затлъстяването

Гени за насърчаване на затлъстяването в свят за насърчаване на затлъстяването

Гените влияят на всеки аспект на човешката физиология, развитие и адаптация. Затлъстяването не е изключение. И все пак се знае сравнително малко по отношение на специфичните гени, които допринасят за затлъстяването и мащаба на така наречените „взаимодействия с генетична среда“, сложното взаимодействие между нашия генетичен състав и нашия жизнен опит.

Проучване от 2014 г. установи, че консумацията на пържена храна може да взаимодейства с гени, свързани със затлъстяването, подчертавайки значението на намаляването на консумацията на пържена храна при индивиди, генетично предразположени към затлъстяване. (21) Търсенето на човешки гени за затлъстяване започна преди няколко десетилетия. Бързият напредък в молекулярната биология и успехът на проекта за човешкия геном засилиха търсенето. Тази работа разкри няколко генетични фактора, които са отговорни за много редки едногененни форми на затлъстяване. Нововъзникващите изследвания също започнаха да идентифицират генетичните основи на така нареченото „често срещано затлъстяване“, което е повлияно от десетки, ако не и стотици, гени. Освен това изследванията върху връзката между определени храни и затлъстяването хвърлят повече светлина върху взаимодействието между диетата, гените и затлъстяването.

Все по-ясно от тези ранни открития е, че идентифицираните досега генетични фактори допринасят само малко за риска от затлъстяване и че нашите гени не са нашата съдба: Много хора, които носят тези така наречени „гени за затлъстяване“, не стават с наднормено тегло и здравословният начин на живот може да противодейства на тези генетични ефекти. Тази статия накратко описва приноса на гените и взаимодействията между гените и околната среда за развитието на затлъстяването.

Редки форми на затлъстяване, причинени от мутации в един ген (моногенно затлъстяване)

Няколко редки форми на затлъстяване са резултат от спонтанни мутации в отделни гени, така наречените моногенни мутации. Такива мутации са открити в гени, които играят съществена роля в контрола на апетита, приема на храна и енергийната хомеостаза - главно в гени, кодиращи хормона лептин, лептиновия рецептор, про-опиомеланокортин и рецептора на меланокортин-4, наред с други . (1)

Затлъстяването също е отличителен белег на няколко генетични синдрома, причинени от мутации или хромозомни аномалии, като синдромите на Прадер - Willi и Bardet-Biedl. При тези синдроми затлъстяването често се придружава от умствена изостаналост, репродуктивни аномалии или други проблеми. (2)

„Общо затлъстяване“, причинено от мутации в множество гени

През 21 век затлъстяването е здравословен проблем, засягащ богати и бедни, образовани и необразовани, западни и незападни общества. Нивото на телесните мазнини обаче варира от човек на човек и някои хора винаги са били склонни да носят малко повече телесни мазнини от други. Данните от животински модели, проучвания на човешки връзки, проучвания на близнаци и асоциации на големи популации предполагат, че тази вариация в нашата чувствителност към затлъстяване има генетичен компонент. Но вместо да се контролира от един ген, се смята, че податливостта към често затлъстяване се влияе от много гени (полигенни).

Изследванията на близнаци предлагат известна представа за генетиката на често срещаното затлъстяване. Въз основа на данни от повече от 25 000 двойки близнаци и 50 000 биологични и осиновители от семейството, оценките за средни корелации за индекса на телесна маса (ИТМ) са 0,74 за монозиготни („идентични“) близнаци, 0,32 за дизиготни („братски“) близнаци, 0,25 за братя и сестри, 0,19 за двойки родители-потомци, 0,06 за осиновители и 0,12 за съпрузи. (3) Силната корелация за ИТМ между монозиготни близнаци и неговото затихване с по-малка степен на споделени гени предполагат силно генетично влияние върху ИТМ. Това заключение обаче се основава на предположението, че еднояйчните и братските близнаци имат еднаква степен на споделена среда - и това е предположение, което може да не е на практика.

Използване на проучвания за асоцииране с широк геном за идентифициране на гени, свързани със затлъстяването

Изследване за асоцииране в целия геном сканира стотици хиляди генетични маркери в пълни набори от ДНК на хиляди индивиди, за да открие генни вариации, които могат да бъдат свързани с определено заболяване. Тези изследвания могат да се използват за намиране на генни вариации, които играят роля при често срещани, сложни заболявания като затлъстяването. Често промяната в само една малка част от ДНК, която кодира ген, може да промени в действието на гена. Тези малки ДНК вариации, наречени „генни варианти“ или „еднонуклеотидни полиморфизми“ (SNP), често са свързани с риска от заболяване.

През 2007 г. изследователи, използващи проучвания за асоцииране в целия геном, идентифицират първите генни варианти, свързани със затлъстяването, в така наречения ген на „мастната маса и свързаното със затлъстяването“ (FTO) гена на хромозома 16. (4, 5) Тези генни варианти са доста често срещани, а хората, които носят такъв, имат 20 до 30 процента по-висок риск от затлъстяване, отколкото хората, които не го правят. Вторият генен вариант, свързан със затлъстяването, който изследователите идентифицират, се намира в хромозома 18, близо до рецепторния ген на меланокортин-4 (същия ген, отговорен за рядка форма на моногенно затлъстяване). (6, 7)

Към днешна дата проучванията за асоцииране в целия геном са идентифицирали повече от 30 кандидат-гена на 12 хромозоми, които са свързани с индекса на телесна маса. (8–10) Важно е да се има предвид, че дори най-обещаващият от тези кандидат-гени, FTO, представлява само малка част от свързаната с гените чувствителност към затлъстяване. (11)

Взаимодействия между гените и околната среда: Защо наследствеността не е съдба

Генетичните промени е малко вероятно да обяснят бързото разпространение на затлъстяването по целия свят. (1) Това е така, защото „генофондътчестотата на различни гени в популацията - остава доста стабилна за много поколения. Отнема много време, за да се разпространят нови мутации или полиморфизми. И така, ако нашите гени са останали до голяма степен същите, какво се е променило през последните 40 години от нарастващите нива на затлъстяване? Нашата среда: физическата, социалната, политическата и икономическата среда, които влияят върху това колко ядем и колко сме активни. Промените в околната среда, които улесняват хората да преяждат и по-трудно хората да получават достатъчно физическа активност, изиграха ключова роля за предизвикването на скорошния прилив на наднормено тегло и затлъстяване. (12)

Работата по свързаните със затлъстяването взаимодействия между гените и околната среда все още е в зародиш. Досегашните доказателства сочат, че генетичната предразположеност не е съдба - много хора, които носят така наречените „гени за затлъстяване“, не стават с наднормено тегло. По-скоро изглежда, че здравословното хранене и достатъчното упражнение може да противодейства на някои от свързания с гените риск от затлъстяване.

През 2008 г., например, Андреасен и колеги демонстрираха, че физическата активност компенсира ефектите на един ген за насърчаване на затлъстяването, често срещан вариант на FTO. Проучването, проведено на 17 058 датчани, установи, че хората, които носят гена за насърчаване на затлъстяването и които са неактивни, имат по-висок ИТМ от хората без генния вариант, които са неактивни. Наличието на генетична предразположеност към затлъстяване обаче не изглеждаше от значение за хората, които бяха активни: ИТМ не бяха по-високи или по-ниски от тези на хора, които не притежаваха гена на затлъстяването. (15)

Последвалата работа върху връзката между FTO гена, физическата активност и затлъстяването даде противоречиви резултати. (16–18) За да стигнат до по-категоричен отговор, наскоро изследователите обединиха и повторно анализираха данните от 45 проучвания при възрастни и 9 проучвания при деца - общо около 240 000 души. (19) Те установиха, че хората, носещи варианта на гена FTO за насърчаване на затлъстяването, са с 23% по-висок риск от затлъстяване, отколкото тези, които не го правят. Но за пореден път физическата активност намалява риска: Активните възрастни, които носят гена за насърчаване на затлъстяването, имат 30% по-нисък риск от затлъстяване, отколкото неактивните възрастни, които носят гена.

Повечето хора вероятно имат някакво генетично предразположение към затлъстяване, в зависимост от тяхната семейна история и етническа принадлежност. Преминаването от генетично предразположение към самото затлъстяване обикновено изисква известна промяна в диетата, начина на живот или други фактори на околната среда. Някои от тези промени включват следното:

  • наличността на храна по всяко време на денонощието и на места, които някога не са продавали храни, като бензиностанции, аптеки и магазини за офис доставки;
  • драстично намаляване на физическата активност по време на работа, домашни занимания и свободно време, особено сред децата;
  • увеличено време за гледане на телевизия, използване на компютри и извършване на други заседнали дейности; и
  • притокът на силно преработени храни, бързо хранене и подсладени напитки, заедно с повсеместните маркетингови кампании, които ги популяризират.

В крайна сметка: здравословната среда и начин на живот могат да противодействат на свързаните с гените рискове

По-доброто разбиране на генетичния принос към затлъстяването - особено често срещаните взаимодействия затлъстяване и ген - среда ще генерира по-добро разбиране на причинно-следствените пътища, които водят до затлъстяване. Подобна информация може някой ден да даде обещаващи стратегии за профилактика и лечение на затлъстяването. Но е важно да запомните, че като цяло приносът на гените към риска от затлъстяване е малък, докато приносът на нашата токсична храна и активна среда е огромен. Както пише един учен, „Гените могат да определят кой да затлъстее, но нашата среда определя колко от тях затлъстяват.“ (20) Ето защо усилията за превенция на затлъстяването трябва да се съсредоточат върху промяната на нашата среда, за да направим здравословния избор по-лесен за всички.

Препратки

1. Ху Ф. Генетични предиктори на затлъстяването. В: Hu F, изд. Епидемиология на затлъстяването. Ню Йорк: Oxford University Press, 2008; 437-460.

2. Farooqi S, O’Rahilly S. Генетика на затлъстяването при хората. Endocr Rev. 2006; 27: 710-18.

3. Maes HH, Neale MC, Eaves LJ. Генетични и екологични фактори в относителното телесно тегло и човешкото затлъстяване. Behav Genet. 1997; 27: 325-51.

4. Dina C, Meyre D, Gallina S, et al. Вариациите в FTO допринасят за детското затлъстяване и тежкото затлъстяване при възрастни. Nat Genet. 2007; 39: 724-6.

5. Frayling TM, Timpson NJ, Weedon MN, et al. Често срещан вариант в гена FTO е свързан с индекса на телесна маса и предразполага към затлъстяване при деца и възрастни. Наука. 2007; 316: 889-94.

6. Loos RJ, Lindgren CM, Li S, et al. Често срещаните варианти в близост до MC4R са свързани с масата на мазнините, теглото и риска от затлъстяване. Nat Genet. 2008; 40: 768-75.

7. Qi L, Kraft P, DJ Hunter, Hu FB. Често срещаният вариант на затлъстяване в близост до гена MC4R е свързан с по-висок прием на обща енергия и хранителни мазнини, промяна на теглото и риск от диабет при жените. Hum Mol Genet. 2008; 17: 3502-8.

8. O’Rahilly S. Човешката генетика осветява пътищата към метаболитни заболявания. Природата. 2009; 462: 307-14.

9. Speliotes EK, Willer CJ, Berndt SI, et al. Асоциативните анализи на 249 796 индивида разкриват осемнадесет нови локуса, свързани с индекса на телесна маса. Nat Genet. 2010; 42: 937-48.

10. Heid IM, Jackson AU, Randall JC. Мета-анализът идентифицира 13 нови локуса, свързани със съотношението талия и ханш и разкрива сексуалния диморфизъм в генетичната основа на разпределението на мазнините. Nat Genet. 2010; 42: 949-60.

11. Walley AJ, Asher JE, Froguel P. Генетичният принос за несиндромно човешко затлъстяване. Nat Rev Genet. 2009; 10: 431-42.

12. Qi L, Cho YA. Взаимодействие между гените и затлъстяването. Nutr Rev. 2008; 66: 684-94.

15. Andreasen CH, Stender-Petersen KL, Mogensen MS, et al. Ниската физическа активност подчертава ефекта на полиморфизма на FTO rs9939609 върху натрупването на мазнини в тялото. Диабет. 2008; 57: 95-101.

16. Rampersaud E, Mitchell BD, Pollin TI, et al. Физическа активност и асоцииране на често срещани варианти на FTO ген с индекса на телесна маса и затлъстяване. Arch Intern Med. 2008; 168: 1791-7.

17. Ruiz JR, Labayen I, Ortega FB, et al. Отслабване на ефекта на FTO rs9939609 полиморфизма върху общата и централната телесна мазнина чрез физическа активност при юноши: проучването HELENA. Arch Pediatr Adolesc Med. 2010; 164: 328-33.

18. Jonsson A, Renstrom F, Lyssenko V, et al. Оценка на ефекта от взаимодействието между вариант на FTO (rs9939609) и физическа активност върху затлъстяването при 15 925 шведски и 2511 финландски възрастни. Диабетология. 2009; 52: 1334-8.

19. KilpelinenTO, Qi L, Brage S, et al.Физическата активност отслабва влиянието на вариантите на FTO върху риска от затлъстяване: мета-анализ на 218 166 възрастни и 19 268 деца. PLoS Med. 2011; 8: e1001116. Epub 2011 1 ноември.

20. Veerman JL. За безполезността на скрининга за гени, които ви напълняват. PLoS Med. 2011 ноември; 8 (11): e1001114. Epub 2011 1 ноември.

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). Консумация на пържена храна, генетичен риск и индекс на телесна маса: анализ на взаимодействието между гените и диетите в три американски кохортни проучвания. 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