Rasvumine ja geenid. Millised geenid põhjustavad rasvumist?

Rasvumine tekib mitmel põhjusel, sealhulgas geneetiline. Teadlaste hinnangul võivad geenid põhjustada peaaegu 70% kehakaalu kõikumistest. Kas see tähendab, et ülekaalulisuse eest vastutavad geenid?

Loe ka: Mida me pärime oma esivanematelt või GENID, kes vastutavad meie temperamendi eest, ... Rasvumine - põhjused, ravi ja tagajärjed

Rasvumine on keeruline krooniline haigus, mis tuleneb paljudest keskkonna-, metaboolsetest, psühholoogilistest, hormonaalsetest ja geneetilistest põhjustest. Rasvumise arengule avaldavad suurimat mõju keskkonnategurid, sealhulgas eelkõige töödeldud kõrge kalorsusega toiduainete liigne pakkumine ja vähene kehaline aktiivsus, samuti nälja- ja küllastushormoonide töö häired. Teaduslikud uuringud näitavad aga, et geenid on olulised ka rasvumise tekkimisel. Soovitame, kuidas geenid ja nende pärilikkus aitavad kaasa rasvumisele ja millised on geenide rasvumise tüübid.

Sisukord:

1. Rasvumine ja geenid - mis on geneetilised polüformismid?
2. Rasvumine ja geenid - mis on geneetilised mutatsioonid?
3. Rasvumine ja geenid - geneetilise taustaga rasvumise tüübid
4. Rasvumine ja geenid - monogeenne rasvumine
5. Rasvumine ja geenid - rasvumine, mis on seotud geneetiliste sündroomidega
6. Rasvumine ja geenid - polügeenne rasvumine
7. Rasvumine ja geenid - mis vastutab rasvumise eest: kas geenid või keskkond?
8. Rasvumine ja geenid - rasvumise molekulaarne diagnostika

Rasvumine ja geenid - mis on geneetilised polümorfismid?

Muuhulgas geneetilised polümorfismid Ühe nukleotiidi polümorfismid (SNP-d) Üksikute nukleotiidide polümorfismid) need on väikesed muutused genoomis. Polümorfismide tagajärg on erinevate geenivariantide esinemine inimpopulatsioonis. See omakorda mõjutab fenotüüpi, kuidas igaüks meist välja näeb ja reageerib keskkonnateguritele. Seega võivad geneetilised polümorfismid mõjutada erinevate haiguste tekke riski, mikro- ja makrotoitainete, ravimite ainevahetust ning isegi osaliselt määrata inimese psühholoogilised omadused. Igale polümorfismile on antud identifitseerimisnumber, mis algab tähtedega "rs", näiteks geeni polümorfismi jaoks on rs9939609 FTO.

Rasvumine ja geenid - mis on geneetilised mutatsioonid?

Polümorfismi ja geneetilise mutatsiooni tekke mehhanism on sarnane, s.t see tuleneb DNA dubleerimisel tehtud vigadest, kuid nende tagajärjed on erinevad. Polümorfismi bioloogiline mõju on peenem kui mutatsioonil. Tavaliselt põhjustab see erinevat reaktsiooni keskkonnateguritele, nt dieedile, toksiinidele vastupidavusele. Sellepärast öeldakse, et spetsiifilise polümorfismi olemasolu võib meid eelsooduda näiteks rasvumisele või rinnavähile. See ei tähenda muidugi, et me peaksime nende haigustega haigestuma. Teiselt poolt on geneetilised mutatsioonid organismile tavaliselt nii kahjulikud, et põhjustavad väga sageli tõsiseid pärilikke haigusi. Erinevalt polümorfismidest on mutatsiooniefekt pöördumatu ja keskkonnateguritest sõltumatu. Ja kuigi see jaotus näib ilmne ja selge, ei õnnestu teadlastel alati tõmmata selget piiri mutatsiooni ja geneetilise polümorfismi vahel.

Rasvumine ja geenid - geneetilise taustaga rasvumise tüübid

• Monogeenne (isoleeritud) rasvumine, see tähendab rasvumine, mis on põhjustatud ühe geeni mutatsioonist.
• Geneetiliste sündroomidega seotud rasvumine, kus rasvumine on ainult üks päriliku geneetilise häire sümptom.
• Polügeenne rasvumine (sage), s.t põhjustatud geneetiliste polümorfismide olemasolust mitmes geenis - kõige levinum rasvumise vorm, millel on geneetiline alus.

"Rasvumisgeenid" võivad eelsooduda mitte ainult rasvumist ennast. Vähesed geenid kodeerivad valke, mis vastutavad ainult ühe biokeemilise raja eest, mistõttu ühe geeni polümorfismi mõjud võivad olla mitmesuunalised. Seetõttu võivad "rasvumisgeenid" eelsooduda ka II tüüpi diabeeti, lipiidide häireid, vähki ja südame-veresoonkonna haigusi.

Rasvumine ja geenid - monogeenne rasvumine

Monogeenset rasvumist esineb vaid mõnel protsendil elanikkonnast ja selle tulemuseks on III astme rasvumine, nn haiglane rasvumine varases lapsepõlves. Siiani on kirjeldatud mitmeid geene, mille mutatsioonid võivad põhjustada monogeenset rasvumist, ja need on: LEP, LEPR, POMC, MC4R, PCSK1, SIM1, BDNF, NTRK2, GRHB. Need geenid kodeerivad valke, mis võivad rasvumisele otseselt või kaudselt kaasa aidata. Enamik neist on seotud nn leptiini-melanokortiini süsteem, mis kontrollib näljatunnet ja küllastustunnet.

Kõige enam uuritakse monogeense rasvumise kontekstis: gen LEP (eng. leptiin) leptiini ja geeni kodeerimine LEPR (leptiini retseptor), mis kodeerib leptiini retseptorit. Leptiin ehk "küllastushormoon" on rasvrakkude eritatav molekul, mis reguleerib toidu tarbimisega seotud ainevahetust. Leptiin toimib hüpotalamuses paiknevatel leptiiniretseptoritel, mille kaudu näljarefleks pärsitakse. Avastati leptiini ja selle retseptorigeenide mutatsioonide roll monogeense rasvumise tekkimisel tänu laborihiirte vaatlustele, kus geenid LEP ja LEPR nad said tõsiselt kahjustada. Märgiti, et neil hiirtel oli piiramatu isu, mille tagajärjeks oli äärmine rasvumine. Hilisemad uuringud näitasid, et geenimutatsiooniga loomad LEP vere leptiini tase oli liiga madal ja geenimutatsioonidega LEPR olid leptiini toimele vastupidavad.

Ka inimestel põhjustavad leptiiniga seotud geenide mutatsioonid peaaegu täieliku leptiini puudumise veres või leptiini retseptorite vastupanuvõime selle mõjudele ning sellest tulenevalt liigse söögiisu ja rasvumise. Lisaks on inimestel leptiini puudumise tagajärjed käitumishäired, immuunpuudulikkus ja kõrge insuliini sisaldus veres.

Teine märkimisväärne geen, mille mutatsioonid häirivad leptiini-melanokortiini rada, on geen MC4R (eng. melanokortiin 4 retseptor), mis kodeerib melanokortiin 4 retseptorit. See retseptor seondub lühidalt hormooniga proopiomelanokortiin POMC. Tasub mainida, et geenimutatsioonid POMC proopiomelanokortiin põhjustab ka monogeenset rasvumist. Geenimutatsioonidega inimesed MC4R on suurenenud söögiisu ja nende söögid on palju suuremad kui inimestel, kellel seda mutatsiooni pole. Lisaks on neil kõrge insuliini tase veres.

Arvestades, et monogeense rasvumise põhjustavad geneetilised mutatsioonid, mis rikuvad pöördumatult olulisi ainevahetusradasid, on ravivõimalused piiratud. Erandiks on geenimutatsiooniga inimesed LEPsest sel juhul saab leptiini puuduse asendada hormooni väljastpoolt manustamisega.

Rasvumine ja geenid - rasvumine, mis on seotud geneetiliste sündroomidega

Rasvumisega seotud geneetilised sündroomid on haiguste rühm, kus rasvumine on ainult üks sümptom. Kokku on kirjeldatud umbes 25 sellist haigusüksust. Lisaks rasvumisele iseloomustavad neid kaasasündinud defektid, intellektipuue ja spetsiifilised käitumishäired. Rasvumisega seotud geneetilised sündroomid on äärmiselt haruldased ja need on põhjustatud peamiselt ulatuslikest geneetilistest muutustest kromosoomifragmentide kadumisel või dubleerimisel. Kromosoomid on struktuurid, millel asuvad kõik raku geenid, ja seetõttu põhjustavad nende kahjustused kõrvalekaldeid korraga paljudes geenides.

Kõige tavalisem on Prader-Willi sündroom. Selle sündroomi esinemissagedus on 1: 10 000-50 000 sündi. PWS-i peamine põhjus on isalt päritud 15. kromosoomi fragmendi (piirkond 15q11-q13) kadumine. Nii suured geneetilised kaotused põhjustavad paljude geenide talitlushäireid. Seetõttu kannatavad PWS-iga inimesed lisaks äärmuslikule rasvumisele ka lihastoonuse languse (hüpotoonia), halva näoilme, liigse söögiisu, intellektipuude ja unehäirete all. Selle sündroomi tõenäoline rasvumise mehhanism on hüpotalamuses greliiniga (nn "näljahormoon") seotud biokeemiliste radade katkemine. Patsientide kõrge greliini sisaldus põhjustab pidurdamatut söögiisu.

Soovitatav artikkel:

Prader-Willi sündroom - põhjused, sümptomid ja ravi

Teine näide geneetilisest sündroomist, kus ülekaalulisus on domineeriv sümptom, on Bardet-Biedli sündroom.Selle sündroomiga patsientidel tekib rasvumine vanuses 1 kuni 2 aastat. Sündroomi muude sümptomite hulka kuuluvad täiendavate sõrmede ja varvaste olemasolu (polüdaktüülia), silma võrkkesta degeneratsioon, intellektipuue, suguelundite ja neerude arengu häired. Sündroomi põhjustavad mutatsioonid vähemalt 20 geenis (sh. BBS1, BBS2, BBS3, BBS4, BBS5, BBS6, BBS7, BBS8, BBS9, BBS10).

Soovitatav artikkel:

Rasvumine ja geenid. Mis on Bardet-Biedli sündroom?

Teiste kirjeldatud rasvumisega seotud geneetiliste sündroomide hulka kuuluvad:

• Coheni sündroom
• Börjesoni-Lehmani sündroom
• Alströmi sündroom
• Simpsoni ja Golabi sündroom
• Puusepa sündroom
• Wilsoni-Turneri sündroom
• Smithi ja Magenise sündroom
• kromosoomi 14 disoomia sündroom

Rasvumine ja geenid - polügeenne rasvumine

Polügeense rasvumise avastamine oli murranguline, kuna arvatakse, et see võib põhjustada üle 90% rasvumisest. Väga suurtes uuringutes, milles osalesid identsed kaksikud (s.o. sama genoomiga), on tõestatud, et geenid põhjustavad peaaegu 70% kehamassi erinevusest, mida mõõdetakse kehamassiindeksiga (KMI). Sellest hoolimata rõhutatakse, et polügeense rasvumise korral on "rasvumisgeenide" ja keskkonnategurite, st elustiili vastasmõju väga oluline. Seetõttu räägime antud juhul rasvumise eelsoodumusest. Teisisõnu, see, et meil on "rasvumisgeenide" ebasoodsad variandid, ei tähenda, et peame rasvuma. Sel põhjusel on polügeense rasvumise uurimine väga keeruline, kuna konkreetsete geenide ja elustiili vahel ei ole lihtne põhjuse-tagajärje seost tõestada.

Esimene avastatud ja samal ajal kõige paremini uuritud rasvumisele soodustav geen on geen FTO (eng. rasvamassi ja rasvumisega seotud geen). See kodeerib ensüümi 2-oksoglutaraat-demetülaasi, mida ekspresseeritakse eriti hüpotalamuses ja pankrease saartel, mis näitab selle olulist rolli organismi energia metabolismi reguleerimisel. Geeni rs9939609 polümorfismi ebasoodsa variandi olemasolu FTO (nn AA variant, mida esineb 16% eurooplastest) on seostatud suurema rasvumise ja II tüüpi diabeedi riskiga võrreldes selle geeni tüüpiliste variantidega (nn TT ja TA variandid). Ehkki molekulaarsed mehhanismid, mis viivad selliste eelsoodumusteni, ei ole täielikult välja selgitatud, on lastega tehtud uuringud tõestanud, et geenide polümorfismid FTO võib mõjutada muu hulgas toiduvarude kohta, eriti kõrge kalorsusega. On tõestatud, et ebasoodsa geenivariantiga lapsed FTOkellel oli piiramatu juurdepääs kõrge kalorsusega toidule, tarbis see palju rohkem kui tüüpiliste võimalustega lapsed.

Polügeense rasvumise ravistrateegiate kõige huvitavam aspekt on siiski geenipolümorfismide "tundlikkus" FTO elustiili muutmiseks. Avaldatud metaanalüüsid näitasid, et rasvunud inimesed, kellel on AA variant, on lisaks sellele, et nad on vastuvõtlikumad ebasoodsatele elustiili mõjudele ja on seega ülekaalulisusele altid, võimalik kehakaalu tõhusamalt vähendada, kehtestades sobiva dieedi ja kehalise aktiivsuse kui variantidega inimesed TT ja TA. Teised uuringud on näidanud, et bariaatrilise kirurgiaga inimestel on geenide varieeruvus FTO see võib aidata säilitada ka tervet kehakaalu pärast operatsiooni.

Tähtis

Väga sageli võivad polügeense rasvumise teket mõjutada muutused geenides, mis põhjustavad monogeenset rasvumist. Näitena võib tuua gen MC4R. Erinevus seisneb selles, et polügeense rasvumise korral on geenikahjustuse aste kergem, kuna selle põhjustab polümorfism. Eeldatakse, et geenipolümorfismide mehhanism MC4R mõjutada eelsoodumust rasvumisele, mis tuleneb söögikordade vahelisest tihedamast näksimisest ja kalduvusest üle süüa. Geeni polümorfismi rs17782313 riskivariantid MC4R (CT ja CC variandid) on seostatud kõrgema KMI-ga nii lastel kui täiskasvanutel, sagedasemate suupistete ja kalduvusega süüa kõrge kalorsusega toite. Huvitaval kombel on tõestatud, et Vahemere dieet võib nõrgendada mõlema geenipolümorfismi ebasoodsate variantide mõju FTOja MC4R.

Kas sa tead, et ...

Oma eluviisiga saame oma geene muuta. Nii absurdne kui see ka ei tundu, näitavad viimastel aastatel tehtud avastused, et on! Niinimetatud epigeneetilised modifikatsioonid, mis on omamoodi seos geneetika ja keskkonna vahel. Epigeneetilised modifikatsioonid võivad sõna otseses mõttes "sisse lülitada" ja "välja lülitada" teatud geenide ekspressiooni molekulaarsete keemiliste märgiste abil. Kõige tähtsam on see, et seda tüüpi muutused ei muuda DNA struktuuri, st need ei ole mingisugused pöördumatud geneetilised mutatsioonid, vaid midagi, mis läbib dünaamilisi muutusi, eriti keskkonnategurite mõjul. Just epigeneetilised modifikatsioonid võivad vallanduda elustiili abil, muutes nii rasvumise ja selle komplikatsioonide riski.

Rasvumine ja geenid - mis vastutab rasvumise eest: kas geenid või keskkond?

Sellele küsimusele on raske vastata. Monogeense rasvumise ja rasvumisega seotud geneetiliste sündroomide korral ei mõjuta keskkonnategurid rasvumise fenotüüpi nii tugevalt (kui üldse) kui polügeense rasvumise korral, mille fenotüüp sõltub tihedalt keskkonnaga suhtlemisest.

Toitumisharjumused, mille suuresti kujundab kasvukeskkond, on ülekaalulisuse tekkimisel eriti olulised. Teaduslikud uuringud näitavad, et vanemate roll ja nende poolt edasi antud söömisharjumused on siin väga olulised. Rõhutatakse, et see kehtib eriti vähem kalorikate, kuid toitvamate toitude, näiteks köögiviljade söömise kohta, mille tarbimise kujundavad positiivsed või negatiivsed kogemused nende toitudega. Erinevalt kõrge kalorsusega toitudest, nt maiustustest, kus kaasasündinud eelsoodumus mängib suuremat rolli.

Kas sa tead, et ...

Söömisharjumusi võivad geenid mõjutada näiteks maitsemeele kaudu. Niinimetatud rasvamaitse, mis võib tähendada kuut tüüpi maitset, mis tunneb ära rasvhapped. Rasvarikaste toitudega seotud maitseelamused võivad põhjustada selle ülemäärast toidukogust ja sellest tulenevalt rasvumist. Geenide polümorfismid võivad mõjutada "rasva maitset" CD36 (eng. diferentseerumise klaster 36). Eristatud on kolme levinumat geenipolümorfismi CD36: rs1761667, rs1527483 ja rs3840546. On näidatud, et rs1761667 polümorfismi GG ja GA variantidega inimesed on "rasva maitse" suhtes tundlikumad ja neil on võime tajuda toidus märgatavalt madalamat rasvhapete kontsentratsiooni kui AA variantide puhul, mis samal tasemel maitseelamuse saamiseks vajavad selle komponendi palju suuremat sisaldust oma roogades. . "Rasva maitse" võib kaudselt mõjutada söömisharjumusi. Ülitundlikkus toidus sisalduvate rasvhapete suhtes on seotud toidus sisalduva madala rasvasisaldusega toodete pakkumise ja madalama KMI indeksiga.

Uuringud on näidanud, et ka vaba aja veetmise vormid, näiteks teleri vaatamine, võivad tugevdada "rasvumisgeenide" negatiivset mõju. Muidugi ei viita see geenide interaktsioonile teleri vaatamiseks kulutatud ajaga, vaid inimeste vahelise aja veetmise (antud juhul mitte eriti aktiivse) seosega suurenenud rasvumisohuga. Teised uuringud on näidanud, et inimesed, kes eelistavad seda vaba aja veetmise viisi, söövad ka rohkem kaloririkkaid ja ebatervislikke toite.

Enamik spetsialiste rõhutab, et lõppude lõpuks on ülekaalulisuse epideemias võtmeroll just keskkonnateguritel. Seletades seda ennekõike, et meie geenid ei muutu nii kiiresti kui meie praegu elustiil. Eelnevalt mainitud geenipolümorfismid on näiteks FTO, kus paljudes uuringutes on näidatud, et ülekaalulisuse eelsoodumusest saab üle sobiva dieedi ja kehalise aktiivsusega.

Rasvumine ja geenid - rasvumise molekulaarne diagnostika

Rasvumise geneetilise aluse molekulaarseid uuringuid saab läbi viia igas vanuses, kuna meie genoom on kogu elu jooksul muutumatu. Testi tegemise otsuse tegemisel on oluline üksikasjalik perekonna ajalugu, kuna see võib viidata rasvumise pärilikule olemusele. Kui patsiendil on lisaks rasvumisele ka muid tõsiseid häireid, näiteks intellektipuue, võib see viidata rasvumisega seotud geneetilisele sündroomile. Rasvumisega seotud geneetiliste sündroomide diagnoosimisel kasutatakse rakus kromosoomide struktuuri ja arvu hindamiseks tsütogeneetilisi meetodeid. Kui uuringud välistavad geneetilised sündroomid, on oluline ka toitumise ja harjumuste ajalugu. Kui see näitab vähese kehalise aktiivsusega liigset kaloraaži, tuleks kaaluda polügeenset rasvumist. Sellisel juhul saab testida geneetilisi polümorfisme, näiteks geene FTO või MC4Rmis võib kinnitada eelsoodumust rasvumisele.

Mutatsioonide ja polümorfismide olemasolu testid viiakse läbi molekulaarbioloogia meetoditega, mis põhinevad peamiselt polümeraasi ahelreaktsioonil (PCR). Kõige tavalisem on Sangeri järjestamine. Katseid saab teha spetsiaalsetes haiglates, kus on geenilaborid. Lisaks on turul mitmeid kaubandusettevõtteid, mis teostavad "rasvumisgeenide" geneetilisi teste. Saadud tulemust tuleb avastada geneetilise mutatsiooni / polümorfismi kliinilise olulisuse hindamiseks meditsiinilise geneetika spetsialistiga.

Kirjandus:
1. Abete I. jt. Erinevad toitumisstrateegiad kehakaalu langetamiseks rasvumise korral: energia ja makrotoitainete sisalduse roll. "Nutr Res Rev" 2006, 19, 5–17.
2. Fenech M. jt. Nutrigeneetika ja nutrigenoomika: seisukohad toitumise uurimise ja praktika praeguse seisundi ja rakenduste kohta. "J Nutrigenet Nutrigenomics" 2011, 4, 69–89.
3. Frayling T.M. jt. FTO geeni tavaline variant on seotud kehamassiindeksiga ja soodustab laste ja täiskasvanute rasvumist. "Teadus" 2007, 316, 889–894.
4. Barczyk A. jt, Ülekaalulisuse geneetika - patogenees, kliinilised ja diagnostilised aspektid. Arenguperioodi meditsiin, 2017; XXI, 3, 186-202.
5. Maes H. jt. Geneetilised ja keskkonnategurid suhtelise kehakaalu ja inimese rasvumise osas. Käituma. Genet. 1997; 27: 325–351.
6. Męczekalski B. jt. Geenide roll rasvumises. Kaasaegsed vaated, patogenees, kliinilised aspektid. Endokrinoloogia, rasvumine ja ainevahetushäired 2008, 5 (1), 27–37.
7. Hinney A. jt. Alates monogeensest kuni polügeense rasvumiseni: hiljutised edusammud. Eur Laste noorukite psühhiaatria. 2010 märts; 19 (3): 297–310.
8. Savage S.J. jt. Vanemate mõju söömiskäitumisele. Kontseptsioon noorukieani. J Law Med Eetika. 2007; 35 (1): 22–34.
9. Hinney A. jt. Alates monogeensest kuni polügeense rasvumiseni: hiljutised edusammud. Eur Laste noorukite psühhiaatria. 2010 märts; 19 (3): 297–310.
10. Xi B. jt. Seos MC4R geeni lähedal levinud polümorfismi ja rasvumisriski vahel: süsteemne ülevaade ja metaanalüüs. "PLoS One" 2012, 7 (9), e45731.
11. Ortega-Azorín C. jt. FTO rs9939609 ja MC4R rs17782313 2. tüüpi diabeediga seotud polümorfismide seoseid moduleeritakse dieediga, mis on suurem, kui Vahemere dieedist kinnipidamine on madal. "Cardiovasc Diabetol" 2012, 6 (11), 137.
12. Qi Q. jt. Televiisori vaatamine, vaba aja kehaline aktiivsus ning naiste ja meeste kehamassiindeksiga seotud geneetiline eelsoodumus. Tiraaž. 2012 9. oktoober; 126 (15): 1821–7.
13. püss K. Maitse geneetika. Kas geenid võivad määrata söömisharjumusi? Kaasaegne dieetika 11/2017.

Tähtis

Poradnikzdrowie.pl toetab rasvumise all kannatavate inimeste ohutut ravi ja inimväärset elu.
See artikkel ei sisalda sisu, mis diskrimineeriks või häbimärgistaks ülekaalulisi inimesi.