 pentru a completa efectele asupra GPR41, ducând la secreția de peptidă asemănătoare glucagonului 1 (GLP-1), care induce sațietatea și susține controlul apetitului. SCFA pot influența semnificativ controlul hipotalamic al metabolismului și al apetitului prin efecte centrale directe și indirecte și reprezintă o contribuție biologică la IMC, deși efectele și beneficiile precise ale tuturor SCFA și interacțiunea lor sunt încă domenii de investigare activă. Analiza observă că, în timp ce studiile pe animale oferă perspective importante, dovezile cauzale directe pentru aceste conexiuni microbiom-creier-IMC la oameni sunt încă în curs de dezvoltare, iar rezultatele pot varia între diferitele tipuri de fibre și rezultatele metabolice.

Microbiota intestinală poate influența, de asemenea, neurotransmițătorii și receptivitatea neuroreceptorilor din creier. Un studiu la rozătoare a constatat că consumul cronic de Lactobacillus rhamnosus a provocat modificări în expresia receptorilor acidului gamma-aminobutric (GABA), care, la rândul lor, au fost asociate cu o anxietate redusă și comportamente asemănătoare depresive.

În plus, absența unor astfel de efecte la șoarecii vagotomizati susține un rol important pentru nervul vag în mediarea semnalelor între creier și microbiota intestinală. Nervul vag conectează microbiota intestinală de ficat și comunică cu hipotalamusul pentru a controla comportamentul de hrănire, apetitul și metabolismul. Cu toate acestea, aceste efecte neuro-umorale și neurotransmițătoare au fost demonstrate în principal pe modele animale și extrapolarea la om ar trebui făcută cu prudență.

Eritabilitatea microbiomului intestinal

Microbiomul intestinal ar putea contribui la ereditatea IMC numai dacă este moștenit în mod inerent. Operația cezariană (c) elimină contactul neonatal cu microbii materni în timpul nașterii; Prin urmare, microbiota intestinală nou-născută este derivată din sustenabilitatea mediului. În timpul nașterii vaginale și, de asemenea, prin alăptare pe cale entero-mamară, nou-născuții sunt expuși la microbiomul matern. O revizuire sistematică a constatat că nașterea vaginală a dus la modele de colonizare mai bune și o diversitate generală a microbiotei intestinale pentru copii, comparativ cu operația cezariană.

Nașterea vaginală și alăptarea permit, de asemenea, transmiterea microbiotei intestinale materne către urmași, susținând ereditabilitatea microbiotei intestinale. Microbii de origine maternă colonizează intestinul sugarului prin naștere vaginală sau alăptare, în timp ce microbii non-materni sunt de obicei tranzitori. Persistența microbilor materni sugerează compatibilitatea dintre microbii intestinali materni și sugari, care pot fi mediați genetic. Deși nu este un mecanism strict ereditabil din punct de vedere biologic, în același mod ca și transmiterea genetică, lucrarea de cercetare notează că mediile alimentare și obiceiurile alimentare comune în cadrul familiilor (o influență a mediului) pot contribui la asemănările microbiotei intestinale în rândul membrilor familiei prin modelarea compoziției microbiene prin intervenții alimentare comune. Revizuirea distinge între aceste efecte asupra mediului și adevărata ereditate biologică, subliniind faptul că ambele contribuie la modelele familiale în microbiota intestinală și IMC.

Observații de încheiere

În general, IMC este foarte ereditabil, dar GWASS a identificat doar o mică parte din această ereditabilitate. Având în vedere că ereditabilitatea implică o trăsătură biologică moștenită, căutarea genomului uman este necesară pentru a descoperi o parte din ereditatea lipsă. Microbiomul intestinal contribuie probabil la ereditabilitatea IMC prin impactul său asupra controlului metabolic și apetitiv și asupra transmisibilității microbiomului intestinal de-a lungul generațiilor materne-descendențelor. Cu toate acestea, este important de remarcat faptul că lucrarea originală recunoaște că multe dintre dovezile actuale pentru efectele microbiotei intestinale asupra controlului apetitului provin în principal din studiile la rozătoare, iar ipoteza se bazează în mare parte pe date observaționale din studiile pe oameni, care în prezent nu au o validare cuprinzătoare din studiile mari de intervenție umană. Acest lucru evidențiază necesitatea unor studii suplimentare bazate pe oameni și prudență în extrapolarea rezultatelor. De asemenea, revizuirea pledează pentru o abordare mai largă a sănătății publice, care promovează o mai bună înțelegere și reduce stigmatizarea. Acesta recomandă tuturor persoanelor, nu doar femeilor de vârstă reproductivă, să se străduiască să-și optimizeze microbiomul intestinal printr-o dietă diversă, pe bază de plante și bogată în fibre.

Având în vedere ereditabilitatea microbiomului intestinal, cel puțin în contextul nașterii vaginale și/sau alăptării, femeile de vârstă reproductivă ar trebui să își optimizeze microbiomul intestinal în perioadele prenatale, prenatale și postnatale, poate prin diete bogate în diverse alimente vegetale nefermentate și alimente fermentate specifice care au fost sugerate. Înțelegerea publică îmbunătățită a patogenezei obezității și a IMC este în mare măsură moștenită prin genetică, iar microbiomul intestinal poate promova o schimbare culturală a atitudinilor societății față de persoanele obeze.

Surse: