Σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nutrients, ερευνητές από τη Γερμανία και το Ηνωμένο Βασίλειο διερεύνησαν την κληρονομικότητα του δείκτη μάζας σώματος (ΔΜΣ).
Η παχυσαρκία αποτελεί μια σημαντική κρίση δημόσιας υγείας. Υπάρχουν περισσότερες από 50 παθήσεις που σχετίζονται με την παχυσαρκία, όπως η υπέρταση, ο διαβήτης τύπου 2, η αποφρακτική άπνοια ύπνου, η λιπώδης νόσος του ήπατος, η δυσλιπιδαιμία και το σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών.
Η παθογένεση της παχυσαρκίας είναι πολύπλοκη και ασαφής, με αλληλεπίδραση μεταξύ του παχυσαρκικού περιβάλλοντος και της γενετικής. Η δημόσια κατανόηση της ανάπτυξης της παχυσαρκίας καλύπτεται από μύθους και παρανοήσεις. Η παρούσα ανασκόπηση αναφέρει ότι η παχυσαρκία έχει ένα σημαντικό γενετικό στοιχείο, δίνοντας έμφαση στην κληρονομικότητα του ΔΜΣ.
Κληρονομικότητα ΔΜΣ
Μελέτες διδύμων προσφέρουν μερικά από τα καλύτερα στοιχεία για την κληρονομικότητα του ΔΜΣ. Μια κινεζική μελέτη που περιελάμβανε 1.421 ζεύγη διδύμων εκτίμησε την κληρονομικότητα του ΔΜΣ στο 72% και διαπίστωσε ότι η κληρονομικότητα των καρδιομεταβολικών χαρακτηριστικών και του ΔΜΣ μειώθηκε με την ηλικία, και οι περιβαλλοντικοί παράγοντες έπαιξαν μεγαλύτερο ρόλο από τη γενετική σε ηλικιωμένα άτομα. Σε μια ισραηλινή μελέτη, η κληρονομικότητα ήταν 39% μεταξύ του ΔΜΣ των γονέων και των απογόνων. Αυτές οι μελέτες δείχνουν ότι ο ΔΜΣ, και κατά συνέπεια, η παχυσαρκία, έχει υψηλή κληρονομικότητα που εκτιμάται σε 40% έως 50%.
Παρ’ όλα αυτά, έχουν παρατηρηθεί διακυμάνσεις στην κληρονομικότητα του ΔΜΣ ανά υποομάδα ΔΜΣ. Η κληρονομικότητα του ΔΜΣ είναι περίπου 30% για άτομα με φυσιολογικό βάρος και 60-80% για άτομα με παχυσαρκία. Οι μελέτες συσχέτισης σε επίπεδο γονιδιώματος (GWAS) για την παχυσαρκία έχουν αποκαλύψει πάνω από 1.000 παραλλαγές που επηρεάζουν τον ΔΜΣ, με τα περισσότερα αλληλόμορφα να συνεισφέρουν μόνο λίγα γραμμάρια στο σωματικό βάρος.
Τα αλληλόμορφα που προάγουν την παχυσαρκία έχουν μεγαλύτερη επίδραση σε άτομα με τάση για παχυσαρκία ή αύξηση βάρους, αλλά έχουν ελάχιστη επίδραση σε άτομα με φυσιολογικό βάρος. Ακόμα και όταν συνδυάζονται χιλιάδες γενετικές παραλλαγές, οι βαθμολογίες πολυγονιδιακού κινδύνου εξηγούν μόνο περίπου το 8% της διακύμανσης του ΔΜΣ, υποδεικνύοντας ότι το μεγαλύτερο μέρος της κληρονομικότητας παραμένει άγνωστο («ελλείπουσα κληρονομικότητα»). Οι γονιδιακές παραλλαγές που επηρεάζουν τη σωματική μάζα εκφράζονται κυρίως στο κεντρικό νευρικό σύστημα, ειδικά στον υποθάλαμο, το κέντρο ελέγχου της όρεξης και του μεταβολισμού.
Η ανασκόπηση υπογραμμίζει περαιτέρω ότι οι αλληλεπιδράσεις γονιδίων-περιβάλλοντος μπορεί να ενισχύουν τον γενετικό κίνδυνο και ότι η πολυπλοκότητα αυτών των παραγόντων συμβάλλει στις προκλήσεις στον εντοπισμό των πηγών της ελλείπουσας κληρονομικότητας.
Μικροβίωμα του εντέρου και όρεξη
Το μικροβίωμα του εντέρου και τα μεταβολικά του υποπροϊόντα επικοινωνούν με τον εγκέφαλο μέσω άμεσων και έμμεσων μηχανισμών. Το μικροβίωμα του εντέρου διαμορφώνει την τάση για αύξηση βάρους μέσω του ελέγχου της όρεξης. Η σύνθεση του μικροβιώματος του εντέρου συσχετίζεται με το σωματικό βάρος, με τα παχύσαρκα και αδύνατα άτομα να εμφανίζουν διακριτές συνθέσεις. Διατροφικοί παράγοντες και άλλοι παράγοντες του τρόπου ζωής επηρεάζουν τη σύνθεση του εντερικού μικροβιώματος.
Το εντερικό μικροβίωμα επηρεάζει τον υποθαλαμικό έλεγχο του μεταβολισμού και της όρεξης μέσω ορμονικών σημάτων από τα εντεροενδοκρινικά κύτταρα στο εντερικό τοίχωμα. Ορισμένες από αυτές τις επιδράσεις προέρχονται από μεταβολικά υποπροϊόντα του εντερικού μικροβιώματος, όπως τα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας (SCFAs).
Μια μελέτη διαπίστωσε ότι τα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας διεγείρουν τον υποδοχέα 41 που συνδέεται με την πρωτεΐνη G (GPR41), ενισχύοντας την έκκριση του πεπτιδίου YY (PYY), μιας ορμόνης καταστολής της όρεξης που μοιάζει με ινκρετίνη.
Τα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας διεγείρουν επίσης το GPR43 για να συμπληρώσουν τις επιδράσεις στο GPR41, οδηγώντας σε έκκριση του γλυκαγονοειδούς πεπτιδίου 1 (GLP-1) που προκαλεί κορεσμό και υποστηρίζει τον έλεγχο της όρεξης.
Τα SCFA, μέσω άμεσων κεντρικών και έμμεσων επιδράσεων, μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τον υποθαλαμικό έλεγχο του μεταβολισμού και της όρεξης και να αντιπροσωπεύουν έναν βιολογικό παράγοντα που συμβάλλει στον ΔΜΣ.
Οι ακριβείς επιδράσεις, τα οφέλη όλων των SCFA και η αλληλεπίδρασή τους εξακολουθούν να αποτελούν τομείς ενεργού έρευνας, με μεγάλο μέρος της κατανόησης που προέρχεται επί του παρόντος από ζωικά μοντέλα.
Η ανασκόπηση σημειώνει ότι ενώ οι μελέτες σε ζώα παρέχουν σημαντικές γνώσεις, οι άμεσες αιτιώδεις ενδείξεις για αυτές τις συνδέσεις μικροβιώματος-εγκεφάλου-ΔΜΣ στον άνθρωπο εξακολουθούν να αναδύονται και τα ευρήματα μπορεί να ποικίλλουν μεταξύ διαφορετικών τύπων φυτικών ινών και μεταβολικών αποτελεσμάτων.
Το μικροβίωμα του εντέρου μπορεί επίσης να επηρεάσει τους νευροδιαβιβαστές και την δεκτικότητα των νευροϋποδοχέων στον εγκέφαλο. Μια μελέτη σε τρωκτικά διαπίστωσε ότι η χρόνια κατάποση Lactobacillus rhamnosus προκάλεσε αλλαγές στην έκφραση των υποδοχέων γ-αμινοβουτυρικού οξέος (GABA), οι οποίοι, με τη σειρά τους, συσχετίστηκαν με μειωμένο άγχος και καταθλιπτική συμπεριφορά.
Επιπλέον, η έλλειψη τέτοιων επιδράσεων σε ποντίκια που έχουν υποβληθεί σε πνευμονογαστρεκτομή υποστηρίζει έναν σημαντικό ρόλο για το πνευμονογαστρικό νεύρο στη διαμεσολάβηση σημάτων μεταξύ του εγκεφάλου και της μικροχλωρίδας του εντέρου. Το πνευμονογαστρικό νεύρο συνδέει την μικροχλωρίδα του εντέρου με το ήπαρ, επικοινωνώντας με τον υποθάλαμο για τον έλεγχο της διατροφικής συμπεριφοράς, της όρεξης και του μεταβολισμού. Ωστόσο, αυτές οι νευρο-χυμικές και νευροδιαβιβαστικές επιδράσεις έχουν αποδειχθεί κυρίως σε ζωικά μοντέλα και η παρέκταση σε ανθρώπους θα πρέπει να γίνεται με προσοχή.
Κληρονομικότητα του μικροβιώματος του εντέρου
Το μικροβίωμα του εντέρου θα μπορούσε να συμβάλει στην κληρονομικότητα του ΔΜΣ μόνο εάν είναι κληρονομικό αυτό καθαυτό. Η καισαρική τομή εξαλείφει την επαφή του νεογνού με τα μητρικά μικρόβια κατά τον τοκετό. Ως εκ τούτου, η μικροχλωρίδα του νεογνικού εντέρου προέρχεται από το περιβάλλον. Κατά τον κολπικό τοκετό, αλλά και μέσω του θηλασμού, τα νεογνά εκτίθενται στο μητρικό μικροβίωμα. Μια συστηματική ανασκόπηση διαπίστωσε ότι ο κολπικός τοκετός είχε ως αποτέλεσμα καλύτερα πρότυπα αποικισμού και συνολική ποικιλομορφία της μικροχλωρίδας του εντέρου του βρέφους σε σύγκριση με την καισαρική τομή.
Ο κολπικός τοκετός και ο θηλασμός επιτρέπουν επίσης τη μετάδοση της μικροχλωρίδας του μητρικού εντέρου στους απογόνους, υποστηρίζοντας την κληρονομικότητα της μικροχλωρίδας του εντέρου. Τα μικρόβια που προέρχονται από τη μητέρα αποικίζουν μόνιμα το έντερο του βρέφους με τον φυσιολογικό τοκετό ή τον θηλασμό, ενώ τα μη μητρικά μικρόβια είναι συνήθως παροδικά.
Η μονιμότητα των μικροβίων που προέρχονται από τη μητέρα υποδηλώνει συμβατότητα μεταξύ των μικροβίων του εντέρου του βρέφους και της μητέρας. Αν και δεν είναι αυστηρά ένας βιολογικά κληρονομικός μηχανισμός με τον ίδιο τρόπο όπως η γενετική μετάδοση, η ανασκόπηση σημειώνει ότι τα κοινά διατροφικά περιβάλλοντα και οι διατροφικές συνήθειες εντός των οικογενειών (μια περιβαλλοντική επιρροή) μπορούν επίσης να συμβάλουν σε ομοιότητες στο μικροβίωμα του εντέρου μεταξύ των μελών της οικογένειας διαμορφώνοντας τη μικροβιακή σύνθεση μέσω κοινών διατροφικών εκθέσεων. Η ανασκόπηση διακρίνει μεταξύ αυτών των περιβαλλοντικών επιδράσεων και της πραγματικής βιολογικής κληρονομικότητας, τονίζοντας ότι και οι δύο συμβάλλουν σε οικογενειακά πρότυπα στο μικροβίωμα του εντέρου και τον ΔΜΣ.
Συμπέρασμα
Συνοψίζοντας, ο ΔΜΣ είναι σε μεγάλο βαθμό κληρονομικός, αλλά τα γονίδια έχουν εντοπίσει μόνο ένα μικρό ποσοστό αυτής της κληρονομικότητας. Δεδομένου ότι η κληρονομικότητα περιλαμβάνει οποιοδήποτε κληρονομικό βιολογικό χαρακτηριστικό, η αναζήτηση πέρα από το ανθρώπινο γονιδίωμα είναι απαραίτητη για να αποκαλυφθεί μέρος της ελλείπουσας κληρονομικότητας.
Το μικροβίωμα του εντέρου πιθανότατα συμβάλλει στην κληρονομικότητα του ΔΜΣ, δεδομένων των επιπτώσεών του στον μεταβολικό και τον έλεγχο της όρεξης και στη διαγενεακή μεταδοτικότητα του μικροβιώματος του εντέρου από τη μητέρα στους απογόνους.
Η ανασκόπηση αναγνωρίζει πως πολλά από τα τρέχοντα στοιχεία για την επίδραση του μικροβιώματος του εντέρου στον έλεγχο της όρεξης προέρχονται κυρίως από μελέτες σε τρωκτικά και η υπόθεση βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε παρατηρητικά δεδομένα από μελέτες σε ανθρώπους, τα οποία επί του παρόντος δεν έχουν εκτεταμένη επικύρωση από μεγάλης κλίμακας παρεμβατικές δοκιμές σε ανθρώπους.
Δεδομένης της κληρονομικότητας του μικροβιώματος του εντέρου, τουλάχιστον στο πλαίσιο του φυσιολογικού τοκετού ή και του θηλασμού, οι γυναίκες αναπαραγωγικής ηλικίας θα πρέπει να επιδιώκουν τη βελτιστοποίηση του μικροβιώματος του εντέρου τους καθ’ όλη τη διάρκεια της προ-σύλληψης, της προγεννητικής και της μεταγεννητικής περιόδου, ενδεχομένως μέσω μια διατροφής πλούσιας σε ποικίλες, μη επεξεργασμένες τροφές φυτικής προέλευσης και συγκεκριμένες ζυμωμένες τροφές, όπως προτείνουν οι ερευνητές.
Μια βελτιωμένη κατανόηση του κοινού σχετικά με την παθογένεση της παχυσαρκίας και ότι ο ΔΜΣ κληρονομείται σε μεγάλο βαθμό μέσω της γενετικής και του μικροβιώματος του εντέρου θα μπορούσε να προωθήσει μια πολιτισμική αλλαγή στις κοινωνικές στάσεις απέναντι στα παχύσαρκα άτομα.
Περισσότερες πληροφορίες: Barber TM, Kabisch S, Pfeiffer AFH, Weickert MO. The Gut Microbiome as a Key Determinant of the Heritability of Body Mass Index. Nutrients, 2025, DOI: 10.3390/nu17101713, https://www.mdpi.com/2072-6643/17/10/1713.
