Črevesne bakterije in geni sodelujejo pri oblikovanju tveganja debelosti, pregled razkriva skrite povezave

Črevesne bakterije in geni sodelujejo pri oblikovanju tveganja debelosti, pregled razkriva skrite povezave

Nov znanstveni pregled kaže, kako se lahko črevesni mikrobi prenašajo z matere na otroka.

Vpliv črevesne mikrobiote na BMI s hipotalamičnim nadzorom apetita in metabolizma ter mehanizmi, na katerih temeljijo transgeneracijski učinki črevesne mikrobiote na dednost ITM.

V študiji, nedavno objavljeni v revijiHranilaRaziskovalci v Nemčiji in Veliki Britaniji so preučevali dednost indeksa telesne mase (ITM).

Debelost je velika kriza javnega zdravja in nenalezljiva svetovna pandemija. Razširjenost debelosti presega 890 milijonov po vsem svetu, prekomerna telesna teža pa prizadene 2,5 milijarde odraslih. Poleg tega obstaja več kot 50 stanj, povezanih z debelostjo, kot so hipertenzija, sladkorna bolezen tipa 2, obstruktivna apneja v spanju, bolezen zamaščenih jeter, dislipidemija in sindrom policističnih jajčnikov.

Patogeneza debelosti je kompleksna in slabo definirana ter vključuje medsebojno delovanje med adesogenim okoljem in genetsko arhitekturo. Javno razumevanje razvoja debelosti je zavito v mite in napačne predstave. Ta študija je pojasnila, da ima debelost pomembno genetsko komponento in poudarila dednost BMI. Pregled tudi zagovarja večjo javno izobrazbo in sočutje, da bi zmanjšali stigmo debelosti in prepoznali večfaktorske biološke in okoljske dejavnike.

Dednost BMI

Študije dvojčkov zagotavljajo nekaj najboljših dokazov o dednosti BMI. Kitajska študija 1.421 parov dvojčkov je ocenila dednost ITM na 72 % in ugotovila, da se dednost kardiometabolnih lastnosti in ITM zmanjšuje s starostjo in da imajo okoljski dejavniki pri starejših posameznikih večjo vlogo kot genetika. V izraelski študiji je bila dednost med srednjim ITM staršev in potomcev 39 %.

Te študije kažejo, da ima BMI in implicitno debelost visoko dednost, s skupno dednostjo, ocenjeno na 40 % do 50 %. Kljub temu so opazili razlike v dednosti ITM po podskupini ITM. Dednost BMI je približno 30 % za ljudi z normalno težo in 60 % do 80 % za ljudi z debelostjo. Študije povezav celotnega genoma (GWAS) za debelost so odkrile več kot 1000 različic, ki vplivajo na ITM, pri čemer večina alelov k telesni teži prispeva le nekaj gramov.

Aleli v obliki debelosti imajo večji učinek pri ljudeh, ki so nagnjeni k debelosti ali pridobivanju telesne teže, vendar imajo minimalen učinek pri ljudeh z normalno težo. Tako se penetracija alelov, ki vplivajo na BMI, razlikuje glede na ITM. Predvsem obstaja pomanjkanje vzročnega razumevanja za večino lokusov, ki vplivajo na ITM, identificiranih z GWAS. Celo pri kombiniranju na tisoče genetskih variant poligenske ocene tveganja pojasnijo le približno 8 % variacije BMI, kar kaže, da je večina še vedno dednih (»manjkajoča dednost«). Vendar pa se genske različice, ki vplivajo na telesno maso, izražajo predvsem v centralnem živčnem sistemu, zlasti v hipotalamičnih centrih apetita in presnove. Pregled poudarja, da lahko interakcije med genom in okoljem povečajo genetsko tveganje in da zapletenost teh dejavnikov prispeva k izzivom pri prepoznavanju virov manjkajoče dednosti.

Črevesni mikrobiom in centralni metabolizem ter nadzor apetita

Črevesna mikrobiota in njeni presnovni stranski produkti komunicirajo z možgani prek neposrednih in posrednih mehanizmov. Črevesni mikrobiom oblikuje težnjo po pridobivanju telesne teže in ITM prek osrednje presnovne in apetitne kontrole. Sestava črevesnega mikrobioma je v korelaciji s telesno težo, pri čemer imajo posamezniki s prekomerno telesno težo in vitki posamezniki drugačno sestavo. Na sestavo črevesnega mikrobioma vplivajo tudi dejavniki prehrane in življenjskega sloga.

Črevesni mikrobiom vpliva na hipotalamični nadzor presnove in apetita z učinki na modulacijo hormonskih signalov iz enteroendokrinih celic v črevesni steni. Nekateri od teh učinkov izhajajo iz presnovnih stranskih produktov črevesne mikrobiote, kot so kratkoverižne maščobne kisline (SCFA). Ena študija je pokazala, da so SCFA stimulirale z G proteinom sklopljeni receptor 41 (GPR41), kar je povečalo izločanje peptida YY (PYY), inkretinu podobnega hormona za zaviranje apetita.

SCFA tudi spodbujajo GPR43, da dopolnijo učinke na GPR41, kar vodi do izločanja glukagonu podobnega peptida 1 (GLP-1), ki povzroči sitost in podpira nadzor apetita. SCFA lahko pomembno vplivajo na hipotalamično kontrolo metabolizma in apetita prek neposrednih osrednjih in posrednih učinkov ter predstavljajo biološki prispevek k BMI, čeprav so natančni učinki in koristi vseh SCFA in njihove interakcije še vedno področja dejavnih raziskav. Pregled ugotavlja, da medtem ko študije na živalih zagotavljajo pomembne vpoglede, se neposredni vzročni dokazi za te povezave mikrobiom-možgani-BMI pri ljudeh še vedno pojavljajo, rezultati pa se lahko razlikujejo med različnimi vrstami vlaken in presnovnimi rezultati.

Črevesna mikrobiota lahko vpliva tudi na nevrotransmiterje in občutljivost nevroreceptorjev v možganih. Študija na glodavcih je pokazala, da je kronično uživanje Lactobacillus rhamnosus povzročilo spremembe v izražanju receptorjev gama-aminobutrične kisline (GABA), kar je bilo povezano z zmanjšano anksioznostjo in depresivnim vedenjem.

Poleg tega odsotnost takih učinkov pri vagotomiziranih miših podpira pomembno vlogo vagusnega živca pri posredovanju signalov med možgani in črevesno mikrobioto. Vagusni živec povezuje črevesno mikrobioto z jetri in komunicira s hipotalamusom za nadzor prehranjevanja, apetita in metabolizma. Vendar pa so bili ti nevrohumoralni in nevrotransmiterski učinki dokazani predvsem na živalskih modelih, zato je ekstrapolacijo na ljudi treba izvajati previdno.

Dednost črevesnega mikrobioma

Črevesni mikrobiom lahko prispeva k dednosti BMI samo, če je sam po sebi deden. Carski rez (c) rez odpravi stik novorojenčka z materinimi mikrobi med porodom; Zato črevesna mikrobiota novorojenčka izhaja iz okoljske trajnosti. Med vaginalnim porodom in tudi z dojenjem po entero-mamarni poti so novorojenčki izpostavljeni materinemu mikrobiomu. Sistematični pregled je pokazal, da je vaginalni porod privedel do boljših vzorcev kolonizacije in splošne raznolikosti črevesne mikrobiote pri otrocih v primerjavi s carskim rezom.

Vaginalni porod in dojenje omogočata tudi prenos materine črevesne mikrobiote na potomce, kar podpira dednost črevesne mikrobiote. Mikrobi materinskega izvora se naselijo v črevesju dojenčka z vaginalnim porodom ali dojenjem, medtem ko so nematerini mikrobi običajno prehodni. Obstojnost materinih mikrobov kaže na združljivost med črevesnimi mikrobi dojenčka in matere, ki so lahko genetsko posredovane. Čeprav to ni strogo biološko dedni mehanizem na enak način kot genetski prenos, raziskovalni članek ugotavlja, da lahko skupna prehranska okolja in prehranjevalne navade v družinah (vpliv okolja) prispevajo k podobnosti v črevesni mikrobioti med družinskimi člani z oblikovanjem mikrobne sestave s skupnimi prehranskimi posegi. Pregled razlikuje med temi vplivi na okolje in resnično biološko dednostjo, pri čemer poudarja, da oba prispevata k družinskim vzorcem v črevesni mikrobioti in BMI.

Zaključne besede

Na splošno je BMI zelo deden, vendar je GWASS identificiral le majhen del te dednosti. Glede na to, da dednost vključuje podedovano biološko lastnost, je iskanje po človeškem genomu potrebno za odkrivanje nekaterih manjkajočih dednosti. Črevesni mikrobiom verjetno prispeva k dednosti ITM s svojim vplivom na presnovni in apetitni nadzor ter prenosljivost črevesnega mikrobioma med generacijami matere in potomcev. Vendar je pomembno omeniti, da izvirni članek priznava, da večina trenutnih dokazov o učinkih črevesne mikrobiote na nadzor apetita izhaja predvsem iz študij na glodavcih, hipoteza pa temelji predvsem na opazovalnih podatkih iz študij na ljudeh, ki trenutno nimajo celovite potrditve iz velikih poskusov posredovanja pri ljudeh. To poudarja potrebo po nadaljnjih študijah na ljudeh in previdnost pri ekstrapolaciji rezultatov. Pregled tudi zagovarja širši pristop javnega zdravja, ki spodbuja boljše razumevanje in zmanjšuje stigmo. Priporoča, da si vsi posamezniki, ne le ženske v rodni dobi, prizadevajo optimizirati svoj črevesni mikrobiom z raznoliko, rastlinsko in z vlakninami bogato prehrano.

Glede na dednost črevesnega mikrobioma, vsaj v kontekstu vaginalnega poroda in/ali dojenja, bi morale ženske v rodni dobi optimizirati svoj črevesni mikrobiom v prenatalnem, prenatalnem in poporodnem obdobju, morda z dietami, bogatimi z raznoliko nefermentirano rastlinsko hrano in posebnimi fermentiranimi živili, ki so bila predlagana. Izboljšano javno razumevanje patogeneze debelosti in ITM je v veliki meri podedovano z genetiko, črevesni mikrobiom pa lahko spodbuja kulturni premik v družbenem odnosu do debelih ljudi.

Viri: