A csökkentett kalóriatartalmú, makrotápanyag-diéta változásának hatása a kaukázusi férfiakra az elhízással, a megnövekedett BMI-vel és az étrendi reakcióval összefüggő genotípusok vonatkozásában

Absztrakt

Az elhízás egyre növekvő válság az 1. világban, és az elhízás okait jól tanulmányozzák: a fizikai aktivitás hiánya és a megnövekedett kalóriabevitel. Ez az energia-egyensúlyhiány zsírfelhalmozódáshoz vezet, amely végül elhízáshoz vezet. Bár az ok egyértelműnek tűnhet, az életmódváltás és/vagy a hatékony fenntarthatóság mellett hatékony étrend-tervezés lehetőségei nehezebben elérhetőek. Az elhízáshoz kapcsolódó genetikai változatok utalhatnak arra, hogyan lehet az étrendet az egyén számára a legjobban testre szabni, ami jobb fenntarthatóság mellett könnyebben változtatható életmódhoz vezet. Ennek a tanulmánynak az volt a célja, hogy összefüggéseket találjon az étrend változásával, amely napi 200 kcal-kal csökkentette a kcal bevitelt, makrotápanyag-változással (csökkent szénhidrát- és telítetlen zsírtartalom) és genetikai összetevőkkel a válaszadók és a nem reagálók felderítésére. A kaukázusi férfiak vizsgálati csoportján belül a TCF7L2, TFAP2B, PPARG2 és FTO gének mind befolyásolták az étrendi beavatkozás válaszát. Összefoglalva, körültekintő lenne a DNS-elemzést az étrend és az életmód tesztek részeként tekinteni a fenntartható és hatékony életmód/diétás beavatkozás személyre szabása érdekében, amely elősegíti a testsúlyt.

Bevezetés

Az elhízás általános ismerete annak az eredménye, amikor az energiafogyasztás krónikusan meghaladja az energiafelhasználást, ami pozitív nettó energiamérleget eredményez. Annak ellenére, hogy az elhízás megelőzése és kezelése egyre jobban tanulmányozott témává válik, az elhízás világszerte még mindig növekszik. Tény, hogy az állapot patofiziológiája összetett, az energiafogyasztás és az energiafogyasztás okai többtényezõk. Az energiafogyasztás fő módszerei a következők:

Az ételek hőhatása (TEF)

A testmozgás nélküli aktivitás termogenezise (NEAT)

Újonnan talált genetikai hajlam, amely növelheti vagy csökkentheti a természetes energiafelhasználást.

Az adatok azt mutatják, hogy genetikai hozzájárulás van az elhízáshoz a populációkban. Az egyéneknél nagyobb valószínűséggel alakul ki az elhízás fenotípusos kifejeződése a környezet megengedő szerepe alapján, amelynek fő kapcsolata erős genetikai hajlam. Az emberi genomban több mint 40 helyet fedeztek fel, amelyek növelhetik az elhízás iránti genetikai hajlamot, beleértve az elhízás poligénes eseteit is; több génmutáció, egy nukleotid polimorfizmus és Mendeli elhízás (1)

Ennek következtében a táplálkozási genomika azt sugallja, hogy az azonos obesogén viselkedésben (környezeti kölcsönhatások) szenvedő egyének, az elhízást elősegítő genetikai mutációval rendelkezők valószínűleg hízni fognak, míg a mutációk nélküliok nem híznak. Az elhízást nem szabad fenotípusos betegségként kezelni; ehelyett a hatékony kezelésnek tartalmaznia kell a környezeti, fiziológiai, pszichológiai, biokémiai és genetikai tényezők kombinációját (2) .

Egy jelentés vázolta, hogy 127 olyan gént találtak, amelyek egy pozitív összefüggést mutatnak az elhízással, és ezek közül 22-et öt pozitív tanulmány támogatott (3). Ezek a gének a következők voltak: ACE, ADIPOQ, ADRB2, ADRB3, DRD2, GNB3, HTR2C, IL6, INS, LDLR, LEP, LEPR, LIPE, MC4R, NR3C1, PPARG, RETN, TNFA, UCP1, UCP2, UCP3 és VDR.

A vizsgálatok azt sugallják, hogy öt általános genotípus létezik, amelyekbe számos gén besorolható. Ezek a genotípusok:

A takarékos genotípus - ebben a genotípusban az egyén alacsony metabolikus sebességgel rendelkezik, ezért alacsonyabb a termogenezis szintje.

A hiperfág genotípus - ezek az egyének rosszul ellenőrzik az étvágyat és alacsony a jóllakottság szintje, ami azt jelenti, hogy fokozott a túlfogyasztás kockázata

Az ülő genotípus - ez a genotípus alacsony fizikai aktivitású (a normál NEAT felett van)

A lipidoxidációs genotípus - ezek az egyének alacsony lipidoxidációs szinttel rendelkeznek, ezért nem használják hatékonyan a zsírraktárakat energiaforrásként.

Az adipogenezis genotípus - ezek a genotípusok magasabb lipidtárolókapacitással társulnak, ami azt jelenti, hogy a túltáplálás valószínűleg bővíti az adipocita tárolást.

Szinergikus összefüggés van a környezeti tényezők és a gének között, ami azt jelenti, hogy genetikai mutációk jelenlétében megnő az elhízás kockázata, amelynek súlyosságát a környezettel való kölcsönhatások határozzák meg.

Mód

A tanulmány célja a következő volt: A genotípus és a BMI közötti összefüggés vizsgálata 29 és 38 év közötti kaukázusi férfiaknál (n = 92).

Egyre elterjedtebb a genetikai szűrés alkalmazása az elhízás kezelésének javítására. A tanulmány célja a genotípusok, a BMI és a súly közötti összefüggés értékelése volt. Ezen túlmenően makrotápanyag-módosítást alkalmaztak úgy, hogy a KCAL-t szénhidrátról KCAL-ra cserélték a zsírokból, egyszerű napi 200 kcal-os csökkentéssel 24 hét alatt. A BMI-t és a súlyt aktív egészséges férfiaknál (n = 92) értékeltük, hogy kvázi-kísérleti vizsgálati terv segítségével meghatározzuk a genotípusok társulását. A 24 hetes program során eredetileg 78 gént értékeltek, amelyek csak az egyének életmódjának étrendi tényezőit változtatták meg, testmozgás vagy fizikai aktivitás protokollt nem vezettek be:

A makrotápanyagok megváltoztatása miatt a túlnyomórészt cukor alapú élelmiszerekből 350 kcal-t (87,5–90 g) vágtak ki, és 150 kcal (16,6 - 20 g) túlnyomórészt telítetlen zsíralapú ételekkel helyettesítették, így napi 200 kcal-hiány maradt.

Outliers

A teljes súlycsökkenés és a BMI-veszteség értékeit irreális értékek és kiugró értékek szempontjából ellenőriztük, és az ilyen értékeket és kiugró értékeket kizártuk az értékelésből. A> 15 kg súlycsökkenés értékeit kizártuk, mivel a 24 hetes beavatkozást követően túlzottnak tartották őket.

Statisztika teszt

A kiértékelt 78 gén közül csak 8 hívta fel a figyelmet a kiugró értékek eltávolítása és a hiányzó genotípusok eltávolítása után. Hardy-Weinberg tesztet hajtottak végre mind a 8 genotípuson az egyensúly kimutatása céljából. T-teszteket végeztek a kiindulási BMI szempontjából a 24 hetes beavatkozás előtt és után. A T-tesztek jelentős génjei lineáris regressziós modellen estek át a genotípusok BMI-re és súlyra gyakorolt hatásainak elemzésére.

Eredmények

5 résztvevőt kizártak a vizsgálatból 15 kg-os vagy annál nagyobb súlycsökkenés miatt, amelyet 24 héten át túlzottnak tekintettek.

A résztvevők átlagos kiindulási BMI-je 27,9 kg/m 2 volt, az átlagos súly pedig 90 kg volt a vizsgálat kezdetén. Az étrend makrotápanyag-módosítását követően a szénhidrát-bevitel csökkenése és a zsírbevitel növekedése átlagosan -8 kg-ot fogyott a résztvevők és A BMI 3,5 kg/m 2 -vel csökkent. (2. táblázat).

Példa élelmiszercserére

Az intervenció előtti és utáni átlagos leíró statisztikák.

8 gént és azok polimorfizmusát vezettük be a Hardy Weinberg-egyensúlyba (3. táblázat), és további elemzéseket végeztünk ezeken a géneken. Ezen 8 gén T-tesztjei izolálták az eredményeket, és csak 4 gént találtak statisztikailag szignifikánsnak a BMI és a súlycsökkenés kimenetelét megelőző és utáni beavatkozások során. Ezután egy regressziós elemzés megvizsgálta a genotípusok 4 génre gyakorolt hatását, amelyekről kimutatták, hogy jelentős különbségek vannak. Ezek voltak:

Mutatja azt a négy gént, amelyek Hardy-Weinberg egyensúlyban voltak, és jelentős hatással voltak a beavatkozás előtt és után. (∗ NC/HEZ/HOZ = Nem hordozók/heterozigóták/homozigóták)

TCF7L2

Az átlagos súlycsökkenés a C allélban (n = 24) −8 KG, a BMI veszteség pedig −2,6 volt a CT-ben (n = 5) −6 kg és −1,9. A homozigóta T (n = 9) esetében nem találtunk szignifikáns különbséget a beavatkozás előtt és után a súly mentén (T (34) = 1,09, P 0,005).

A TCF7L2 génváltozatok, a súly és a BMI megváltoztatja a beavatkozást megelőzően és utána.

TFAP2B

A TFAP2B génváltozatok, a súly és a BMI változása a beavatkozás után és után.

PPARG2

A PPARG2 génváltozatok, a súly és a BMI megváltoztatja a beavatkozást megelőzően és utána.

az átlagos testsúlycsökkenés T (n = 12) esetén -10 kg volt, a BMI-veszteség pedig -3,04, a kémia szignifikánsan különbözött a beavatkozás előtt és után (t (22) = 4,61, P 0,05), illetve T homozigóta és TA heterozigóta esetén (t ( 32) = 3,59, P> 0,05). Jelentős hatást találtak azonban az A homozigóta és a heterozigóta TA között a BMI-értékekre (t (24) = 3,04, p = 0,002).

Az FTO génváltozatok, a súly és a BMI megváltoztatja a beavatkozást megelőzően és utána.

Vita

Az elhízás kutatásának területe egyre bővül, hogy a betegség körül összetettebb etiológiát találjon. Új kutatások szerint a zsírszövetek endokrin rendszerként szolgálnak, és szekretálják az adipocitokineket, beleértve az adioponektint, az IL-6-ot, a TNF-a-t és a leptint. Ezek a citokinek részt vesznek a szisztémás inzulin válaszokban, és szerepet játszanak az elhízás tüneteinek fokozásában és potenciálisan 2-es típusú cukorbetegséghez vezetnek (4) .

TFAP2B - rs987237

Az aktiváló enhancer kötő fehérje (AP) -2b transzkripciós faktor gén (TFAP2B) fogékony génként azonosították a BMI és a súlygyarapodás növelésére az adipokin gén expressziójának szabályozása révén.

Egy korábbi tanulmány felvázolta a TFAP2B polimorfizmusok hatását, és megállapította, hogy az rs987237 specifikus polimorfizmusok túlzott mértékben expresszálták a TNF-a-t a zsírsejtekben (5). A zsírsejtekben termelt TNF-a szerepet játszik a szisztémás inzulinrezisztenciában, amely viszont az elhízás patogenezisének egyik fő hozzájárulója (6). A kockázati allél „A” kifejeződése összefüggésbe hozható a szubkután szövet adiponektinszintjének csökkenésével.

Azoknál a személyeknél, akiknek egy vagy kettő a G allélja, lényegesen kevesebb leptin van (8). A leptin egy túlnyomórészt zsírsejtek által termelt hormon, amely az éhségszint gátlásával szabályozza az energiaegyensúlyt. A keringő leptin alacsonyabb szintje nem gátolja hatékonyan az éhséget; az egyén nem érzi jóllakottnak az evést. Ez potenciálisan megmagyarázhatja, hogy a kockázati allél hordozóinak miért nagyobb a súlya társaikhoz képest. A csökkenő leptin-koncentrációk felelősek a hipotalamusz-hipofízis-gonád tengely éhezés okozta elnyomásáért, és inzulinrezisztenciához vezethetnek, megváltoztatva a szénhidrátbevitel anyagcseréjét (9) .

FTO - rs993609

Az FTO gén rs993609 variánsa az egyik leggyakoribb genotípus, amely ismerten befolyásolja a súlycsökkentő terápia válaszát. Kimutatták, hogy ennek a génnek az A allélje az a kockázati allél, amely alacsonyabb inzulinérzékenységgel és megnövekedett BMI-szinttel társul (10). Egy korábbi tanulmány kimutatta, hogy az FTO rs9939609 kölcsönhatásba léphet a makrotápanyagok összetételével egyénekben. A kockázati allélhordozók (A allél) jobban reagáltak a magas zsírtartalmú és alacsony szénhidráttartalmú étrendre, de magasabb volt a lemorzsolódás aránya a tanulmányból. A magas lemorzsolódás egy 3000+ egyénen végzett vizsgálatsal magyarázható, amely azt mutatta, hogy az AA genotípusoknak nagyobb volt az étvágyuk a többi genotípushoz képest, ami arra utal, hogy ez a kockázati allél valószínűleg befolyásolja az étvágyat és csökkenti a jóllakottságot (11). A Homozygote T allél egyéneknél kisebb volt a nyugalmi energiafelhasználás (REE) és az inzulin felszabadulás csökkenése az alacsony zsírtartalmú, magasabb szénhidráttartalmú étrendnél (12) .

Jelen tanulmányban az A allél egyedek (mind homozigóta, mind heterozigóta) az összes résztvevő legnagyobb tömegével indultak, ami a megnövekedett étvágyszinttel és a táplálékfelvételükből adódó kevesebb telítettséggel magyarázható. Ezeknek az egyéneknek elsősorban a szénhidrátok helyett több zsíron keresztül kell módosítaniuk a kalóriabevitelt. Ez azonban egyenlő az összes elfogyasztott élelmiszer alacsonyabb mennyiségével, amelyet nehéz lehet hosszú távon betartani a rick allél kicsi kielégítő hatása miatt. Egy nemrégiben készült tanulmány felvázolta a fehérje bevitelre adott válasz lehetséges különbségeit az FTO rs993609 alkalmazásával, és bár a fehérje bevitel nem változott ebben a vizsgálatban, a normális napi beviteli különbségek befolyásolhatták az egyén válaszát (13). .

PPARG2 rs1801282

A peroxiszóma proliferátor által aktivált gamma 2 receptor (PPARG2) gén az elhízás kapcsán széleskörűen vizsgált gén. Kimutatták, hogy a PPARG kulcsfontosságú szerepet játszik a zsírszövet kialakulásában, valamint az inzulin szabályozásában. Az anyagcsere-rendellenességekhez, például az elhízáshoz társul az adipocita-gének transzkripciós stimulálása révén az inzulinválasz, amely befolyásolja a lipidtárolást, a glükóz- és zsírsavfelvételt (14). .

TCF7l2 rs7903146

A 7-szerű transzkripciós faktor 2 (TCF7L2)

A 7-szerű transzkripciós faktor 2 (TCF7L2) a sejten belül számos funkcióban vesz részt. Legfontosabb szerepe a test különböző szöveteinek Wnt jelátviteli útja, beleértve a zsír-, máj-, agy- és izomsejteket. A Wnt jelátviteli út a mitokondriális biogenezis erős aktivátora, amely viszont a reaktív oxigénfajok fokozott termeléséhez vezet; gyulladásos molekulák, amelyek károsíthatják a sejteket és szöveteket. A TCF7L2 szabályozza a máj és a hasnyálmirigy szöveteiben a glükóz metabolizmusát, és ennek a génnek a polimorfizmusai klinikai jelentőséggel bírnak a 2-es típusú cukorbetegségben és a terhességi cukorbetegségben az inzulintermelés csökkenése, a B-sejtek diszfunkciója és a megváltozott májglikoneogenezis révén (17) .

A jelenlegi tanulmány a korábbi adatokhoz hasonló eredményeket mutat (18). Az eredmények azt mutatták, hogy a genotípus C variánsának volt a legnagyobb fogyása a többi variánshoz képest. Az ebbe a csoportba tartozó egyének jobban reagáltak a diéta magasabb zsírtartalmára, miután kicserélték a szénhidrátokat. Ez nem áll fenn a homozigóta T vagy a heterozigóta C/T esetében. A C variáns olyan védőmechanizmust biztosított, amely révén az egyének továbbra is fogytak, annak ellenére, hogy magasabb zsírtartalmú étrendet folytattak. Mindazonáltal a T hordozók nem veszítettek jelentős mennyiségű súlyt a beavatkozás előtt és után.

Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a TCF7L2 rs7903146 károsodott glükagonszerű peptid 1 szekréció útján működhet, amelyet a zsírok, nem pedig a szénhidrátok stimulálnak (19). Ebben a génben a kockázati allél (T) hordozóinak mérsékelt szénhidrát-bevitelre van szükségük a zsírtömeg elvesztéséhez, mivel a lipidszintet inzulinfüggő módon szabályozzák.

Következtetés

A gén-diéta interakciók utat nyitottak a krónikus betegségekkel kapcsolatos állapotok körüli új tudományos felfedezésekhez, de a fogyás személyre szabottabb szemléletéhez is. Az étrendi beavatkozás támogatása a fogyás szempontjából, figyelembe véve az ember genetikai hajlamát, a táplálékbevitelt és az anyagcserét meghatározó genetikai variánsok és a testmozgás genetikai változatai mind értékes eszközök annak biztosítására, hogy a tanácsok személyre szabottak legyenek.

Ennek a tanulmánynak az eredménye azt mutatja, hogy ellenőrizni kell a cukorbevitelt az általános atlétikai populációban. Bár mindenki kalóriadeficitben szenvedett a vizsgálatból, az elvégzett specifikus makrotáp-csereügyletek befolyásolták a testsúlycsökkenés képességét az intervenciós időszak alatt. E tanulmány adatai specifikus makrotápanyagok kölcsönhatásait vázolták fel egyetlen gén egyetlen nukleotid polimorfizmusával, és végső soron személyre szabottabb táplálkozás szükségességét sugallják.

A DNS-analízist tartalmazó személyre szabott étrendkészítés előnyösebb lehet azok számára, akik fogyni és küzdeni akarnak az elhízással szemben, mint az anélkül történő elkészítés. Kulcsfontosságú a hatékony, eredményes és ami a legfontosabb fenntartható súlycsökkenés, a genetikai tesztelés a szokásos elemzéssel együtt segíti ezt.