Debelost in geni. Kateri geni povzročajo debelost?

Debelost se pojavi iz številnih razlogov, vključno z genetskimi. Znanstveniki ocenjujejo, da lahko geni predstavljajo skoraj 70% nihanj telesne teže. Ali to pomeni, da so geni odgovorni za večino debelosti?

Preberite tudi: Kaj podedujemo od svojih prednikov ali GENI, odgovorni za naš temperament, ... Debelost - vzroki, zdravljenje in posledice

Debelost je zapletena kronična bolezen, ki izhaja iz številnih okoljskih, presnovnih, psiholoških, hormonskih in genetskih vzrokov. Največji vpliv na razvoj debelosti imajo okoljski dejavniki, med katerimi so predvsem prekomerna oskrba s predelano visokokalorično hrano in nizka telesna aktivnost ter motnje pri delu hormonov lakote in sitosti. Znanstvene raziskave pa kažejo, da so geni pomembni tudi pri nastanku debelosti. Predlagamo, kako geni in njihovo dedovanje prispevajo k debelosti in katere vrste so genska debelost.

Kazalo:

1. Debelost in geni - kaj so genetski poliformizmi?
2. Debelost in geni - kaj so genske mutacije?
3. Debelost in geni - vrste debelosti z genetskim ozadjem
4. Debelost in geni - monogenska debelost
5. Debelost in geni - debelost, povezana z genetskimi sindromi
6. Debelost in geni - poligenska debelost
7. Debelost in geni - kaj je odgovorno za debelost: geni ali okolje?
8. Debelost in geni - molekularna diagnostika debelosti

Debelost in geni - kaj so genetski polimorfizmi?

Med drugim tudi genetski polimorfizmi Enonukleotidni polimorfizmi (SNP) Polimorfizmi posameznih nukleotidov) gre za majhne spremembe v genomu. Posledica polimorfizmov je pojav različnih genskih različic v človeški populaciji. To pa vpliva na fenotip, tako izgleda vsak od nas in se odziva na okoljske dejavnike. Tako lahko genetski polimorfizmi vplivajo na tveganje za razvoj različnih bolezni, presnovo mikro- in makrohranil, zdravil in celo delno določajo človekove psihološke značilnosti. Vsak polimorfizem je dobil identifikacijsko številko, ki se začne s črkami "rs", npr. Rs9939609 za genski polimorfizem FTO.

Debelost in geni - kaj so genske mutacije?

Mehanizem tvorbe polimorfizma in genetske mutacije je podoben, torej je posledica napak med podvajanjem DNA, vendar so njihove posledice različne. Biološki učinek polimorfizma je subtilnejši kot učinek mutacije. Običajno povzroči drugačen odziv na okoljske dejavnike, npr. Prehrano, odpornost na toksine. Zato naj bi nas prisotnost določenega polimorfizma nagnila k na primer debelosti ali raku dojke. To seveda ne pomeni, da moramo zboleti za temi boleznimi. Po drugi strani pa so genetske mutacije običajno tako škodljive za telo, da zelo pogosto vodijo v resne dedne bolezni. V nasprotju s polimorfizmi je učinek mutacije nepopravljiv in neodvisen od okoljskih dejavnikov. In čeprav se ta delitev zdi očitna in jasna, znanstvenikom ne uspe vedno jasno postaviti meje med mutacijo in genetskim polimorfizmom.

Debelost in geni - vrste debelosti z genetskim ozadjem

• Monogena (izolirana) debelost, to je debelost, ki jo povzroči mutacija enega samega gena.
• Debelost, povezana z genetskimi sindromi, kjer je debelost le en simptom podedovane genetske motnje.
• Poligenska debelost (pogosta), to je posledica prisotnosti genetskih polimorfizmov v več genih - najpogostejša oblika debelosti z genetsko osnovo.

"Geni za debelost" lahko povzročajo ne samo debelost. Le malo genov kodira beljakovine, ki so odgovorne samo za eno biokemijsko pot, zato so lahko učinki polimorfizma enega gena večsmerni. Zato lahko "geni za debelost" povzročajo tudi sladkorno bolezen tipa 2, motnje lipidov, raka in bolezni srca in ožilja.

Debelost in geni - monogenska debelost

Monogena debelost se pojavi le pri nekaj odstotkih populacije in povzroči debelost III. Stopnje, tako imenovano morbidna debelost v zgodnjem otroštvu. Do zdaj je bilo opisanih več genov, katerih mutacije lahko povzročijo monogeno debelost, in so: LEP, LEPR, POMC, MC4R, PCSK1, SIM1, BDNF, NTRK2, GRHB. Ti geni kodirajo beljakovine, ki lahko neposredno ali posredno prispevajo k debelosti. Večina jih je povezanih s t.i. sistem leptin-melanokortin, ki nadzoruje občutek lakote in sitosti.

Najbolj preučeni v okviru monogenske debelosti so: gen LEP (eng. leptin) kodiranje leptina in gena LEPR (leptinski receptor), ki kodira receptor za leptin. Leptin ali "hormon sitosti" je molekula, ki jo izločajo maščobne celice in uravnava presnovo, povezano z vnosom hrane. Leptin deluje na leptinske receptorje, ki se nahajajo v hipotalamusu, skozi katerega se zavira refleks lakote. Odkritje vloge mutacij v leptinu in njegovih receptorskih genih pri tvorbi monogenske debelosti je bilo doseženo zahvaljujoč opazovanjem na laboratorijskih miših, v katerih so geni LEP in LEPR bili so močno poškodovani. Opazili so, da imajo te miši neomejen apetit, kar je povzročilo izjemno debelost. Kasnejše študije so pokazale, da živali z gensko mutacijo LEP imel prenizko koncentracijo leptina v krvi in ​​z genskimi mutacijami LEPR so bili odporni na delovanje leptina.

Tudi pri ljudeh mutacije genov, povezanih z leptinom, povzročijo skoraj popolno odsotnost leptina v krvi ali odpornost leptinskih receptorjev na njegove učinke ter posledično pretiran apetit in debelost. Poleg tega so pri ljudeh učinki pomanjkanja leptina vedenjske motnje, imunske pomanjkljivosti in visoka raven insulina v krvi.

Drug pomemben gen, katerega mutacije motijo ​​pot leptin-melanokortin, je gen MC4R (eng. receptor za melanokortin 4), ki kodira receptor za melanokortin 4. Ta receptor se veže na hormon proopiomelanokortin, skratka POMC. Omeniti velja, da genske mutacije POMC proopiomelanokortin povzroča tudi monogeno debelost. Ljudje z genskimi mutacijami MC4R imajo povečan apetit in obroki, ki jih jedo, so veliko večji kot pri ljudeh brez te mutacije. Poleg tega imajo visoko raven inzulina v krvi.

Glede na to, da monogeno debelost povzročajo genske mutacije, ki motijo ​​nepovratno pomembne presnovne poti, so možnosti zdravljenja omejene. Izjema so ljudje z gensko mutacijo LEPker lahko v tem primeru pomanjkanje leptina nadomestimo z zunanjim dajanjem hormona.

Debelost in geni - debelost, povezana z genetskimi sindromi

Genetski sindromi, povezani z debelostjo, so skupina bolezni, pri katerih je debelost le en simptom. Skupaj je bilo opisanih približno 25 takšnih bolezni. Poleg debelosti so zanje značilne prirojene napake, motnje v duševnem razvoju in posebne vedenjske motnje. Genetski sindromi, povezani z debelostjo, so izjemno redki in jih povzročajo predvsem obsežne genetske spremembe, ki vključujejo izgubo ali podvajanje fragmentov kromosomov. Kromosomi so strukture, v katerih prebivajo vsi geni v celici, zato njihova škoda povzroči nepravilnosti v številnih genih hkrati.

Najpogostejši je Prader-Willijev sindrom. Incidenca tega sindroma je 1: 10.000-50.000 rojstev. Glavni vzrok PWS je izguba fragmenta kromosoma 15 (regija 15q11-q13), ki je podedovan po očetu. Tako velike genetske izgube povzročajo okvare številnih genov. Zato poleg ekstremne debelosti ljudje s PWS trpijo tudi za zmanjšanim mišičnim tonusom (hipotonija), slabo izraženostjo obraza, pretiranim apetitom, motnjami v duševnem razvoju in motnjami spanja. Verjeten mehanizem debelosti pri tem sindromu je motnja biokemičnih poti v hipotalamusu, povezana z izločanjem grelina (imenovanega "hormon lakote"). Visoka raven grelina pri bolnikih povzroči neomejen apetit.

Priporočen članek:

Prader-Willijev sindrom - vzroki, simptomi in zdravljenje

Drug primer genetskega sindroma, pri katerem je debelost prevladujoči simptom, je Bardet-Biedlov sindrom.Pri bolnikih s tem sindromom se debelost razvije med 1. in 2. letom starosti. Drugi simptomi sindroma vključujejo prisotnost odvečnih prstov na rokah in nogah (polidaktilija), degeneracija očesne mrežnice, motnje v duševnem razvoju, motnje v razvoju genitalnih organov in ledvic. Sindrom povzročajo mutacije vsaj 20 genov (vklj. BBS1, BBS2, BBS3, BBS4, BBS5, BBS6, BBS7, BBS8, BBS9, BBS10).

Priporočen članek:

Debelost in geni. Kaj je Bardet-Biedlov sindrom?

Drugi opisani genetski sindromi, povezani z debelostjo, vključujejo:

• Cohenov sindrom
• Börjeson-Lehmanov sindrom
• Alströmov sindrom
• Simpsonov-Golabijev sindrom
• Carpenterjev sindrom
• Wilson-Turnerjev sindrom
• Smith in Magenisov sindrom
• sindrom disomije kromosoma 14

Debelost in geni - poligenska debelost

Odkritje poligenske debelosti je bilo prelomno, saj naj bi predstavljalo več kot 90% debelosti. V zelo velikih študijah, v katerih so sodelovali enojajčni dvojčki (torej z istim genomom), je bilo dokazano, da geni predstavljajo skoraj 70% razlike v telesni teži, izmerjeni z indeksom telesne mase (ITM). Kljub temu je poudarjeno, da je pri poligenski debelosti zelo pomembna interakcija med "geni za debelost" in okoljskimi dejavniki, torej življenjskim slogom. Zato v tem primeru govorimo o nagnjenosti k debelosti. Z drugimi besedami, samo zato, ker imamo neugodne različice "genov za debelost", še ne pomeni, da moramo postati debeli. Iz tega razloga so raziskave poligenske debelosti zelo težke, saj ni enostavno dokazati vzročno-posledične povezave med določenimi geni in načinom življenja.

Prvi odkriti in najbolje preučeni gen, ki nagiba k debelosti, je gen FTO (eng. gen, povezan z maso maščobe in debelostjo). Kodira encim 2-oksoglutarat demetilaze, ki se izraža zlasti v hipotalamusu in otočkih trebušne slinavke, kar kaže na njegovo pomembno vlogo pri uravnavanju presnove energije v telesu. Prisotnost neugodne različice polimorfizma gena rs9939609 FTO (tako imenovana varianta AA, ki se pojavlja pri 16% Evropejcev) je bila povezana z večjim tveganjem za debelost in diabetes tipa 2 v primerjavi s tipičnimi različicami tega gena (tako imenovani različici TT in TA). Čeprav molekularni mehanizmi, ki vodijo do takšnih predispozicij, niso povsem pojasnjeni, so študije, ki so vključevale otroke, pokazale, da genski polimorfizmi FTO lahko med drugim vplivajo na oskrbo s hrano, zlasti tisto z visoko kalorijami. Dokazano je, da otroci z neugodno gensko varianto FTOki so imeli neomejen dostop do visokokalorične hrane, so jo zaužili veliko več kot otroci s tipičnimi možnostmi.

Vendar je najbolj zanimiv vidik strategij zdravljenja poligenske debelosti "občutljivost" genskih polimorfizmov FTO za spremembe življenjskega sloga. Objavljene metaanalize so pokazale, da lahko debeli ljudje z različico AA poleg tega, da so bolj nagnjeni k škodljivim vplivom na življenjski slog in so tako nagnjeni k debelosti, učinkoviteje zmanjšajo telesno težo z uvedbo ustrezne prehrane in telesne aktivnosti kot ljudje z različicami TT in TA. Druge študije so pokazale, da pri ljudeh, ki so podvrženi bariatrični operaciji, spremenljivost genov FTO pomaga tudi pri vzdrževanju zdrave telesne teže po operaciji.

Pomembno

Zelo pogosto lahko spremembe v genih, ki prispevajo k monogeni debelosti, sodelujejo pri nastanku poligenske debelosti. Primer je gen MC4R. Razlika je v tem, da je pri poligenski debelosti stopnja genske poškodbe blažja, saj jo povzroča polimorfizem. Domneva se, da je mehanizem, s katerim so genski polimorfizmi MC4R vplivajo na nagnjenost k debelosti zaradi pogostejših prigrizkov med obroki in nagnjenosti k prenajedanju. Različice tveganja polimorfizma gena rs17782313 MC4R (Različici CT in CC) so povezani z višjim ITM pri otrocih in odraslih, pogostejšim prigrizkom in težnjo k uživanju visokokalorične hrane. Zanimivo je, da se je izkazalo, da lahko sredozemska prehrana oslabi vpliv neugodnih različic obeh genskih polimorfizmov FTOin MC4R.

Ali veš to...

Gene lahko spremenimo s svojim življenjskim slogom. Kolikor se sliši absurdno, odkritja v zadnjih letih kažejo, da je! Tako imenovani epigenetske modifikacije, ki so nekakšna vez med genetiko in okoljem. Epigenetske spremembe lahko dobesedno "vklopijo" in "izklopijo" izražanje nekaterih genov z molekularnimi kemičnimi oznakami. Najpomembneje je, da tovrstne spremembe ne spremenijo strukture DNK, torej niso nekakšna nepovratna genska mutacija, ampak nekaj, kar se spreminja dinamično, zlasti pod vplivom okoljskih dejavnikov. Življenjski slog lahko sproži epigenetske spremembe, s čimer se spremeni tveganje za debelost in njene zaplete.

Debelost in geni - kaj je odgovorno za debelost: geni ali okolje?

Odgovor na to vprašanje je težak. V primeru monogenske debelosti in genetskih sindromov, povezanih z debelostjo, okoljski dejavniki ne bodo vplivali na fenotip debelosti tako močno (če sploh) kot pri poligenski debelosti, katere fenotip je tesno odvisen od interakcije z okoljem.

Prehranjevalne navade so še posebej pomembne pri razvoju debelosti, v veliki meri pa jih oblikuje okolje, v katerem odraščamo. Znanstvene raziskave kažejo, da so tu zelo pomembni vloga staršev in prehranjevalne navade, ki jih prenašajo nanje. Poudarjeno je, da to še posebej velja za uživanje manj kalorične hrane, a bolj hranljive, na primer zelenjave, katere uživanje oblikujejo pozitivne ali negativne izkušnje s temi živili. V nasprotju z visokokalorično hrano, npr. Sladkarijami, kjer imajo prirojene nagnjenosti večjo vlogo.

Ali veš to...

Na prehranjevalne navade lahko vplivajo geni, na primer z občutkom okusa. Tako imenovani maščobna aroma, ki lahko predstavlja šesto vrsto arome, ki prepozna maščobne kisline. Občutki okusa, povezani z živili, bogatimi z maščobami, lahko privedejo do njene prekomerne zaloge v prehrani in posledično povzročijo debelost. Genski polimorfizmi lahko vplivajo na "okus maščobe" CD36 (eng. grozd diferenciacije 36). Ugotovljeni so bili trije najpogostejši genski polimorfizmi CD36: rs1761667, rs1527483 in rs3840546. Dokazano je, da so ljudje z različicama GG in GA polimorfizma rs1761667 bolj občutljivi na "okus maščobe" in imajo sposobnost zaznati bistveno nižjo koncentracijo maščobnih kislin v hrani kot pri različicah AA, ki za doseganje enake stopnje občutka okusa zahtevajo veliko večjo vsebnost te komponente v posodah . "Okus maščobe" lahko posredno vpliva na prehranjevalne navade. Preobčutljivost za maščobne kisline v hrani je povezana z nižjo zalogo izdelkov z visoko vsebnostjo maščob v prehrani in nižjim indeksom ITM.

Raziskave so pokazale, da lahko tudi oblike preživljanja prostega časa, kot je gledanje televizije, povečajo negativni učinek "genov za debelost". Seveda to ne kaže na interakcijo genov s časom, porabljenim za gledanje televizije, ampak na odnos med načinom preživljanja časa (v tem primeru ne preveč aktivnega) s povečanim tveganjem za debelost. Druge študije so pokazale, da ljudje, ki imajo raje tovrstno preživljanje prostega časa, jedo tudi več kalorične, nezdrave hrane.

Večina strokovnjakov poudarja, da so okoljski dejavniki kljub vsemu ključnega pomena pri epidemiji debelosti. Razložiti to predvsem, da se naši geni ne spreminjajo tako hitro kot življenjski slog, ki ga trenutno vodimo. Primer so prej omenjeni genski polimorfizmi FTO, kjer je bilo v številnih študijah dokazano, da je nagnjenost k debelosti mogoče premagati z ustrezno prehrano in telesno aktivnostjo.

Debelost in geni - molekularna diagnostika debelosti

Molekularne teste za genetske osnove debelosti lahko izvajamo v kateri koli starosti, saj je naš genom skozi vse življenje nespremenjen. Pri odločitvi za izvedbo testa je pomembna podrobna družinska anamneza, saj lahko kaže na dedno naravo debelosti. Če ima bolnik poleg debelosti še druge resne motnje, na primer intelektualno prizadetost, to lahko nakazuje na genetski sindrom, povezan z debelostjo. Pri diagnozi genetskih sindromov, povezanih z debelostjo, se s citogenetskimi tehnikami oceni struktura in število kromosomov v celici. Kadar raziskava izključuje genetske sindrome, je pomembna tudi zgodovina prehrane in navad. Če kaže na prevelik vnos kalorij z nizko telesno aktivnostjo, je treba razmisliti o poligenski debelosti. V takem primeru lahko izvedemo testiranje na genetske polimorfizme, npr. Gene FTO ali MC4Rkar lahko potrdi nagnjenost k debelosti.

Preskusi prisotnosti mutacij in polimorfizmov se izvajajo z metodami molekularne biologije, ki temeljijo predvsem na verižni reakciji polimeraze (PCR). Najpogostejše je Sangerjevo zaporedje. Testi se lahko izvajajo v specializiranih bolnišnicah, ki imajo genetske laboratorije. Poleg tega je na trgu več komercialnih podjetij, ki izvajajo genetsko testiranje na "gene za debelost". Za pridobitev rezultata se je treba posvetovati s strokovnjakom za medicinsko genetiko, da se oceni klinični pomen odkrite genske mutacije / polimorfizma.

Literatura:
1. Abete I. et al. Različne prehranske strategije za hujšanje pri debelosti: vloga energije in vsebnosti makrohranil. "Nutr Res Rev" 2006, 19, 5–17.
2. Fenech M. et al. Nutrigenetika in nutrigenomika: stališča do trenutnega stanja in uporabe v raziskavah in praksi na področju prehrane. "J Nutrigenet Nutrigenomics" 2011, 4, 69–89.
3. Frayling T.M. et al. Pogosta varianta gena FTO je povezana z indeksom telesne mase in nagiba k debelosti pri otrocih in odraslih. "Znanost" 2007, 316, 889–894.
4. Barczyk A. et al., Genetika debelosti - patogeneza, klinični in diagnostični vidiki. Razvojna medicina, 2017; XXI, 3, 186-202.
5. Maes H. et al. Genetski in okoljski dejavniki pri relativni telesni teži in človeški debelosti. Obnašaj se. Genet. 1997; 27: 325–351.
6. Męczekalski B. et al. Vloga genov pri debelosti. Sodobni pogledi, patogeneza, klinični vidiki. Endokrinologija, debelost in presnovne motnje 2008, 5 (1), 27-37.
7. Hinney A. et al. Od monogenske do poligenske debelosti: nedavni napredek. Eur Otroška mladostniška psihiatrija. 2010 marec; 19 (3): 297-310.
8. Savage S.J. et al. Vpliv staršev na prehranjevalno vedenje. Zanositev do mladostništva. J Law Med Ethics. 2007; 35 (1): 22–34.
9. Hinney A. et al. Od monogenske do poligenske debelosti: nedavni napredek. Eur Otroška mladostniška psihiatrija. 2010 marec; 19 (3): 297-310.
10. Xi B. et al. Povezava med običajnim polimorfizmom v bližini gena MC4R in tveganjem za debelost: sistematični pregled in metaanaliza. "PLoS One" 2012, 7 (9), e45731.
11. Ortega-Azorín C. et al. Povezave polimorfizmov FTO rs9939609 in MC4R rs17782313 s sladkorno boleznijo tipa 2 se modulirajo s prehrano in so večje, če je spoštovanje mediteranskega vzorca prehrane nizko. "Cardiovasc Diabetol" 2012, 6 (11), 137.
12. Qi Q. et al. Gledanje televizije, telesna aktivnost v prostem času in genetska nagnjenost k indeksu telesne mase pri ženskah in moških. Obtok. 2012, 9. oktober; 126 (15): 1821-7.
13. Puška K. Genetika okusa. Ali lahko geni določajo prehranjevalne navade? Sodobna dietetika 11/2017.

Pomembno

Poradnikzdrowie.pl podpira varno zdravljenje in dostojno življenje ljudi, ki trpijo zaradi debelosti.
Ta članek ne vsebuje nobene vsebine, ki diskriminira ali stigmatizira ljudi, ki trpijo zaradi debelosti.