מיקרוביום1 מערכת העיכול מוכר יותר ויותר כבעל תפקידים בסיסיים בפיזיולוגיה ובריאות האדם (ראה כתבה 'מיקרוביום, מיקרוביוטה, פרוביוטיקה וּפְּרֶה-ביוטיקה – חלק א, חלק ב וחלק ג'). השאלה המרכזית היא באיזו מדה הרכב המיקרוביום מושפע מהגנטיקה של הפונדקאי האנושי, והיא אינה ברורה.
מחקר ישראלי, שהתפרסם ב-Nature, השתמש בעוקבה של 1046 מבוגרים בריאים בגילאי 70-18 על מנת לבדוק קשרי מיקרוביום-גנטיקה. לפני המחקר, המשתתפים ענו על שאלונים רפואיים, על אורח חיים, ועל שאלונים תזונתיים. כל המשתתפים נוּטרו באמצעות גלוּקוֹמטר (מד סוכר בדם) רציף במשך 7 ימים. במשך תקופה זו המשתתפים נתבקשו לדווח באמצעות טלפון חכם (smartphone) על כל פעילותיהם היומיות, כולל כל ארוחותיהם.
בוצע מיפוי הרצף הגנטי של המשתתפים וכן מיפוי מפורט של הרכב המיקרוביום שלהם. החוקרים העריכו את מדת הקרבה בין המשתתפים. כמו כן, העריכו החוקרים את התורשה של המיקרוביום ואת שפע המינים (taxa) המוּרָשים (heritable). קודדו החיידקים שהיו קיימים ב-95% מהמשתתפים. נבדק מיקרוביום משותף למשתתפים קרובים או כאלה ששיתפו משק בית. בכל אחד מהמשתתפים נבדקו קשרים בין 201 גורמי סביבה לבין המיקרוביום. לגבי כל משתתף חושב המצב הגליקמי, אשר התבסס, בין היתר, על המוגלובין מסוכרר2 (HbA1C), רמות גלוקוז (סוכר) בצום ותגובה לארוחות סטנדרטיות (תגובה של מזונות לגלוקוז).
ממצאים
הגיל הממוצע של המשתתפים היה 42.6 שנה. נשים היוו 61% מהמשתתפים. ה-BMI הממוצע של המשתתפים היה 26.6 ק"ג/מ2. היקף מותניים3 ממוצע היה כ-88 ס"מ. יחס מותניים/ירכיים ממוצע היה 0.84. ממוצעי הרמות בדם של הכולסטרול, ה-HDL-כולסטרול, הגלוקוז בצום וההמוגלובין המסוכרר היו תקינים. צריכת האנרגיה (קלוריות) הממוצעת הייתה כ-1,870 קילוקלוריות.
על פי דיווח-עצמי של המשתתפים, במדגם היו: 508 ממוצא אשכנזי; 64 ממוצא צפון אפריקאי; 34 ממוצא מזרח תיכוני; 19 ממוצא ספרדי; 13 ממוצא תימני; 408 ממוצא מעורב/מוצא אחר (כגון הודו, אפגניסטן, פקיסטן).
קשרים בין מיקרוביום לבין גנטיקה
1. שני מרכיבים גנטיים עיקריים נמצאו קשורים באופן חזק במוצא המשתתפים כפי שדווח על ידם.
2. לא נמצא קשר בין מוצא גנטי של המשתתפים לבין הרכב המיקרוביום, דבר המצביע על כך שהמיקרוביום אינו קשור חזק בגנטיקה של הפונדקאי.
3. לא נמצא קשר בין הרכב המיקרוביום לבין קרבה גנטית.
4. על פי ניתוח נתוני תאומים, נמצא כי השפעת הגנטיקה על הרכב המיקרוביום היא בטווח של 1.9% ולכל היותר 8.1%.
קשרים בין מיקרוביום לבין סביבה
שיתוף משק בית (household sharing) בהווה או בעבר יכול חלקית לקבוע את הרכב המיקרוביום, בו בזמן שנמצאה עדות מזערית לקווי דמיון במיקרוביום בין משתתפים קרובים אשר לא שתפו משק בית.
1. עשרים וארבעה זוגות של משתתפים קרובים (מדרגה שניה עד חמישית), אשר לא ניהלו משק בית משותף, בהשוואה לזוגות לא-קרובים שגם הם לא ניהלו משק בית משותף, לא היו בעלי הרכב מיקרוביום דומה.
2. ב-55 זוגות של משתתפים קרובים מדרגה ראשונה, אשר ניהלו משק בית משותף, נמצאו קווי דמיון במיקרוביום ברמת הסוג (genus) והזן (species) וברמת הגנים של החיידקים.
3. ב-32 זוגות של משתתפים לא-קרובים גנטית, אשר ניהלו לאחרונה משק בית משותף נמצאו קווי דמיון במיקרוביום ברמת הזן (species) וברמת הגנים של החיידקים.
קשרי מיקרוביום-פנוטיפ4
המיקורביום נמצא קשור בפנוטיפים רבים, כמו HDL-כולסטרול, צריכת לקטוז (סוכר חלב), היקף מותניים, היקף ירכיים, יחס מותניים/ירכיים, מצב גליקמי, BMI, רמות גלוקוז בצום, המוגלובין מסוכרר.
שימוש בנתונים גנטיים ביחד עם פרופיל המיקרוביום, שיפר באופן משמעותי את מידת היכולת לחזות באופן מדויק את הפנוטיפים האנושיים בהשוואה לשימוש בנתונים גנטיים מלבד. למשל, לאחר תקנון לגורמים סביבתיים וגנטיים, המיקרוביום תרם ל-36% מהשוני בין האנשים ברמות ה-HDL-כולסטרול ול-25% מהשוני ב-BMI.
מסקנות החוקרים
ממצאי המחקר מצביעים על כך שמיקרוביום המעיים מעוצב בעיקר על ידי גורמים סביבתיים והגורם הגנטי תורם לחלק קטן בלבד מהשוני בין אנשים באוכלוסיית החיידקים.
בתגובה למחקר, מיקרוביולוגית מאוניברסיטת קוֹֹרְנֵל (ארה"ב), ציינה בכתבה ב-The Scientist, כי הממצאים חשובים כשחושבים על שימוש במיקרוביום כיעד טיפולי במחלות. קשה יותר לכוון את הטיפול התֶרָפּוֹיטי לטיפול בחיידקים הנקבעים על ידי גנטיקה מאשר לטיפול בחיידקים המושפעים מגורמי סביבה.
1מיקרוביום – הוא הגנום המצרפי של כל המיקרוביוטה (כלל המיקרואורגניזמים בגוף), כלומר קידוד הגנים של החיידקים בדומה לקידוד הגֶנום האנושי; גנוֹם הוא מִכְלוֹל הַגֵּנִים, כלומר כלל המידע התורשתי באורגניזם המקודד ב-DNA, ובחלק מהנגיפים ב-RNA; מאמרים מדעיים לעתים מבלבלים בין שני המונחים.
2המוגלובין מסוכרר – בודק את רמת הגלוקוז (הסוכר) הממוצעת בדם במשך 3-2 חודשים אחרונים.
3היקף מותניים ויחס מותניים/ירכיים – השמנה ביטנית מוגדרת, לפי הקריטריונים של ארגון הבריאות העולמי, כהיקף מותניים הגבוה מ-88 ס"מ בנשים ובגברים, כגבוה מ-102 ס"מ או כיחס מותניים/ירכיים הגבוה מ-0.85 בנשים ובגברים, כגבוה מ-0.90.
4פנוטיפ – התכונות שניתן לראות אצל אדם, הנובעות מיחסי גומלין בין הגנים שלו (גנוטיפ) לבין הסביבה.
שתפו אותי
