Резюме
Разбирането защо се храним и мотивационните фактори, определящи избора на храна, е важно за справяне с епидемиите от затлъстяване, диабет и сърдечно-съдови заболявания. Хранителното поведение е сложно взаимодействие на физиологични, психологически, социални и генетични фактори, които влияят на времето за хранене, количеството на приема на храна и предпочитанията към храната. Тук ние правим преглед на настоящите и нововъзникващи знания за генетичните влияния на хранителното поведение и как те са свързани със затлъстяването с особен акцент върху генетиката на вкуса, размера и подбора на ястието и нововъзникващото използване на функционален магнитен резонанс за изследване на нервни реакции в отговор към хранителни стимули при нормални индивиди с наднормено тегло и затлъстяване.
ВЪВЕДЕНИЕ
Бързото нарастване на затлъстяването и свързаните с него съпътстващи заболявания (метаболитен синдром, коронарна артериална болест, сънна апнея, скелетни нарушения, хиперлипидемия и хипертония) през последните 30 години доведе до спешността на по-пълно разбиране на патофизиологията на затлъстяване. Изследването на хранителното поведение се опитва да дефинира хранителните модели и хранителните предпочитания и да обясни защо има гравитация към специфично поведение и избор на храна и има за цел да разработи подходи за постигане на ефективни промени в модифицираното поведение. Познаването на биологичните механизми, насочващи хранителното поведение, може да осигури ефективни цели за лечение на затлъстяването и свързаните с него разстройства.
ГЕНЕТИКА НА ВКУСА
Вкусът влияе върху предпочитанието на храната и приема на храна, като по този начин пряко влияе върху хранителното поведение. Не всички хора обаче възприемат вкуса по абсолютно същия начин. Плътността на вкусовите папили на езика, генетичните различия във вкусовите рецептори или чувствителността на вкусовите рецептори, съставните части на слюнката и други фактори допринасят за вкусовото възприятие на индивида и последващите хранителни предпочитания. 19 Разликите в плътността на вкусовите папили влияят върху вкусовата чувствителност и се смята, че са генетично обусловени 20; обаче генът или гените, отговорни за тази черта, все още не са идентифицирани. Различията във възприемането на вкуса и предпочитанията влияят върху избора на храна и оказват значително влияние върху приема на хранителни вещества и калории.
Пет вкуса се разпознават от хората: сладък, горчив, кисел, солен и умами - описван като вкус на глутамат или вкус на аминокиселини и протеини. Предпочитанието и приема на храна се влияят от сладко-горчив вкус. Например хората, които имат засилено възприемане на горчив вкус, са склонни да избягват определени храни, включително специфични плодове и зеленчуци. 21 Съобщава се, че предпочитанията към сладка и богата на мазнини храна намаляват с увеличаване на възприемането на горчив вкус. 21 - 24 Доказателствата сочат, че способността за горчив вкус може да е свързана с индекса на телесна маса (ИТМ), затлъстяването и рисковите фактори за ССЗ, 25 - 26, докато възприеманата сладост на храните е в обратна корелация с ИТМ. 27 Горчивата вкусова чувствителност също е свързана с вариация във височината при децата, което предполага, че тази черта може да повлияе на избора на храна и да повлияе на скоростта на растеж. 28 - 29 Хората, които са особено чувствителни към горчиви съединения, са склонни да избягват горчивия вкус на бира и алкохол, както и да избягват пушенето на цигари. 25, 30 Горчив вкус, както и предпочитание към сладко и мазно насочват поведението за поглъщане и са свързани със затлъстяването и тези черти на хранителните предпочитания могат отчасти да бъдат генетично обусловени.
TAS2R5, друг горчив рецептор, може да бъде важен регулатор на поглъщащото поведение. Този ген се намира в регион на хромозома 7, който е значително свързан с количествен фенотипичен маркер на алкохолна зависимост, наречен ttth 1. Освен това, един нуклеотиден полиморфизъм (SNP), разположен в блока на неравновесно свързване, който включва TAS2R5, отчита тази асоциация. 38 SNP в друг ген на хромозома 7, TAS2R16, също е свързан с алкохолна зависимост. 39 Тези открития предполагат, че генетичните вариации в гените на TAS2R могат да участват в регулирането на поведението на поглъщането.
Рецепторите за сладък и умами вкус са кодирани от три гена TAS1R, разположени в хромозома 1p36. Хетеромерни TAS1R2: TAS1R3 вкусовите рецептори реагират на сладки вкусови съединения като захари, високоефективни подсладители и някои D-аминокиселини, докато TAS1R1: TAS1R3 хетеромери съдържат вкусов рецептор на умами, чувствителен към L-аминокиселини. 31 И двете подединици на рецептора за сладък вкус свързват захарните лиганди, въпреки че го правят с различен афинитет и зависими от лиганда конформационни промени. 40 - 41 Въпреки че са описани вариации както на сладкия вкус, така и на вкуса на умами, тези черти не са толкова добре дефинирани, колкото тези на дегустацията на PROP, а специфичните генетични варианти, отговорни за вариацията във вкуса на сладки и умами, остават да бъдат идентифицирани.
маса 1
Често срещани варианти, свързани с вариационен вкус и поглъщащо поведение
| Сладка | 1p36 | TAS1R2, TAS1R3 | Неизвестно | Nie et al. (2005) 41, Nie et al. (2006) 40, Scott et al. (2005) 31 |
| Умани | 1p36 | TAS1R1, TAS1R3 | Неизвестно | Скот и др. (2005) 31 |
| Горчив | 12p13, 7q34, 5p15.31 | TAS2Rs: TAS2R38, TAS2R5, TAS2R16 | Избягването на зеленчуци, повишен прием на мазнини и сладкиши, разстройва хранителното поведение сред жените Алкохолна зависимост | Kim et al. (2003) 32 Drewnowski et al. (1997) 21 Mennella et al. (2005) 33 Timpson et al. (2005) 34 Dotson et al. (2008) 46 Lin (2005) 38, Hinrichs (2006) 39 |
ИЗБОР И РАЗМЕР НА ХРАНИТЕ
Изследването на размера и избора на храна е особено сложно, тъй като социално-икономическата среда, наученото хранително поведение, физиологичните състояния като депресия и дори леченията могат да повлияят на апетита и избора на храна, независимо от генетиката; въпреки това се смята, че количеството, честотата и времето на хранене са поне отчасти под генетичен контрол. Изследването на генетични варианти на храносмилателни невроендокринни хормони, като CCK, лептин и грелин, дават нови идеи за това как тези хормони и техните генетични варианти могат да участват в пътищата, регулиращи апетита и хранителното поведение.
Грелинът, 28-аминокиселинен пептид, се произвежда първично от стомаха и панкреаса и участва в насърчаването на приема на храна и глада чрез рецептори в хипоталамуса. 47 Нивата на грелин в плазмата се повишават преди хранене и се потискат от приема на храна. 48 GHRL е разположен върху хромозома 3. Генният продукт участва в освобождаването на растежен хормон и след транслационни модификации се получават хормоните грелин и препретин. Препяттинът се противопоставя на ефектите на грелин и е отговорен за ситостта и намаляването на приема на храна. 49 Много изследвания са посветени на изследване на варианти на GHRL по отношение на затлъстяването. Често срещан вариант, Leu72Met е свързан със затлъстяване, 50 - 51 метаболитен синдром, 52 и преяждане. 53
Лептин и CCK работят в опозиция на грелин, за да насърчават ситостта. CCK се освобождава в отговор на липидите и насърчава бързото следпрандиално засищане за разлика от дългосрочното действие на лептина. 54 В голямо проучване за контрол на случая на 17 000 жени със затлъстяване и нормално тегло, често срещаните варианти на лептин (rs4577902, rs2060736 и rs4731413) са свързани с повишен риск от екстремно поведение на лека закуска (5-ти процентил въз основа на 11 въпросника), но не увеличен размер на хранене. Установено е, че 55 варианта на CCK (rs6809785, rs7611677, rs6801844 и rs6791019) са по-свързани с екстремния размер на храненето (горния 5-ти процентил въз основа на прогнозните размери на порциите, използвайки 28 карти с карти), но не и с поведението на лека закуска в същото проучване. Това проучване предполага, че генетичните вариации в гените, кодиращи CCK и лептина, могат да допринесат за риска от затлъстяване, като влияят върху ситостта и могат да имат независими ефекти. Необходими са допълнителни проучвания за допълнително изясняване на ролята на генетичните вариации в тези гени, за да се осигури по-добро разбиране за това как те могат да модулират хранителното поведение.
Генетичните вариации на FTO, лептин, лептинов рецептор и грелин, гени, участващи в неврорегулацията на приема на храна, изглежда допринасят за риска от затлъстяване, като влияят на ситостта и глада и могат да допринесат за увеличен прием на калории. По-големите и по-генетично разнообразни кохорти трябва да потвърдят тези наблюдения. Необходими са и функционални изследвания на въздействието на тези варианти върху генната експресия или действие. Подобряването на нашето разбиране за механизмите, при които тези гени си взаимодействат и техния потенциален молекулярен кръстосан разговор, може да осигури нови цели за разработване на лечения за лица с намалена ситост в отговор на хранене. Таблица 2 обобщава настоящите знания по отношение на генетичните варианти, свързани с избора на храна и размера.
Таблица 2
Често срещани варианти, свързани с избора на храна и размера
| CCK | rs6809785, rs7611677, rs6801844 | Бърза ситост след нахранване | Екстремен размер на хранене | de Krom et al. (2007) 55 |
| Лептин | RS4577902, RS2060736, RS4731413 | Насърчаване на ситост | Екстремно поведение на лека закуска | de Krom et al. (2007) 55 |
| Грелин | Leu72Met, 51GLN | Насърчавайте приема на храна и глада Метаболитен синдром Затлъстяване | Склонност към преяждане | Monteleone et al. (2007) 53 Hinney et al. (2002) 51 Korbonits et al. (2002) 50 Steinle et al. (2005) 52 |
| FTO | rs9939609 | Понижава регулирането на лептина, потиска ситостта | Намалено засищане след хранене, увеличен калориен прием | den Hoed et al. (2009) 56 Cecil et al. (2008) 58 Tanofsky-Kraff et al. (2009) 59 |
| БЛАГО | rs7908975, rs992990 | Насърчавайте ГАМК, регулирайте приема на храна | Повишен прием на въглехидрати | Choquette et al. (1998) 18 |
Функционално магнитно резонансно изображение
Различни когнитивни пътища участват в мотивацията и контрола на хранителното поведение. Новото използване на техники за невроизображение, по-специално функционална магнитно-резонансна томография (FMRI), за да се демонстрират специфични невронни реакции в отговор на хранителен стимул, революционизира изследването на хранителното поведение. Други техники за изобразяване, като позиционно-емисионна томография (PET), преди са били използвани за изследване на невронни реакции на вкус и идентифициране на невронни пътища, участващи в хранителното поведение. 61 FMRI по-рано е добре установен при идентифициране на патология при проучвания на шизофрения, 62 болест на Алцхаймер, 63 и много други области на изследване на неврологията. Почти всички проучвания на FMRI използват зависимост от нивото на кислород в кръвта (BOLD), за да идентифицират области в мозъка, които демонстрират повишено усвояване на глюкоза и следователно повишена активност в отговор на специфични стимули. Изследванията на хранителното поведение, използващи FMRI, се фокусират върху СМЕЛИ промени в специфични мозъчни региони при затлъстели в сравнение с индивиди с нормално тегло.
Хранително поведение Изследванията на FMRI показват, че състоянието на гладно увеличава кортикалната активация сред слабите индивиди, 64 увеличава предпочитанието към висококалорични храни при затлъстели индивиди, 64 - 66 и че мъжете със затлъстяване са намалили постпрандиалните мозъчни реакции към ситост, което може да обясни излишния калориен прием . 67 Вливането на грелин при доброволци с нормално тегло води до повишен BOLD отговор на снимки на храната в амигдалата, орбитофронталната кора, предната инсула и стриатума, областите на мозъка, участващи в активирането на поглъщащото поведение, и предизвиква повишени самоотчети за глад. 68 По същия начин пациентите с по-ниски нива на лептин вследствие на загуба на тегло или вследствие на генетичен дефицит на лептин са повишили BOLD активността в мозъчните области, участващи в емоционален, когнитивен и сензорен контрол на приема на храна в отговор на хранителни стимули, които впоследствие се нормализират с вливане на лептин. 7, 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Клинични приложения и бъдещи указания
- Хранително поведение и метаболитен синдром с течение на времето SpringerLink
- Неправилно поведение при хранене при лица с диабет
- Ефекти на модела върху хранителното поведение Индукцията на сдържан стил на хранене1 - Polivy - 1979
- Приятелството влияе на хранителното поведение, особено когато приятелите са с наднормено тегло - ScienceDaily
- Борба със затлъстяването чрез здравословно поведение при хранене Покана за оптимизация на динамиката на системата