A sarkvidéki génről, az étrendről és az egészségről felmerülő nyomok

Évezredeken keresztül a távol-észak őslakosai zsír- és fehérje-, valamint alig szénhidráttartalmú étrenden túlélték környezetük rendkívüli hidegét.

északi-sarkvidéki

Most bizonyíték van arra, hogy az olyan ételeken alapuló történelmi étrend, mint a muktuk, a fókák és a rozmár hús, az Inupiat, a Yupik és más északi népek génjeire rátapintott, amelynek egészségügyi hatásai potenciálisan veszélyesek a csecsemőkre és a kisgyermekekre, de potenciálisan hasznosak felnőttek.

A kérdés egy olyan gén, amely egy kulcsfontosságú enzimet termel a májban: karnitin-palmitoil-transzferáz 1A vagy röviden CPT1A.

Az enzimre abban a folyamatban van szükség, amely zsírégetést eredményez a májban. Lehetővé teszi a test számára, hogy váltson a glükóz égetése - a szénhidrátokból lebontott egyszerű cukor - és a testzsír égetése között. A CPT1A gén néhány távol-északi őslakosban drámai módon lelassítja a tárolt zsírégetést, megakadályozva, hogy a test megkapja a működéséhez szükséges energiát.

A CPT1A sarkvidéki változata megtalálható az alaszkai, kanadai és grönlandi inuit, inupiat és yupik populációkban, valamint néhány Brit Kolumbia őslakosában, főleg Vancouver-szigeten, és a velük rokon délkelet-alaszkai cimhákban. Nem található az Alaszka belsejében vagy kanadai bennszülöttek körében, mint az Athabascan és Cree, és az Alsó 48 államban sem.

Most Észak-Szibéria őslakosaiban is megerősítést nyert. A Cambridge-i Egyetem által vezetett tanulmány, amelyet októberben publikált az American Journal of Human Genetics, megállapította, hogy a tesztalanyok 68 százaléka hordozta a gént. Ugyanezen kutatók egy korábbi tanulmánya, amelyet májusban publikáltak a PLOS ONE folyóiratban, azonosította a CPT1A gént az őslakos szibériaiak által hordozott számos betegség egyikének, amelyet úgy tűnt, hogy sarkvidéki viszonyok alakítottak ki.

Az eredmények elsőként nyújtanak konkrét bizonyítékot arra az elképzelésre, amely alátámasztja, hogy a CPT1A sarkvidéki variáns az északi-sarkvidéki környezet és az arktikus étrend terméke - mondta David Koeller, az Oregoni Egészségügyi és Tudományegyetem gyermekorvosa és genetikusa, a CPT1A sarkvidéki változatának szakértője.

"Mindig azt feltételeztem, hogy ezt a gént választják ki, de nem volt határozott bizonyítékunk" - mondta Koeller, a téma vezető kutatója.

Orvosi kockázatok a legfiatalabb betegek számára

Csecsemők és kisgyermekek számára a nem diagnosztizált CPT1A sarkvidéki változat súlyos következményeket jelenthet betegség vagy más időszakokban, amikor a gyermekek étkezés nélkül maradnak. Azok, akik hosszú ideig anyatej, tápszer vagy egyéb táplálék nélkül mennek - általában hat-nyolc órán át -, az alacsony vércukorszint, vagyis a hipoglikémia kockázatának vannak kitéve, és valószínűleg rosszabb.

"Ha az elég alacsony ideig tart, rohamokat kaphatnak" - mondta Matt Hirschfeld, az alaszkai Native Medical Center anyai gyermek-egészségügyi igazgatója.

A változat a csecsemőhalandósághoz kapcsolódik Alaszkában, a Brit Kolumbiában és a kanadai sarkvidéki Nunavut területén, ahol a csecsemőhalandóság minden okból háromszorosa a kanadai átlagnak. Úgy tűnik, hogy a végzetes esetekben csecsemők és gyermekek vesznek részt légzőszervi megbetegedésekben, amelyek nagy krónikus problémát jelentenek a messzi északi vidéken.

Bizonyíték van arra is, hogy a CPT1A sarkvidéki variáns súlyos légúti és fülfertőzésekhez kapcsolódik Alaszkában - derül ki az alaszkai közegészségügyi osztály vezetett és Koeller társszerzője által készített 2013-as tanulmányból. Koeller szerint nem világos, hogy az sarkvidéki változattal rendelkező gyermekek eleve sérülékenyebbek-e a fertőzések megszerzésében, vagy csak nagyobb valószínűséggel válnak súlyos fertőzésekbe, és ezért nagyobb valószínűséggel klinikán vagy kórházban kezelik őket, és jelentsék eseteiket.

Az eredmények néhány kifejezett orvosi utasítást eredményeznek a sarkvidéki génnel rendelkező bennszülött gyermekek szüleinek és gondozóinak: Egy beteg csecsemőnek vagy kisgyermeknek, aki nem evett - hányás, elhúzódó alvás vagy egyéb betegséghatás miatt - glükózfolyadékot kell kapnia az anyatej, tápszerek, olyan italok, mint a Pedialyte, vagy ha szükséges, intravénás glükóz csepegtetés - állítják a szakértők. A gondozóknak gondoskodniuk kell arról, hogy a gént hordozó érintett gyermekek gyakran étkezzenek, és azt javasolják nekik, hogy a gén azonosítása után konzultáljanak az egészségügyi szolgáltatókkal és az állami tisztviselőkkel.

Anekdotikus bizonyíték az, hogy néhány felnőtt sokáig megbirkózott ennek a génnek a hatásával, ha öntudatlanul is - mondta Hirschfeld. Beszélhetnek arról, hogyan gondoskodnak a harapnivalók hordozásáról, ha olyan megerőltető tevékenységet folytatnak, mint a vadászat - mondta. Néhány órányi megerőltetés és evés nélkül, ahogy ezek a felnőttek leírják, lassúak, álmosak és "igazi ideges", a hipoglikémia klasszikus jelei lesznek - mondta Hirschfeld. - Van egy cukorkájuk, és kipattannak belőle.

A nagyobb testű felnőttek több cukrot tárolhatnak a vérükben és a májukban, és még azok is, akiknek a sarkvidéki génváltozata van, képesek hosszabb ideig böjtölni, mint a gyermekek, hacsak nem erőlködnek erősen - mondta Hirschfeld.

A legsúlyosabb problémák a legfiatalabb gyermekeket sújtják, akik nem tudnak saját ételt szerezni, amikor szükségük van rá, ezért fontos a születéskori állapot felismerése.

Az alaszkai összes újszülöttnél elvégzett rutinszerű egészségügyi szűrések a kb. 50 megcélzott állapot között tartalmazzák a CPT1A sarkvidéki variáns tesztjét. Vércseppeket vesznek a csecsemők lábáról, és szétterítik a tesztkártyákon, hogy elemezzék többek között a CPT1A enzim működésének jeleit. Az elemzést Oregonban, az északnyugati regionális újszülött-szűrő programon végzik, amely Alaszka és öt másik állam újszülött-szűrését végzi.

Csak körülbelül egy évtizede volt ez így. 2003 vége előtt, amikor a CPT1A tesztek az alaszkai csecsemők rutinszűrésének részévé váltak, a világon csak körülbelül 30 vagy 40 megerősített eset volt, amit akkor "CPT1A hiánynak" neveztek. Az északi-sarkvidéki őslakos populációkon kívüli embereket érintette, véletlenszerű mutációnak számított, és a CPT1A funkció majdnem teljes leállítását eredményezte.

Miután megjelentek annak jelei, hogy valami hasonló befolyásolja a bennszülött gyermekeket, a kutatók azt találták, hogy a gén másképp működik, alacsony szinten, mint a máshol látott közel teljes leállás. Ez a verzió a "CPT1A sarkvidéki változat" néven vált ismertté.

"Ez már nem" hiány ", mert valóban ez a normális gén" - mondta Hirschfeld, aki Koellerrel és más kollégáival néhány klinikai vizsgálatot végzett a jellemzők megerősítésére.

2003 végétől 2006 közepéig az Alaszkai Népegészségügyi Osztály epidemiológiai részlegének adatai szerint az új szűrések során 38 csecsemőt azonosítottak CPT1A sarkvidéki variánssal - nagyjából ekvivalens az akkori világ összes ismert CPT1A hiányos esetével. Jelenleg körülbelül 900 alaszkai csecsemő tesztje pozitív a CPT1A sarkvidéki variáns szempontjából - mondta Hirschfeld.

A manapság alkalmazott szűrések azonban tökéletlenek, mert a teszt az északi-sarki változat metabolikus hatásait keresi, amelyek nem mindig nyilvánvalóak. Egy új típusú újszülött szűrési folyamat, amelyet Koeller és munkatársai fejlesztettek ki, maga a társított gént fogja keresni, ami az összes eset azonosítását jelenti.

Ezt az új tesztet a következő évben tervezik bevezetni Alaszkában, bár az adminisztratív jóváhagyások még függőben vannak, és a finanszírozást még nem kell megszervezni.

Miután az új teszt elkészült, várhatóan évente 700 csecsemőnél diagnosztizálják a CPT1A Arctic variánst, amely a modellezésen alapuló becslés szerint Hirschfeld elmondta.

A hozzá kapcsolódó kockázatok ellenére a szakértők hangsúlyozzák, hogy a CPT1A sarkvidéki variáns nem betegség vagy fogyatékosság, hanem természetes genetikai állapot néhány ember számára.

"A gén önmagában meglehetősen semleges. Kontextus kérdése" - mondta Koeller.

Genetikai előny zord éghajlaton?

Vannak arra utaló jelek, hogy a gén sarkvidéki változata egészségügyi előnyökkel járhat.

A legfrissebb cambridge-i tanulmány azt feltételezi, hogy a sarkvidéki CPT1A gén metabolikus előnyt adott a múltban, amikor szigorúan betartották a hagyományos magas zsírtartalmú étrendet, ám az életmódbeli változások hátrányt okoztak. "A mutáció káros hatása magyarázható a hagyományos étrend szénhidrátalapúbbá válásával vagy a közelmúltbeli kulturális elmozdulásokkal és környezeti stresszorokkal, például böjtöléssel és kórokozókkal" - magyarázta Alexia Cardona, mindkét cambridge-i tanulmány szerzője CPT1A, mondta egy e-mailben.

Az elhízással kapcsolatos betegségek elleni modern védelem jelei is vannak, legalábbis a hagyományos étrendet fogyasztók körében.

A nyugat-alaszkai Yup'ik felnőttek egyik tanulmánya viszonylag alacsony cukorbetegséget és metabolikus szindrómát talált, még a magas testzsírszintű emberek számára is. Ez a 2007-ben megjelent tanulmány, amelyet Bert Boyer, az Alaszkai Fairbanksi Egyetem Északi-sarkvidéki Biológiai Intézete vezetett, potenciális tényezőként "többszörösen telítetlen zsírsavakban gazdag hagyományos étrendet" emlegetett.

Tíz kutató - köztük Boyer és mások az Északi-sarkvidéki Biológiai Intézet - legújabb tanulmányában a CPT1A sarkvidéki változatát nevezte meg az alaszka yup'ik emberek körében talált "egészséges elhízás" okaként. Az északi-sarki változat védőnek tűnt a tesztalanyok testtömegétől függetlenül - áll a 2012-ben a Journal of Lipid Research folyóiratban megjelent tanulmányban.

Ha ez a genetikai tulajdonság a hagyományos zsír- és fehérje-sarkvidéki étrenddel párhuzamosan fejlődik, mondta Koeller, logikus lenne elvárni, hogy kezelje néhány alkalmi szénhidrát bevitelét.

"Lassítja, hogy ez az enzim milyen gyorsan tud működni, de megszünteti annak lehetőségét is, hogy szénhidrátok jelenlétében leállítsa" - mondta. Ez azt jelenti, hogy valaki, akinek van ilyen változata, továbbra is zsíros ételeket égethet üzemanyagként, még akkor is, "ha véletlenül kevés szénhidrát kerül a szervezetébe, mintha jó bogyótermést kapna" - mondta.

De mint a CPT1A sarkvidéki változatának más aspektusaiban, a hagyományos ételek szerepét még nem kellett tesztelni vagy teljesen megérteni.

Koeller, Hirschfeld és munkatársaik hosszú távú tanulmányokat terveznek megérteni a felnőtté váló gyermekek egészségügyi eredményeit, valamint a hagyományos étrendet fogyasztók és a több szénhidrátban gazdag nyugati étrendet fogyasztók közötti különbségeket, ha vannak ilyenek.

Az előzetes tervezési szakaszban végzett tanulmány nemes célkitűzéssel rendelkezik - a csecsemők és kisgyermekek súlyos betegségeinek és halálának megelőzése - mondta Koeller. "Vizsgálatunk lényege az, hogy jobban megértsük, hogy ezt csökkenthessük" - mondta.