A gének nem végzetesek

Az elhízást elősegítő gének az elhízást elősegítő világban

A gének befolyásolják az emberi fiziológia, fejlődés és adaptáció minden aspektusát. Az elhízás sem kivétel. Mégis viszonylag keveset tudunk az elhízáshoz hozzájáruló specifikus génekről, valamint az úgynevezett „genetikai környezeti interakciók” mértékéről, a genetikai felépítésünk és az élettapasztalataink közötti összetett kölcsönhatásról.

Egy 2014-es tanulmány megállapította, hogy a sült ételek fogyasztása kölcsönhatásba léphet az elhízással kapcsolatos génekkel, hangsúlyozva az elhízásra genetikailag hajlamos személyeknél a sült ételek fogyasztásának csökkentésének fontosságát. (21) Az emberi elhízás génjeinek keresése évtizedekkel ezelőtt kezdődött. A molekuláris biológia gyors fejlődése és az Emberi Genom Projekt sikere fokozta a keresést. Ez a munka számos genetikai tényezőt világított meg, amelyek felelősek az elhízás nagyon ritka, egygénes formáért. A feltörekvő kutatások megkezdték az úgynevezett általános elhízás genetikai hátterének azonosítását is, amelyet több tucat, ha nem száz gén befolyásol. Ezen túlmenően, az egyes ételek és az elhízás kapcsolatának kutatása jobban megvilágítja az étrend, a gének és az elhízás kölcsönhatását.

Ami a korai eredményekből kiderül, az az, hogy az eddig azonosított genetikai tényezők csak kis mértékben járulnak hozzá az elhízás kockázatához, és hogy génjeink nem a sorsunk: Sokan, akik ezeket az úgynevezett „elhízási géneket” hordozzák, nem válnak túlsúlyossá, és az egészséges életmód ellensúlyozhatja ezeket a genetikai hatásokat. Ez a cikk röviden felvázolja a gének és a gén-környezet kölcsönhatások hozzájárulását az elhízás kialakulásához.

Az egyetlen gén mutációi által okozott elhízás ritka formái (monogén elhízás)

Az elhízás számos ritka formája következik be az egyes gének spontán mutációiból, az úgynevezett monogén mutációkból. Ilyen mutációkat fedeztek fel olyan génekben, amelyek alapvető szerepet játszanak az étvágyszabályozásban, az étkezésben és az energiaháztartásban - elsősorban azokban a génekben, amelyek kódolják többek között a leptin hormont, a leptin receptort, a pro-opiomelanokortint és a melanokortin-4 receptort. . (1)

Az elhízás számos mutációs vagy kromoszóma-rendellenesség okozta genetikai szindróma, például Prader Willi és Bardet-Biedl szindrómák fémjelzi. Ezekben a szindrómákban az elhízás gyakran mentális retardációval, reproduktív rendellenességekkel vagy más problémákkal jár. (2)

„Közös elhízás”, amelyet több gén mutációja okoz

A 21. században az elhízás olyan egészségügyi probléma, amely a gazdagokat és a szegényeket, a művelt és iskolázatlan, nyugatiasodott és nem nyugatiasodott társadalmakat érinti. A testzsírszint azonban személyenként változó, és egyesek mindig valamivel több testzsírt hordoztak, mint mások. Állatmodellekből, humán kapcsolatokból, ikertanulásokból és nagy populációk társulási tanulmányaiból származó bizonyítékok arra utalnak, hogy az elhízásra való hajlamunknak ez a változása genetikai összetevővel rendelkezik. De ahelyett, hogy egyetlen gén irányítaná, úgy gondolják, hogy a gyakori elhízásra való hajlamot sok gén befolyásolja (poligén).

Az ikertanulmányok némi betekintést nyújtanak a közönséges elhízás genetikájába. Több mint 25 000 ikerpár és 50 000 biológiai és örökbefogadó családtag adatai alapján a testtömeg-index (BMI) átlagos korrelációjának becslése a monozigóta („azonos”) ikrek esetében 0,74, a dizigótikus („testvéri”) ikrek esetében 0,32, Testvérek esetében 0,25, szülő-utód párok esetében 0,19, örökbefogadó rokonok esetében 0,06, házastársak esetében pedig 0,12. (3) A BMI erős korrelációja a monozigóta ikrek között és annak kisebb fokú megosztott génekkel való csillapítása erős genetikai hatásra utal a BMI-re. Ez a következtetés azonban azon a feltételezésen alapul, hogy az azonos és testvér ikrek azonos fokú közös környezettel rendelkeznek, és ez egy feltételezés, amely a gyakorlatban nem biztos, hogy érvényes.

Genomszéles társulási tanulmányok használata az elhízással kapcsolatos gének azonosításához

A genom egészére kiterjedő asszociációs vizsgálat százezer genetikai markert vizsgál át az egyének ezernyi DNS teljes készletén, hogy megtalálja azokat a génvariációkat, amelyek egy adott betegséghez kapcsolódhatnak. Ezekkel a tanulmányokkal fel lehet találni olyan génvariációkat, amelyek szerepet játszanak olyan gyakori, összetett betegségekben, mint az elhízás. Gyakran a DNS csak egy kis szakaszának megváltozása, amely egy gént kódol, megváltoztathatja a gén működését. Ezek az apró DNS-variációk, az úgynevezett „génvariánsok” vagy „egynukleotidos polimorfizmusok” (SNP-k) gyakran összefüggenek a betegség kockázatával.

2007-ben a genom egészére kiterjedő asszociációs vizsgálatokat használó kutatók azonosították az első elhízással kapcsolatos génvariánsokat az úgynevezett „zsírtömeg és elhízással társult” (FTO) génben a 16. kromoszómán. (4, 5) Ezek a génvariánsok meglehetősen gyakoriak, és az ilyeneket hordozó embereknél az elhízás kockázata 20-30 százalékkal magasabb, mint azoknál, akik nem. A kutatók által azonosított, az elhízáshoz kapcsolódó második génvariáns a 18. kromoszómán fekszik, közel a melanocortin-4 receptor génhez (ugyanaz a gén, amely a monogén elhízás ritka formáért felelős). (6, 7)

A mai napig, a genom egészére kiterjedő asszociációs vizsgálatok során 12 kromoszómán több mint 30 jelölt gént azonosítottak, amelyek a testtömeg-indexhez kapcsolódnak. (8–10) Fontos szem előtt tartani, hogy még a legígéretesebb ilyen jelölt gének, az FTO is a génekkel összefüggő elhízásra való hajlamnak csak kis részét teszik ki. (11)

Gén-környezet kölcsönhatások: Miért nem az öröklődés a sors?

A genetikai változások valószínűleg nem magyarázzák az elhízás gyors terjedését az egész világon. (1) Ez azért van, mert „a gének összessége a különböző gének gyakorisága között egy populációban - sok generáció számára meglehetősen stabil marad. Az új mutációk vagy polimorfizmusok terjedése hosszú időbe telik. Tehát, ha génjeink nagyrészt változatlanok maradtak, mi változott az elhízási arány növekedésének elmúlt 40 évében? Környezetünk: az a fizikai, társadalmi, politikai és gazdasági környezet, amely befolyásolja, hogy mennyit eszünk és mennyire vagyunk aktívak. Azok a környezeti változások, amelyek megkönnyítik az emberek számára a túlevést, és nehezebbé teszik az elegendő fizikai aktivitást, kulcsfontosságú szerepet játszottak a túlsúly és az elhízás közelmúltbeli megindulásának kiváltásában. (12)

Az elhízással kapcsolatos gén-környezet kölcsönhatásokkal kapcsolatos munka még mindig gyerekcipőben jár. Az eddigi bizonyítékok arra utalnak, hogy a genetikai hajlam nem sors - sokan, akik úgynevezett „elhízási géneket” hordoznak, nem válnak túlsúlyossá. Inkább úgy tűnik, hogy az egészséges táplálkozás és az elegendő testmozgás ellensúlyozhatja a génekkel összefüggő elhízás kockázatát.

2008-ban például Andreasen és munkatársai kimutatták, hogy a fizikai aktivitás ellensúlyozza egy elhízást elősegítő gén, az FTO közös variánsának hatásait. A 17 058 dán részvételével lefolytatott tanulmány megállapította, hogy az elhízást elősegítő gént hordozó és inaktív emberek magasabb BMI-vel rendelkeznek, mint a génváltozat nélküli emberek inaktívak. Az elhízás genetikai hajlamának azonban nem volt jelentősége az aktív emberek számára: BMI-jük nem volt magasabb vagy alacsonyabb, mint azoknál, akiknél nem volt elhízási gén. (15)

Az FTO gén, a fizikai aktivitás és az elhízás kapcsolatával kapcsolatos későbbi munka ellentmondásos eredményeket hozott. (16–18) A véglegesebb válasz elérése érdekében a kutatók a közelmúltban összevonták és újra elemezték a felnőttek 45 vizsgálatának és a gyermekekkel végzett 9 vizsgálat - összesen közel 240 000 ember - adatait. (19) Megállapították, hogy az elhízást elősegítő FTO génváltozatot hordozó embereknél 23 százalékkal nagyobb az elhízás kockázata, mint azoknál, akik nem. De a fizikai aktivitás ismét csökkentette a kockázatot: Az elhízást elősegítő gént hordozó aktív felnőtteknél az elhízás kockázata 30 százalékkal alacsonyabb volt, mint a gént hordozó inaktív felnőtteknél.

A legtöbb ember valószínűleg genetikai hajlamot mutat az elhízásra, családtörténetétől és etnikai hovatartozásától függően. A genetikai hajlamról az elhízásra való áttérés általában megköveteli az étrend, az életmód vagy más környezeti tényezők változtatását. Néhány ilyen változás a következőket tartalmazza:

az élelmiszerek rendelkezésre állása a nap minden órájában és olyan helyeken, ahol egykor nem értékesítettek élelmiszert, például benzinkutak, gyógyszertárak és irodaszerek;
a fizikai aktivitás drámai csökkenése a munka, a háztartási tevékenységek és a szabadidő során, különösen a gyermekek körében;
a televíziónézéssel, a számítógépek használatával és más ülő tevékenységekkel töltött idő megnövekedése; és
a magasan feldolgozott élelmiszerek, a gyorséttermek és a cukorral édesített italok beáramlása, valamint az ezeket népszerűsítő mindenütt jelenlévő marketing kampányok.

A lényeg: Az egészséges környezet és életmód ellensúlyozhatja a génnel kapcsolatos kockázatokat

Ha jobban megértjük az elhízás - különösen a gyakori elhízás - és a gén-környezet kölcsönhatások genetikai hozzájárulását, jobban megismerjük az elhízáshoz vezető oksági útvonalakat. Egy ilyen információ ígéretes stratégiákat hozhat létre az elhízás megelőzésére és kezelésére. De fontos megjegyezni, hogy összességében a gének hozzájárulása az elhízás kockázatához csekély, míg a mérgező táplálék- és tevékenységi környezetünk hozzájárulása óriási. Mint egy tudós írta: „A gének együtt dönthetik el, hogy ki elhízik, de a környezetünk határozza meg, hogy hányan elhíznak”. (20) Éppen ezért az elhízás megelőzésének erőfeszítéseinek a környezetünk megváltoztatására kell összpontosítaniuk, hogy az egészséges döntések mindenki számára könnyebbek legyenek.

Hivatkozások

1. Hu F. Az elhízás genetikai előrejelzői. In: Hu F, szerk. Elhízás epidemiológia. New York City: Oxford University Press, 2008; 437-460.

2. Farooqi S, O’Rahilly S. Az elhízás genetikája emberben. Endocr Rev. 2006; 27: 710-18.

3. Maes HH, Neale MC, Eaves LJ. Genetikai és környezeti tényezők a relatív testtömegben és az emberi zsírtartalomban. Behav Genet. 1997; 27, 325-51.

4. Dina C, Meyre D, Gallina S és mtsai. Az FTO változása hozzájárul a gyermekkori elhízáshoz és a felnőttek súlyos elhízásához. Nat Genet. 2007; 39: 724-6.

5. Frayling TM, Timpson NJ, Weedon MN és mtsai. Az FTO gén gyakori változata társul a testtömeg-indexhez, és hajlamosítja a gyermekkori és felnőttkori elhízást. Tudomány. 2007; 316: 889-94.

6. Loos RJ, Lindgren CM, Li S és mtsai. Az MC4R közelében található gyakori változatok a zsír tömegével, súlyával és az elhízás kockázatával járnak. Nat Genet. 2008; 40, 768-75.

7. Qi L, Kraft P, Hunter DJ, Hu FB. Az MC4R gén közelében található közös elhízásváltozat a teljes energia- és étkezési zsír bevitelével, a testsúly változásával és a cukorbetegség kockázatával jár együtt. Hum Mol Genet. 2008; 17, 3502-8.

8. O’Rahilly S. Az emberi genetika megvilágítja az anyagcsere-betegség útjait. Természet. 2009; 462: 307-14.

9. Speliotes EK, Willer CJ, Berndt SI és mtsai. A 249 796 egyed társulási elemzése tizennyolc új lókuszt tár fel, amelyek a testtömeg-indexhez kapcsolódnak. Nat Genet. 2010; 42: 937-48.

10. Heid IM, Jackson AU, Randall JC. A metaanalízis 13 új lókuszt azonosít, amelyek a derék-csípő arányához kapcsolódnak, és feltárja a szexuális dimorfizmust a zsíreloszlás genetikai alapjaiban. Nat Genet. 2010; 42: 949-60.

11. Walley AJ, Asher JE, Froguel P. A nem szindrómás emberi elhízás genetikai hozzájárulása. Nat Rev Genet. 2009; 10: 431-42.

12. Qi L, Cho YA. A gén-környezet kölcsönhatás és elhízás. Nutr Rev. 2008; 66: 684-94.

15. Andreasen CH, Stender-Petersen KL, Mogensen MS és mtsai. Az alacsony fizikai aktivitás hangsúlyozza az FTO rs9939609 polimorfizmusának a testzsír felhalmozódására gyakorolt hatását. Cukorbetegség. 2008; 57: 95-101.

16. Rampersaud E, Mitchell BD, Pollin TI és mtsai. Fizikai aktivitás és a közös FTO génváltozatok társulása a testtömeg-indexhez és az elhízáshoz. Arch Intern Med. 2008; 168: 1791-7.

17. Ruiz JR, Labayen I, Ortega FB és mtsai. Az FTO rs9939609 polimorfizmusának teljes és központi testzsírra gyakorolt hatásának csillapítása serdülők fizikai aktivitása által: HELENA tanulmány. Arch Pediatr Adolesc Med. 2010; 164: 328-33.

18. Jonsson A, Renstrom F, Lyssenko V és mtsai. Az FTO variáns (rs9939609) és a fizikai aktivitás közötti kölcsönhatás elhízásra gyakorolt hatásának értékelése 15 925 svéd és 2511 finn felnőttnél. Diabetologia. 2009; 52: 1334-8.

19. KilpelinenTO, Qi L, Brage S és mtsai. A fizikai aktivitás gyengíti az FTO-variánsok elhízási kockázatra gyakorolt hatását: 218 166 felnőtt és 19 268 gyermek metaanalízise. PLoS Med. 2011; 8: e1001116. Epub 2011, november 1.

20. Veerman JL. A kövérséget hozó gének szűrésének hiábavalóságáról. PLoS Med. 2011. november; 8. (11): e1001114. Epub 2011, november 1.

21. Qi, Q, Chu, AY, Kang, JH, Huang, J, Rose, LM, Jensen, MK, Liang, L, Curhan, GC, Pasquale, LR, Wiggs, JL, De Vivo, I, Chan, AT, Choi, HK, Tamimi, RM, Ridker, PM, Hunter, DJ, Willett, WC, Rimm, EB, Chasman, DI, Hu, FB, Qi, L. (2014). Sült ételfogyasztás, genetikai kockázat és testtömeg-index: gén-diéta interakció elemzése három amerikai kohorszvizsgálatban. BMJ 19; 348: g1610.

22. Asai M Ramachandrappa S Joachim M Shen Y Zhang R Nuthalapati N Ramanathan V Strochlic, DE Ferket P Linhart K, Ho C Novoselova, TV Garg S Ridderstr