Obezita a gény. Ktoré gény spôsobujú obezitu?

Obezita vzniká z mnohých dôvodov, vrátane genetických. Vedci odhadujú, že gény môžu zodpovedať za takmer 70% kolísania telesnej hmotnosti. Znamená to, že gény sú zodpovedné za väčšinu obezity?

Čítajte tiež: To, čo dedíme po našich predkoch, alebo GÉNY zodpovedné za náš temperament, ... Obezita - príčiny, liečba a následky

Obezita je komplikované chronické ochorenie, ktoré vzniká z mnohých environmentálnych, metabolických, psychologických, hormonálnych a genetických príčin. Najväčší vplyv na rozvoj obezity majú faktory životného prostredia, medzi ktoré patrí predovšetkým nadmerný prísun spracovaných potravín s vysokým obsahom kalórií a nízkou fyzickou aktivitou, ako aj poruchy činnosti hormónov hladu a sýtosti. Vedecké výskumy však ukazujú, že gény majú veľký význam aj pri vzniku obezity. Navrhujeme, ako gény a ich dedičnosť prispievajú k obezite a aké sú typy génovej obezity.

Obsah:

1. Obezita a gény - čo sú genetické polyformizmy?
2. Obezita a gény - čo sú genetické mutácie?
3. Obezita a gény - typy obezity s genetickým základom
4. Obezita a gény - monogénna obezita
5. Obezita a gény - obezita spojená s genetickými syndrómami
6. Obezita a gény - polygénna obezita
7. Obezita a gény - čo je zodpovedné za obezitu: gény alebo životné prostredie?
8. Obezita a gény - molekulárna diagnostika obezity

Obezita a gény - čo sú genetické polymorfizmy?

Okrem iného aj genetické polymorfizmy Polymorfizmy s jedným nukleotidom (SNP) Polymorfizmy s jedným nukleotidom) sú to malé zmeny v genóme. Dôsledkom polymorfizmu je výskyt rôznych génových variantov v ľudskej populácii. To zase ovplyvňuje fenotyp, teda to, ako každý z nás vyzerá a reaguje na environmentálne faktory. Genetické polymorfizmy môžu teda ovplyvňovať riziko vzniku rôznych chorôb, metabolizmus mikro- a makroživín, drog a dokonca čiastočne určovať psychologické vlastnosti človeka. Každý polymorfizmus dostal identifikačné číslo, ktoré začína písmenami „rs“, napr. Rs9939609 pre génový polymorfizmus FTO.

Obezita a gény - čo sú genetické mutácie?

Mechanizmus tvorby polymorfizmu a genetickej mutácie je podobný, to znamená, že vyplýva z chýb, ku ktorým došlo počas duplikácie DNA, ale ich dôsledky sú rôzne. Biologický účinok polymorfizmu je jemnejší ako biologický účinok mutácie. Spravidla spôsobuje odlišnú reakciu na environmentálne faktory, napríklad na stravu, odolnosť voči toxínom. Preto sa hovorí, že prítomnosť špecifického polymorfizmu nás môže predurčiť napríklad k obezite alebo rakovine prsníka. To samozrejme neznamená, že musíme na tieto choroby ochorieť. Na druhej strane sú genetické mutácie zvyčajne pre telo také škodlivé, že veľmi často vedú k závažným dedičným chorobám. Na rozdiel od polymorfizmov je mutačný efekt nezvratný a nezávislý od faktorov prostredia. A hoci sa toto rozdelenie zdá byť zrejmé a jasné, nie vždy sa vedcom podarí vytvoriť jasnú hranicu medzi mutáciou a genetickým polymorfizmom.

Obezita a gény - typy obezity s genetickým základom

• Monogénna (izolovaná) obezita, to znamená obezita spôsobená mutáciou v jednom géne.
• Obezita spojená s genetickými syndrómami, kedy je obezita iba jedným z príznakov dedičnej genetickej poruchy.
• Polygénna obezita (bežná), teda spôsobená prítomnosťou genetických polymorfizmov vo viacerých génoch - najbežnejšia forma obezity s genetickým základom.

„Gény obezity“ môžu predisponovať nielen k samotnej obezite. Len málo génov kóduje proteíny zodpovedné iba za jednu biochemickú cestu, takže účinky polymorfizmu jedného génu môžu byť viacsmerné. Preto môžu „gény obezity“ tiež predisponovať k cukrovke typu 2, poruchám lipidov, rakovine a kardiovaskulárnym ochoreniam.

Obezita a gény - monogénna obezita

Monogénna obezita sa vyskytuje iba u niekoľkých percent populácie a má za následok obezitu III. Stupňa, tzv chorobná obezita v ranom detstve. Doteraz bolo popísaných niekoľko génov, ktorých mutácie môžu spôsobiť monogénnu obezitu, a to sú: LEP, LEPR, POMC, MC4R, PCSK1, SIM1, BDNF, NTRK2, GRHB. Tieto gény kódujú proteíny, ktoré môžu priamo alebo nepriamo prispievať k obezite. Väčšina z nich súvisí s tzv leptín-melanokortínový systém, ktorý riadi pocit hladu a sýtosti.

Najčastejšie študované v súvislosti s monogénnou obezitou sú: gen LEP (angl. leptín) kódujúci leptín a gen LEPR (leptínový receptor) kódujúci receptor pre leptín. Leptín alebo „hormón sýtosti“ je molekula vylučovaná tukovými bunkami a reguluje metabolizmus spojený s príjmom potravy. Leptín účinkuje na leptínové receptory umiestnené v hypotalame, cez ktorý je inhibovaný hladový reflex. K objavu úlohy mutácií v leptíne a jeho receptorových génoch pri tvorbe monogénnej obezity došlo vďaka pozorovaniam na laboratórnych myšiach, pri ktorých LEP a LEPR boli vážne poškodené. Zistilo sa, že tieto myši mali neobmedzenú chuť do jedla, čo malo za následok extrémnu obezitu. Neskoršie štúdie ukázali, že zvieratá majú génovú mutáciu LEP mal príliš nízku koncentráciu leptínu v krvi a s génovými mutáciami LEPR boli rezistentné na pôsobenie leptínu.

Aj u ľudí majú mutácie v génoch súvisiacich s leptínom za následok takmer úplnú absenciu leptínu v krvi alebo rezistenciu leptínových receptorov na jeho účinky a následnú nadmernú chuť do jedla a obezitu. Okrem toho u ľudí sú dôsledkom nedostatku leptínu poruchy správania, imunodeficiencie a vysoké hladiny inzulínu v krvi.

Ďalším významným génom, ktorého mutácie narušujú cestu leptín-melanokortínu, je gén MC4R (angl. receptor melanokortínu 4) kódujúci receptor melanokortínu 4. Tento receptor sa viaže na hormón proopiomelanokortín, skrátene POMC. Stojí za zmienku, že génové mutácie POMC proopiomelanokortín tiež spôsobuje monogénnu obezitu. Ľudia s génovými mutáciami MC4R majú zvýšenú chuť do jedla a jedlá, ktoré jedia, sú oveľa väčšie ako jedlá ľudí bez tejto mutácie. Okrem toho majú vysokú hladinu inzulínu v krvi.

Vzhľadom na to, že monogénna obezita je spôsobená genetickými mutáciami, ktoré narúšajú nezvratne dôležité metabolické cesty, možnosti liečby sú obmedzené. Výnimkou sú ľudia s génovou mutáciou LEPpretože v tomto prípade je možné nedostatok leptínu nahradiť externým podaním hormónu.

Obezita a gény - obezita spojená s genetickými syndrómami

Genetické syndrómy spojené s obezitou sú skupinou chorôb, pri ktorých je obezita iba jedným príznakom. Celkovo bolo opísaných asi 25 takýchto chorobných entít. Okrem obezity sa vyznačujú vrodenými chybami, mentálnym postihnutím a špecifickými poruchami správania. Genetické syndrómy spojené s obezitou sú extrémne zriedkavé a sú spôsobené hlavne rozsiahlymi genetickými zmenami v strate alebo duplikácii fragmentov chromozómov. Chromozómy sú štruktúry, na ktorých sídlia všetky gény v bunke, a preto ich poškodenie vedie k abnormalitám v mnohých génoch naraz.

Najbežnejším je Prader-Williho syndróm. Výskyt tohto syndrómu je 1: 10 000 - 50 000 pôrodov. Hlavnou príčinou PWS je strata fragmentu chromozómu 15 (oblasť 15q11-q13), ktorý sa dedí po otcovi. Takéto veľké genetické straty spôsobujú poruchu fungovania mnohých génov. Preto okrem extrémnej obezity trpia ľudia s PWS aj zníženým svalovým tonusom (hypotónia), zlým výrazom tváre, nadmernou chuťou do jedla, mentálnym postihnutím a poruchami spánku. Pravdepodobným mechanizmom obezity pri tomto syndróme je narušenie biochemických dráh v hypotalame súvisiacich s grelínom (nazývaným „hormón hladu“). Vysoká hladina grelínu u pacientov vedie k neviazanej chuti do jedla.

Odporúčaný článok:

Praderov-Williho syndróm - príčiny, príznaky a liečba

Ďalším príkladom genetického syndrómu, pri ktorom je dominantným príznakom obezita, je Bardet-Biedlov syndróm.U pacientov s týmto syndrómom sa obezita vyvíja vo veku od 1 do 2 rokov. Medzi ďalšie príznaky syndrómu patrí prítomnosť ďalších prstov na rukách a nohách (polydaktýlia), degenerácia sietnice oka, mentálne postihnutie, poruchy vývoja pohlavných orgánov a obličiek. Tento syndróm je spôsobený mutáciami najmenej v 20 génoch (vč. BBS1, BBS2, BBS3, BBS4, BBS5, BBS6, BBS7, BBS8, BBS9, BBS10).

Odporúčaný článok:

Obezita a gény. Čo je Bardet-Biedlov syndróm?

Medzi ďalšie opísané genetické syndrómy spojené s obezitou patria:

• Cohenov syndróm
• Börjeson-Lehmanov syndróm
• Alströmov syndróm
• Simpsonov a Golabiho syndróm
• Carpenterov syndróm
• Wilsonov-Turnerov syndróm
• Smithov a Magenisov syndróm
• syndróm disomy chromozómu 14

Obezita a gény - polygénna obezita

Objav polygénnej obezity bol prelomový, pretože sa predpokladá, že môže predstavovať viac ako 90% obezity. Vo veľmi rozsiahlych štúdiách zahŕňajúcich jednovaječné dvojčatá (t. J. S rovnakým genómom) sa dokázalo, že gény sú zodpovedné za takmer 70% rozdielu v telesnej hmotnosti meranom indexom telesnej hmotnosti (BMI). Napriek tomu sa zdôrazňuje, že pri polygénnej obezite je interakcia medzi „génmi obezity“ a faktormi životného prostredia, t. J. Životný štýl, veľmi dôležitá. Preto v tomto prípade hovoríme o predispozícii k obezite. Inými slovami, to, že máme nepriaznivé varianty „génov obezity“, ešte neznamená, že musíme byť obézni. Z tohto dôvodu je výskum polygénnej obezity veľmi ťažký, pretože nie je ľahké dokázať vzťah príčin a následkov medzi konkrétnymi génmi a životným štýlom.

Prvý objavený a najlepšie študovaný gén predisponujúci k obezite je gén FTO (angl. gén spojený s tukovou hmotou a obezitou). Kóduje enzým 2-oxoglutarát demetylázu, ktorý je exprimovaný najmä v hypotalame a pankreatických ostrovčekoch, čo naznačuje jeho dôležitú úlohu pri regulácii energetického metabolizmu v tele. Prítomnosť nepriaznivého variantu polymorfizmu génu rs9939609 FTO (takzvaný variant AA, ktorý sa vyskytuje u 16% Európanov) bol spájaný s vyšším rizikom obezity a cukrovky typu 2 v porovnaní s typickými variantmi tohto génu (tzv. varianty TT a TA). Aj keď molekulárne mechanizmy vedúce k takýmto predispozíciám nie sú úplne objasnené, štúdie zahŕňajúce deti dokázali, že polymorfizmy génov FTO môže okrem iného ovplyvniť na prísun potravy, najmä tej s vysokými kalóriami. Je dokázané, že deti majú nepriaznivý génový variant FTOktorí mali neobmedzený prístup k vysokokalorickým potravinám, konzumovali ich oveľa viac ako deti s typickými možnosťami.

Najzaujímavejším aspektom stratégií liečby polygénnou obezitou je však „citlivosť“ polymorfizmov génov FTO na zmeny životného štýlu. Publikované metaanalýzy ukázali, že obézni ľudia s variantom AA okrem toho, že sú náchylnejší na nepriaznivé účinky na životný štýl a majú tak predispozíciu k obezite, môžu účinnejšie znižovať telesnú hmotnosť zavedením vhodnej stravy a fyzickej aktivity ako ľudia s variantmi TT a TA. Ďalšie štúdie preukázali, že u ľudí podstupujúcich bariatrickú chirurgiu je variabilita génov FTO môže tiež pomôcť udržať si zdravú telesnú hmotnosť po operácii.

Dôležité

Na vzniku polygénnej obezity sa môžu veľmi často podieľať zmeny génov, ktoré prispievajú k monogénnej obezite. Príkladom je gen MC4R. Rozdiel je v tom, že pri polygénnej obezite je stupeň poškodenia génov miernejší, pretože je spôsobený polymorfizmom. Predpokladá sa, že mechanizmus, ktorým sú polymorfizmy génov MC4R Ovplyvnenie predispozície na obezitu vyplýva z častejšieho občerstvenia medzi jedlami a tendencie k prejedaniu. Rizikové varianty polymorfizmu génov rs17782313 MC4R (varianty CT a CC) sa spájajú s vyšším BMI u detí i dospelých, častejším občerstvením a tendenciou jesť vysokokalorické jedlá. Je zaujímavé, že sa ukázalo, že stredomorská strava môže oslabiť vplyv nepriaznivých variantov obidvoch génových polymorfizmov FTOa MC4R.

Vieš to...

Svojím životným štýlom môžeme meniť svoje gény. Akokoľvek to znie absurdne, objavy z posledných rokov ukazujú, že to tak je! Takzvaný epigenetické modifikácie, ktoré sú akýmsi spojením medzi genetikou a prostredím. Epigenetické modifikácie môžu prostredníctvom molekulárno-chemických značiek doslova „zapnúť“ a „vypnúť“ expresiu určitých génov. Najdôležitejšie je, že tieto typy zmien nemenia štruktúru DNA, to znamená, že nejde o druh nezvratnej genetickej mutácie, ale o niečo, čo prechádza dynamickými zmenami, najmä pod vplyvom faktorov prostredia. Jedná sa o epigenetické modifikácie, ktoré môžu byť vyvolané životným štýlom, čím sa mení riziko obezity a jej komplikácií.

Obezita a gény - čo je zodpovedné za obezitu: gény alebo životné prostredie?

Odpoveď na túto otázku je ťažká. V prípade monogénnej obezity a genetických syndrómov súvisiacich s obezitou nebudú environmentálne faktory ovplyvňovať fenotyp obezity tak silno (ak vôbec), ako je to v prípade polygénnej obezity, ktorej fenotyp úzko závisí od interakcie s prostredím.

Stravovacie návyky sú obzvlášť dôležité pri vzniku obezity a do značnej miery ich formuje prostredie, v ktorom vyrastáme. Vedecké výskumy ukazujú, že úloha rodičov a stravovacie návyky, ktoré si odovzdávajú, sú tu veľmi dôležité. Zdôrazňuje sa, že to platí najmä pri konzumácii menej kalorických, ale výživnejších potravín, ako je zelenina, ktorých konzumácia je ovplyvnená pozitívnymi alebo negatívnymi skúsenosťami s týmito potravinami. Na rozdiel od vysokokalorických potravín, napríklad sladkostí, kde majú väčšiu úlohu vrodené predispozície.

Vieš to...

Stravovacie návyky môžu byť ovplyvnené génmi, napríklad prostredníctvom chuti. Takzvaný tukovú príchuť, ktorá môže predstavovať šiesty typ arómy rozpoznávajúcej mastné kyseliny. Chuťové vnemy spojené s potravinami bohatými na tuky môžu viesť k ich nadmernému prísunu v potrave a následne k obezite. Génové polymorfizmy môžu ovplyvňovať „chuť tuku“ CD36 (angl. zhluk diferenciácie 36). Rozlišujú sa tri najbežnejšie polymorfizmy génov CD36: rs1761667, rs1527483 a rs3840546. Ukázalo sa, že ľudia s variantmi GG a GA polymorfizmu rs1761667 sú citlivejší na „chuť tuku“ a majú schopnosť vnímať výrazne nižšiu koncentráciu mastných kyselín v potravinách ako u variantov AA, ktoré na dosiahnutie rovnakej úrovne vnímania chuti vyžadujú oveľa vyšší obsah tejto zložky v jedlách. . „Chuť tuku“ môže nepriamo ovplyvniť stravovacie návyky. Precitlivenosť na mastné kyseliny v potravinách je spojená s nižším prísunom vysokotučných produktov v strave a nižším indexom BMI.

Výskum ukázal, že aj formy trávenia voľného času, ako napríklad sledovanie televízie, môžu zvýšiť negatívny vplyv „génov obezity“. To samozrejme nenaznačuje interakciu génov s časom stráveným pri televízii, ale vzťah medzi spôsobom, akým ľudia trávia čas (v tomto prípade nie veľmi aktívnym) so zvýšeným rizikom obezity. Ďalšie štúdie preukázali, že ľudia, ktorí uprednostňujú túto formu trávenia voľného času, sa tiež stravujú viac kaloricky nezdravo.

Väčšina odborníkov zdôrazňuje, že v konečnom dôsledku sú to práve faktory životného prostredia, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu v epidémii obezity. Vysvetľovať to predovšetkým tým, že naše gény sa nemenia tak rýchlo ako životný štýl, ktorý v súčasnosti vedieme. Príkladom sú vyššie uvedené polymorfizmy génov FTO, kde sa v mnohých štúdiách preukázalo, že predispozíciu na obezitu možno prekonať vhodnou stravou a fyzickou aktivitou.

Obezita a gény - molekulárna diagnostika obezity

Molekulárny výskum genetického základu obezity je možné uskutočniť v akomkoľvek veku, pretože náš genóm sa počas celého života nemení. Pri rozhodovaní o vykonaní testu je dôležitá podrobná rodinná anamnéza, ktorá môže naznačovať dedičnú povahu obezity. Ak má pacient okrem obezity aj ďalšie vážne poruchy, napríklad mentálne postihnutie, môže to naznačovať genetický syndróm spojený s obezitou. Pri diagnostike genetických syndrómov súvisiacich s obezitou sa na stanovenie štruktúry a počtu chromozómov v bunke používajú cytogenetické techniky. Ak výskum vylúči genetické syndrómy, je dôležitá aj história výživy a návykov. Ak to naznačuje nadmerný kalorický príjem s nízkou fyzickou aktivitou, potom by sa mala zvážiť polygénna obezita. V takom prípade sa môže uskutočniť testovanie na genetické polymorfizmy, napríklad gény FTO alebo MC4Rktoré môžu potvrdiť predispozíciu k obezite.

Testy na prítomnosť mutácií a polymorfizmov sa uskutočňujú pomocou metód molekulárnej biológie, hlavne na základe polymerázovej reťazovej reakcie (PCR). Najbežnejšie je Sangerovo sekvenovanie. Testy sa môžu vykonávať v špecializovaných nemocniciach, ktoré majú genetické laboratóriá. Okrem toho je na trhu niekoľko komerčných spoločností, ktoré vykonávajú genetické testovanie na „gény obezity“. Získaný výsledok je potrebné konzultovať s odborníkom na lekársku genetiku, aby sa zistil klinický význam zistenej genetickej mutácie / polymorfizmu.

Literatúra:
1. Abete I. a kol. Rôzne stravovacie stratégie pre chudnutie pri obezite: úloha energie a obsahu makroživín. „Nutr Res Rev“ 2006, 19, 5–17.
2. Fenech M. a kol. Nutrigenetika a nutrigenomika: uhly pohľadu na súčasný stav a aplikácie vo výskume a praxi výživy. „J Nutrigenet Nutrigenomics“ 2011, 4, 69–89.
3. Frayling T.M. a kol. Bežný variant v géne FTO je spájaný s indexom telesnej hmotnosti a predisponuje k obezite detí a dospelých. „Science“ 2007, 316, 889–894.
4. Barczyk A. a kol., Genetika obezity - patogenéza, klinické a diagnostické aspekty. Developmental Period Medicine, 2017; XXI, 3, 186-202.
5. Maes H. a kol. Genetické a environmentálne faktory relatívnej telesnej hmotnosti a ľudskej obezity. Behav. Genet. 1997; 27: 325–351.
6. Męczekalski B. a kol. Úloha génov v obezite. Súčasné názory, patogenéza, klinické aspekty. Endocrinology, Obesity and Metabolic Disorders 2008, 5 (1), 27-37.
7. Hinney A. a kol. Od monogénnej k polygénnej obezite: nedávny pokrok. Psychiatria detského adolescenta Eur. 2010 Mar; 19 (3): 297-310.
8. Savage S.J. a kol. Vplyv rodičov na stravovacie správanie. Počatie do dospievania. J Law Med Ethics. 2007; 35 (1): 22–34.
9. Hinney A. a kol. Od monogénnej k polygénnej obezite: nedávny pokrok. Psychiatria detského adolescenta Eur. 2010 Mar; 19 (3): 297-310.
10. Xi B. a kol. Asociácia medzi bežným polymorfizmom v blízkosti génu MC4R a rizikom obezity: systematický prehľad a metaanalýza. „PLoS One“ 2012, 7 (9), e45731.
11. Ortega-Azorín C. a kol. Asociácie polymorfizmov FTO rs9939609 a MC4R rs17782313 s diabetom 2. typu sú modulované diétou, pričom sú vyššie, ak je dodržiavanie stredomorskej stravy obmedzené.. „Cardiovasc Diabetol“ 2012, 6 (11), 137.
12. Qi Q. a kol. Sledovanie televízie, fyzická aktivita vo voľnom čase a genetická predispozícia vo vzťahu k indexu telesnej hmotnosti u žien a mužov. Obeh. 9. októbra 2012; 126 (15): 1821-7.
13. Puška K. Genetika chuti. Môžu gény určovať stravovacie návyky? Moderná dietetika 11/2017.

Dôležité

Poradnikzdrowie.pl podporuje bezpečné ošetrenie a dôstojný život ľudí trpiacich obezitou.
Tento článok neobsahuje žiadny obsah, ktorý diskriminuje alebo stigmatizuje ľudí trpiacich obezitou.