В продължение на хиляди години коренното население на далечния север е оцеляло от силния студ на заобикалящата ги среда с диета с мазнини и протеини и почти никакви въглехидрати.

улики

Сега има доказателства, че историческата диета, базирана на храни като муктук и тюленово и моржово месо, е отпечатана върху гените на Inupiat, Yupik и други северни народи, със здравни ефекти, които са потенциално опасни за бебета и малки деца, но потенциално полезни за възрастни.

Въпросът е ген, който произвежда ключов ензим, използван в черния дроб: карнитин палмитоилтрансфераза 1А или накратко CPT1A.

Ензимът е необходим в процеса, който изгаря мазнините за енергия в черния дроб. Тя позволява на тялото да превключва между изгаряне на глюкоза - простата захар, разградена от въглехидратите - и изгаряне на телесни мазнини. Генът CPT1A при някои местни хора от далечния север драстично забавя изгарянето на натрупаните мазнини, като пречи на тялото да получи енергията, от която се нуждае, за да функционира.

Тази версия на арктически вариант на CPT1A се намира в популациите на инуити, инупиати и юпики в Аляска, Канада и Гренландия и сред някои местни жители в Британска Колумбия, най-вече на остров Ванкувър, и цимшиан от Югоизточна Аляска, които са свързани с тях. Не се среща сред вътрешните групи на Аляска или канадските местни групи като Athabascan и Cree, нито сред местните в долните 48 щати.

Сега е потвърдено и в коренното население на Северен Сибир. Проучване, ръководено от университета в Кеймбридж, публикувано през октомври в American Journal of Human Genetics, установи, че 68% от изследваните субекти носят гена. По-ранно проучване на много от същите изследователи, публикувано през май в списание PLOS ONE, идентифицира гена CPT1A като един от няколкото, носени от местни сибирци, които изглежда са били оформени от арктическите условия.

Констатациите са първите, които предоставят конкретни доказателства, подкрепящи идеята, че вариантът CPT1A Arctic е продукт на арктическата среда и арктическата диета, каза Дейвид Кьолер, педиатър и генетик от Университета за здраве и наука в Орегон и експерт по вариант на CPT1A Arctic.

„Винаги съм предполагал, че този ген е избран, но нямаме категорични доказателства“, каза Кьолер, водещ изследовател в темата.

Медицински рискове за най-малките пациенти

За бебета и малки деца недиагностицираният вариант на CPT1A Arctic може да означава ужасни последици по време на болест или други периоди, когато децата могат да останат без храна. Тези, които отиват за дълги периоди без кърма, адаптирано мляко или друга храна - обикновено шест до осем часа - са изложени на риск от ниска кръвна захар, известна като хипогликемия, и вероятно по-лошо.

„Ако остане достатъчно ниско достатъчно дълго, те могат да получат гърчове“, каза Мат Хиршфелд, директор по здравеопазване на майките в Детския медицински център на Аляска.

Вариантът е свързан с детската смъртност в Аляска, Британска Колумбия и в канадската арктическа територия Нунавут, където детската смъртност от всички причини е три пъти по-висока от средната за Канада. Случаите с фатален изход включват бебета и деца, които страдат от респираторни заболявания, които са големи хронични проблеми в селските райони на далечния север.

Съществуват също доказателства, че вариантът CPT1A Arctic е свързан със сериозни респираторни и ушни инфекции в Аляска, според проучване от 2013 г., ръководено от Аляска отдела за обществено здраве и съавтор на Koeller. Не е ясно, каза Кьолер, дали децата с арктически вариант са по-уязвими от придобиване на инфекции на първо място или просто е по-вероятно инфекциите им да станат сериозни и следователно е по-вероятно да бъдат лекувани в клиника или болница и да да докладват техните случаи.

Констатациите водят до някои изрични медицински инструкции за родители и гледачи на местни деца с арктически ген: Болно бебе или малко дете, което не е яло - поради повръщане, продължителен сън или други последици от болестта - трябва да получава глюкозни течности чрез кърма, адаптирано мляко, напитки като Pedialyte или, ако е необходимо, интравенозно капене на глюкоза, казват експертите. Полагащите грижи трябва да се уверят, че засегнатите деца, носещи гена, ядат често и им се препоръчва да се консултират с доставчици на здравни услуги и държавни служители, след като генът бъде идентифициран.

Анекдотични доказателства са, че някои възрастни отдавна са се справили с ефектите на този ген, макар и несъзнателно, каза Хиршфелд. Те могат да говорят за това как да се погрижат да носят закуски, ако са ангажирани с тежки дейности като лов, каза той. След няколко часа натоварване и никакво хранене, както тези възрастни го описват, те стават мудни, сънливи и „истински нервни“, класически признаци на хипогликемия, каза Хиршфелд. „Те щяха да имат бонбон и щяха да се измъкнат от него.“

Възрастните, с по-големите си тела, могат да съхраняват повече захар в кръвта и черния си дроб и дори тези с арктическия вариант на гена могат да постит по-дълго от децата, освен ако не тренират усилено, каза Хиршфелд.

Най-сериозните проблеми засягат най-малките деца, които не могат сами да си набавят храна, когато се нуждаят от нея, поради което е важно да се установи състоянието при раждането.

Рутинните здравни прегледи, извършвани при всички новородени в Аляска, включват тестове за вариант CPT1A Arctic, сред приблизително 50 целеви състояния. Капки кръв се вземат от краката на бебетата и се разпространяват върху тестови карти, за да се анализират, наред с други неща, признаци за функционирането на ензима CPT1A. Анализът се прави в Северозападната регионална програма за скрининг на новородени в Орегон, която обработва скрининга за новородени за Аляска и пет други държави.

Такъв е случаят само от около десетилетие. Преди края на 2003 г., когато тестовете CPT1A станаха част от рутинния скрининг за кърмачета в Аляска, имаше само около 30 или 40 потвърдени случая в света на това, което тогава се наричаше „дефицит на CPT1A“. Той засегна хора извън коренното население на Арктика, смяташе се за случайна мутация и доведе до почти пълно изключване на функцията CPT1A.

След като се появиха признаци, че нещо подобно засяга местните деца, изследователите установиха, че генът функционира по различен начин, на ниско ниво, а не на почти пълно изключване, наблюдавано другаде. Тази версия стана известна като „CPT1A арктически вариант“.

„Вече не е„ дефицит “, защото всъщност това е нормалният ген“, каза Хиршфелд, който с Кьолер и други колеги проведе няколко клинични проучвания, за да потвърди характеристиките.

От края на 2003 г. до средата на 2006 г., според отдела за епидемиология на Аляска, 38 новородени са идентифицирани чрез новия скрининг, че имат арктически вариант CPT1A - приблизително еквивалентен на всички известни случаи на дефицит на CPT1A в света по това време. Към момента около 900 бебета от Аляска са положили тестове за арктически вариант CPT1A, каза Хиршфелд.

Скринингите, използвани днес, са несъвършени, тъй като тестът търси метаболитните ефекти на арктическия вариант, които не винаги са очевидни. Нов тип скринингов процес за новородено, разработен от Koeller и неговите колеги, ще търси самия свързан ген, което означава идентифициране на всички случаи.

Този нов тест е планиран за въвеждане в Аляска през следващата година, въпреки че все още се очакват административни одобрения и финансирането все още не е договорено.

След като бъде въведен новият тест, очаквайте 700 бебета да бъдат диагностицирани всяка година с арктически вариант CPT1A, оценка, базирана на моделиране, каза Хиршфелд.

Въпреки свързаните с него рискове, експертите подчертават, че арктическият вариант CPT1A не е болест или увреждане, а естествено генетично състояние за някои хора.

"Генът сам по себе си е доста неутрален. Това е въпрос на контекст", каза Кьолер.

Генетично предимство в суров климат?

Има признаци, че арктическият вариант на гена може да осигури здравни предимства.

Последното проучване в Кеймбридж предполага, че арктическата версия CPT1A гена е давала метаболитно предимство в миналото, когато е било стриктно спазване на традиционната диета с високо съдържание на мазнини, но че промените в начина на живот са създали недостатък. "Вредният ефект от мутацията може да се обясни с промяна от традиционната диета към по-въглехидратна или с неотдавнашни културни промени и стресови фактори от околната среда като гладуване и патогени", Алексия Кардона, водещ автор и на двете изследвания в Кеймбридж CPT1A, се казва в имейл.

Съществуват и признаци на съвременна защита срещу заболявания, свързани със затлъстяването, поне сред хората, които се хранят с традиционна диета.

Едно проучване на възрастни Yup'ik в Западна Аляска установява относително ниски нива на диабет и метаболитен синдром, дори при хора с високо ниво на телесни мазнини. В това проучване, публикувано през 2007 г. и ръководено от Берт Бойер от Института по арктическа биология към Университета на Аляска Феърбанкс, се посочва „традиционна диета, богата на полиненаситени мастни киселини“ като потенциален фактор.

По-скорошно проучване на 10 изследователи, включително Бойер и други от Института по арктическа биология, цитира арктическия вариант на CPT1A като причина за "здравословното затлъстяване", открито сред хората от Аляска Юпик. Арктическият вариант изглежда е защитен, независимо от телесното тегло на изследваните лица, се казва в изследването, публикувано през 2012 г. в Journal of Lipid Research.

Ако тази генетична черта еволюира в тандем с традиционната мастно-протеинова арктическа диета, каза Кьолер, би било логично да се очаква тя да управлява приема на някои случайни въглехидрати.

"Това забавя колко бързо този ензим може да работи, но също така елиминира възможността да го изключваме в присъствието на въглехидрати", каза той. Това означава, че някой с варианта може да продължи да изгаря мазни храни за гориво, дори "Ако случайно получите няколко въглехидрати в тялото си, като получавате добра реколта от плодове", каза той.

Но както и при другите аспекти на арктическия вариант CPT1A, ролята на традиционните храни все още не е тествана или напълно разбрана.

Кьолер, Хиршфелд и техните колеги предвиждат някои дългосрочни проучвания, за да се разберат здравните резултати за децата, които растат до зряла възраст, и разликите, ако те съществуват, между тези, които се хранят с традиционни диети, и тези, които ядат по-тежки въглехидратни западни диети.

Изследването, на етапите на предварителното планиране, има благородна цел - да предотврати сериозни заболявания и смърт сред бебета и малки деца, каза Колер. "Целият смисъл на нашето проучване е, за да можем да го разберем повече, за да намалим това", каза той.