Az elhízás okai és következményei: a közelmúltbeli ikertanulmányok hozzájárulása

Tárgyak

Absztrakt

Bevezetés

Az ikertanulatoknak nagy múltja van Finnországban. A felnőtt ikrek nagy csoportját 1974-ben hozták létre, 3 és az 1990-es években két születési kohorszára is kiterjesztették (FinnTwin12 és Finntwin16 Studies). Ezek a longitudinális kohorsz vizsgálatok egyaránt tartalmazzák a résztvevők ismételt felméréseit és a nemzeti orvosi nyilvántartások nyomon követését. Az ebben a felülvizsgálatban idézett tanulmányok többsége a FinnTwin16 kohortból, 3, 4 vett résztvevők adatain alapul, öt egymást követő születési kohorsz (1975–1979 finn ikrek, testvéreik és szüleik) populációs alapú longitudinális vizsgálatán (N= 2453 család). A 25 év alatt elért 658 MZ ikerpár közül csak 18 egészséges pár MZ ikert azonosítottak jelentősen az elhízás szempontjából (páron belüli testtömeg-index (BMI) különbség ⩾ 3 kg m −2), amelyek közül 14 vett részt a klinikai vizsgálatok. 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 Az MZ ikerpárok többsége nagyon hasonló a BMI-hez (osztályon belüli korrelációk 0,8 FinnTwin16-ban 25 évesen) 13, és a megkülönböztetően diszpergáns párok azonosításának nehézségei hangsúlyozzák az erős genetikai komponenst a BMI és az elhízás iránti hajlam. Ez bebizonyosodott az örökbefogadással, a családdal és az ikertanulmányokkal foglalkozó felnőttek esetében, 14, 15, de kevésbé a gyermekkori elhízás esetén 16 és a súlygyarapodás arányában. 16, 17

Itt áttekintjük a diszkordáns ikrek növekedési szokásait és az elhízás kialakulását, a fizikai aktivitás és az anyagcsere mértékét, valamint a megszerzett elhízás fiziológiai következményeit, amelyek klinikai és képalkotó vizsgálatokkal azonosíthatók (1. ábra). Ezen túlmenően felvettük a zsírszövet transzkripptika és a lipidomika globális elemzéséből származó betekintést a megszerzett elhízáshoz kapcsolódó metabolikus és fiziológiai változások további tisztázása érdekében (2. ábra).

Tanulmányok megtervezése az elhízást elütő MZ ikrek számára.

Az ellentmondásos MZ ikerkísérleti beállítás lehetővé teszi a kutatók számára, hogy ellenőrizzék nemcsak a genetikai hátteret, hanem (definíció szerint) a nemet, az életkorot és a korai közös környezeti expozíciót is. Ezenkívül az epidemiológiai vizsgálatok egyéb gyakori zavaróit, például a kohorsz hatásokat minimalizálni lehet ezzel a megközelítéssel. A többtényezős, összetett fenotípusok, például az elhízás tanulmányozásának talán a legjobban származik egy ilyen tervezés.

Az elhízás kialakulása

A BMI alakulása a teljes idejű születésnaptól 23 évig a karcsúbb (pontozott vonalak) és a nehezebb (folytonos vonalak) ikrekben MZ ikerpárokban, amelyek korai felnőttkorban ellentmondanak az elhízásnak; mindkét nem együttvéve az életkor- és nemspecifikus számítás után z-pontszámok a brit növekedési referenciapopuláció alapján. 65 A súly-egybehangzó MZ ikrek növekedési görbéi teljesen átfedik egymást (az adatokat nem közöljük).

A fiatalok fizikai aktivitásának és súlypályáinak összefüggései következetlenek voltak a korábbi populációs és intervenciós vizsgálatokban. 30 Ennek oka lehet részben a fizikai aktivitás hosszú időn keresztüli mérésének felismert nehézsége, vagy azért, mert a fizikai aktivitás és az elhízásra való hajlam közötti ok-okozati összefüggés nem olyan egyértelmű, mint gyakran ábrázolják. A régi „kalóriák, kalóriák elfogyasztása” gondolkodás az emberi anyagcsere jelentős egyszerűsítése, és amint rámutattunk, a két változó (bevitt kalória, elfogyasztott kalória) nem független változó, inkább mindkettő hatással van egymásra; a növekvő kalóriakiadás növeli a több kalória iránti éhséget („étvágygerjesztés”) és fordítva.

A fizikai aktivitás jótékony hatása a hosszú távú súlygyarapodás megelőzésében azonban egyértelműen megmutatkozott a FinnTwin16 tanulmányban, ahol 4240 ikertestet értékeltek serdülőkorban az ön által észlelt fizikai erőnlét és fizikai aktivitás szempontjából. További 10 elhízás-diszkordáns MZ ikerpárt értékeltünk a jelenlegi fizikai aktivitás (triaxiális gyorsulásmérők segítségével), a teljes energiafelhasználás (kettősen jelölt víz segítségével) és a bazális anyagcsere sebessége (közvetett kalorimetria) alapján. Az eredmények arra utaltak, hogy a serdülőkorban tapasztalható fizikai inaktivitás erősen megjósolta az elhízás (OR 3,9) és a hasi elhízás (OR 4,8) kockázatát 25 éves korban, még a kiindulási és a jelenlegi BMI alapján történő kiigazítás után is. Az MZ elhízás-diszkordáns párokban a fizikai inaktivitás ok-okozati és másodlagos volt az elhízás kialakulása szempontjából. 31 A fizikai aktivitás már 16 évesen jelentősen csökkent, és csak ezután kezdtek megjelenni a súlykülönbségek. Ezt úgy értelmezték, hogy alátámasztja a fiatalok fizikai inaktivitásának oksági szerepét az elhízás későbbi kialakulásában.

25 évesen az elhízott ikrek csak fele olyan aktívak voltak, mint karcsú ikertestvérük, amint azt a 7 napos gyorsulásmérő mérései bizonyítják. 31 Ugyanakkor a kettősen jelölt víz teljes energiaköltsége és a tevékenység által kiváltott energiafelhasználás nem különbözött az ikertestvérek között. Ez az eltérés azzal magyarázható, hogy az elhízott ikrek, miközben átlagosan kevesebbet mozognak, nagyobb testtömegük miatt több energiát költenek, ha igen. A bazális anyagcsere aránya (kalorimetriával mérve) lényegesen magasabb volt az elhízott ikertestvérekben, feltehetően ugyanezen okból.

A fizikai aktivitás és az erőnlét kedvező metabolikus hatásokkal jár, például a vér lipidjeire és az inzulinérzékenységre. 30 Ennek megfelelően egy 8182 finn ikerpár 28 éves követése jelentős csökkenést (HR 0,54; 95% CI 0,37–0,78) mutatott a 2-es típusú cukorbetegség kockázatában az ikerpár tagjaiban, akik fizikailag aktívak voltak a felnőtt életük teljes egészében összehasonlítva a következetesen inaktív ikertestvérekkel. 32 Ezeknek a fizikai aktivitásnak ellentmondó ikrek intenzív alvizsgálatai azt is feltárták, hogy bár a fizikailag inaktív (79,5 ± 18,4 kg) és az aktív ikrek (72,9 ± 11,9 kg) testtömegében csak kicsi a különbség, az inaktív ikrek 170% -kal több májzsírral és 54 % -kal több intramuszkuláris zsír, mint az aktív ikrek. 33 A fizikai aktivitás értékét tehát nem csak a testsúlyra gyakorolt hatása alapján kell megítélni.

Néhány friss tanulmány érdekes megvilágításba helyezte a fizikai gyakorlat kölcsönhatását és annak moduláló hatásait az egyén súlygyarapodásra és elhízásra való genetikai hajlamára. A 20 000 férfit és nőt vizsgáló prospektív norfolki tanulmány fizikai aktivitást mutatott a közönséges elhízás genetikai hajlamának 40% -kal való csökkentésére, a közelmúltban azonosított 12 elhízásra hajlamosító lókuszon hordozott kockázati allélok száma alapján. 34 Ugyanebben a tanulmányban a genetikai kockázati pontszám pozitívan kapcsolódott az inaktív alanyok súlygyarapodásához, de a fizikailag aktív egyéneknél negatívan. Az Egyesült Államok ikervizsgálatának hasonló eredményei a finn és a dán ikrek alátámasztják azt a felfogást, hogy a testmozgás valóban ellensúlyozhatja az elhízás genetikai hajlamát; a derék kerülete, a testzsír százalékos aránya és a BMI örökölhetőségére vonatkozó becslések jelentősen csökkentek azoknál az egyéneknél, akik „magas” fizikai aktivitásúnak minősültek. 13, 35, 36 E tanulmányok egyike 36 azt is kimutatta, hogy az étrend fehérjetartalma nem volt számottevő hatással az ugyanazon adipozitási mértékek öröklődésére.

Számos más tanulmány vizsgálta a környezeti tényezők hatását az elhízással összefüggő más fenotípusok, például az inzulinérzékenység és a lipidprofilok 37 és a vérnyomás látszólagos öröklődésére, megerősítve azt a nézetet, hogy a genetikai hajlam valóban módosítható környezeti tényezőkkel, például fizikai testmozgással étrendi szokások.

Az étkezési szokások és a fizikai testmozgás páron belüli összehasonlítása az elhízás-diszkordáns MZ ikerpárok között (n= 14). Az ikertestvéreket arra kérték, hogy értékeljék magukat ikertestvéreikkel kapcsolatban: „Melyikőtök, te vagy ikertársad…”. Pietilainentól adaptálva et al. 39