Une nouvelle revue scientifique découvre comment les microbes intestinaux passés de la mère à l'enfant peuvent détenir la clé du puzzle génétique de l'obésité, offrant un nouvel espoir pour des stratégies de prévention plus efficaces.
Impact du microbiote intestinal sur l'IMC via le contrôle hypothalamique de l'appétit et du métabolisme, et des mécanismes qui sous-tendent les effets transgénérationnels du microbiote intestinal sur l'héritabilité de l'IMC.
Dans une étude récente publiée dans la revue NutrimentsDes chercheurs en Allemagne et au Royaume-Uni ont exploré l'héritabilité de l'indice de masse corporelle (IMC).
L'obésité est une crise majeure de santé publique et une pandémie mondiale non infectieuse. La prévalence de l'obésité dépasse 890 millions dans le monde, le surpoids affectant 2,5 milliards d'adultes. De plus, il existe plus de 50 conditions liées à l'obésité, telles que l'hypertension, le diabète de type 2, l'apnée obstructive du sommeil, la maladie du foie graisseuse, la dyslipidémie et le syndrome des ovaires polykystiques.
La pathogenèse de l'obésité est complexe et mal définie, avec une interaction entre l'environnement obésogène et l'architecture génétique. La compréhension du public du développement de l'obésité est entourée de mythes et d'idées fausses. La présente étude a discuté que l'obésité a une composante génétique substantielle, mettant l'accent sur l'héritabilité de l'IMC. L'examen préconise également une plus grande éducation publique et compassion pour réduire la stigmatisation de l'obésité, reconnaissant les moteurs biologiques et environnementaux multifactoriels.
Sommaire
Héritabilité de l'IMC
Des études jumelles offrent certaines des meilleures preuves de l'héritabilité de l'IMC. Une étude chinoise impliquant 1 421 paires jumelles a estimé l'héritabilité de l'IMC à 72% et a révélé que l'héritabilité des traits cardiométaboliques et de l'IMC diminuait avec l'âge, et les facteurs environnementaux avaient un rôle plus important que la génétique chez les personnes âgées. Dans une étude israélienne, l'héritabilité était de 39% entre l'IMC médian et progéniture.
Ces études indiquent que l'IMC, et par implication, l'obésité, a une héritabilité élevée, avec une héritabilité globale estimée à 40% à 50%. Néanmoins, des variations de l'héritabilité de l'IMC ont été observées par le sous-groupe BMI; L'héritabilité de l'IMC est d'environ 30% pour les personnes ayant un poids normal et de 60% à 80% pour les personnes atteintes d'obésité. Les études d'association à l'échelle du génome (GWASS) sur l'obésité ont découvert plus de 1 000 variantes qui ont un impact sur l'IMC, la plupart des allèles ne contribuant que quelques grammes au poids corporel.
Les allèles favorisant l'obésité ont un effet plus important chez les personnes ayant une propension à l'obésité ou à la prise de poids, mais ont un impact minimal sur les individus normaux. Ainsi, la pénétrance des allèles influençant l'IMC varie selon l'IMC. Il y a notamment un manque de compréhension de la causalité pour la plupart des loci d'influence BMI identifiés par GWAS. Même lors de la combinaison de milliers de variantes génétiques, les scores de risque polygénique expliquent seulement environ 8% de la variation de l'IMC, ce qui indique que la plupart de l'héritabilité reste non comptabilisée («héritabilité manquante»). Cependant, les variantes de gènes affectant la masse corporelle sont principalement exprimées dans le système nerveux central, en particulier les centres hypothalamiques de contrôle appétitif et métabolique. La revue souligne en outre que les interactions gène-environnement peuvent amplifier le risque génétique et que la complexité de ces facteurs contribue aux défis de l'identification des sources de l'héritabilité manquante.
Microbiome intestinal et contrôle métabolique central et appétitif
Le microbiote intestinal et leurs sous-produits métaboliques communiquent avec le cerveau via des mécanismes directs et indirects. Le microbiome intestinal façonne la propension au gain de poids et à l'IMC via le contrôle métabolique central et appétitif. La composition du microbiome intestinal est en corrélation avec le poids corporel, avec des individus obèses et maigres présentant des compositions distinctes. Les facteurs alimentaires et de style de vie influencent également la composition du microbiome intestinal.
Le microbiome intestinal influence le contrôle hypothalamique du métabolisme et de l'appétit via des effets sur la modulation des signaux hormonaux des cellules entéroendocrines dans la paroi intestinale. Certains de ces effets proviennent de sous-produits métaboliques du microbiote intestinal, tels que les acides gras à chaîne courte (SCFA). Une étude a révélé que les SCFA ont stimulé le récepteur couplé à la protéine G 41 (GPR41), améliorant la sécrétion de peptide YY (PYY), une hormone d'assurance-appétit de type incrétine.
Les SCFA stimulent également GPR43 à compléter les effets sur GPR41, conduisant à la sécrétion de peptide 1 de type glucagon (GLP-1) qui induit la satiété et soutient le contrôle de l'appétit. Les SCFA, via des effets directs centraux et indirects, peuvent avoir un impact significatif sur le contrôle hypothalamique du métabolisme et de l'appétit et représenter un contributeur biologique à l'IMC, bien que les effets précis et les avantages de tous les SCFA et leur interaction soient toujours des domaines d'investigation active, avec une grande partie de la compréhension mécaniste détaillée actuellement dérivée de modèles animaux nécessitant une transformation minutieuse de la physiologie humaine. L'examen note que si les études animales fournissent des informations importantes, les preuves causales directes de ces liens microbiome-cerveau-BMI chez l'homme sont toujours en émergence, et les résultats peuvent varier entre les différents types de fibres alimentaires et les résultats métaboliques.
Le microbiote intestinal peut également avoir un impact sur les neurotransmetteurs et la réceptivité des neurorécepteurs dans le cerveau. Une étude de rongeurs a révélé que l'ingestion chronique de Lactobacillus rhamnosus provoquait des changements dans l'expression des récepteurs de l'acide gamma-aminobutyrique (GABA), qui, à leur tour, étaient associés à une réduction de l'anxiété et d'un comportement dépressif.
De plus, l'absence de tels effets chez les souris vagotomisées soutient un rôle majeur pour le nerf vague dans la médiation des signaux entre le cerveau et le microbiote intestinal. Le nerf vague relie le microbiote intestinal au foie, communiquant avec l'hypothalamus pour contrôler le comportement d'alimentation, l'appétit et le métabolisme. Cependant, ces effets neuro-humoraux et neurotransmetteurs ont été principalement démontrés dans les modèles animaux, et l'extrapolation des humains devrait être faite avec prudence.
Héritabilité du microbiome intestinal
Le microbiome intestinal ne pourrait contribuer à l'héritabilité de l'IMC que s'il est héréditaire en soi. La césarienne (C)-Section élimine le contact néonatal avec les microbes maternels pendant la parturition; En tant que tels, le microbiote intestinal néonatal est dérivé de l'environnement. Lors de l'accouchement vaginal, et également par l'allaitement par l'allaitement via la voie entéro-mammaire, les nouveau-nés sont exposés au microbiome maternel. Une revue systématique a révélé que l'administration vaginale a entraîné de meilleurs modèles de colonisation et une diversité globale du microbiote intestinal infantile par rapport à la césarienne.
L'administration vaginale et l'allaitement permettent également la transmission du microbiote intestinal maternel à la progéniture, soutenant l'héritabilité du microbiote intestinal. Les microbes dérivés maternellement colonisent définitivement l'intestin du nourrisson avec l'accouchement vaginal ou l'allaitement maternel, tandis que les microbes non maternels sont généralement transitoires. La permanence des microbes d'origine maternelle suggère une compatibilité entre les microbes intestinaux du nourrisson et la maternelle, qui peuvent être génétiquement médiés. En outre, bien qu'il ne soit pas strictement un mécanisme biologiquement héréditaire de la même manière que la transmission génétique, le document de recherche note que les environnements alimentaires partagés et les habitudes alimentaires au sein des familles (une influence environnementale) peuvent également contribuer à des similitudes dans le microbiote intestinal parmi les membres de la famille en façonnant la composition microbienne grâce à des expositions alimentaires courantes. La revue distingue ces effets environnementaux et la véritable héritabilité biologique, soulignant que les deux contribuent aux modèles familiaux dans le microbiote intestinal et l'IMC.
Remarques finales
En somme, l'IMC est très héréditaire, mais Gwass n'a identifié qu'une petite proportion de cette héritabilité. Étant donné que l'héritabilité englobe tout trait biologique héréditaire, la recherche au-delà du génome humain est nécessaire pour découvrir une partie de l'héritabilité manquante. Le microbiome intestinal contribue probablement à l'héritabilité de l'IMC, compte tenu de ses effets sur le contrôle métabolique et appétitif et la transmissibilité intergénérationnelle de la maternelle du microbiome intestinal. Il est important de noter, cependant, que l'article d'origine reconnaît qu'une grande partie des preuves actuelles de l'impact du microbiote intestinal sur le contrôle de l'appétit provient principalement d'études des rongeurs, et l'hypothèse est largement basée sur les données d'observation des études humaines, dépourvues de validation approfondie des essais interventionnels humains à grande échelle. Cela met en évidence la nécessité de nouvelles études humaines et de prudence lors de l'extrapolation des résultats. L'examen préconise également une approche de santé publique plus large qui favorise une meilleure compréhension et réduit la stigmatisation. Il recommande que tous les individus, et pas seulement les femmes d'âge reproducteur, s'efforcent d'optimiser leur microbiome intestinal grâce à un régime divers, à base de plantes et riche en fibres.
Compte tenu de l'héritabilité du microbiome intestinal, au moins dans le contexte de l'accouchement vaginal et / ou de l'allaitement maternel, les femmes d'âge reproducteur devraient viser à optimiser leur microbiome intestinal tout au long de la préconception, des périodes de plantes prénatales et post-natales, potentiellement par les régimes riches en chercheurs divers, des aliments plantants non transformés et des aliments formés spécifiques tels que suggérés par les chercheurs. Une meilleure compréhension du public de la pathogenèse de l'obésité et que l'IMC est largement hérité par la génétique et le microbiome intestinal pourrait favoriser un changement culturel dans les attitudes sociétales envers les personnes obèses.
