Obezita a geny. Které geny způsobují obezitu?

Obezita vzniká z mnoha důvodů, včetně genetických. Vědci odhadují, že geny mohou představovat téměř 70% kolísání tělesné hmotnosti. Znamená to, že geny jsou zodpovědné za většinu obezity?

Přečtěte si také: Co zdědíme po našich předcích, nebo GENECH odpovědných za náš temperament, ... Obezita - příčiny, léčba a důsledky

Obezita je komplikované chronické onemocnění, které vzniká z mnoha environmentálních, metabolických, psychologických, hormonálních a genetických příčin. Největší vliv na rozvoj obezity mají faktory životního prostředí, mezi které patří především nadměrný přísun zpracovaných potravin s vysokým obsahem kalorií a nízkou fyzickou aktivitou, jakož i poruchy v práci hladu a sytosti. Vědecký výzkum však ukazuje, že geny mají také velký význam při vzniku obezity. Navrhujeme, jak geny a jejich dědičnost přispívají k obezitě a jaké jsou typy genové obezity.

Obsah:

1. Obezita a geny - co jsou genetické polyformizmy?
2. Obezita a geny - co jsou genetické mutace?
3. Obezita a geny - typy obezity s genetickým pozadím
4. Obezita a geny - monogenní obezita
5. Obezita a geny - obezita spojená s genetickými syndromy
6. Obezita a geny - polygenní obezita
7. Obezita a geny - co je zodpovědné za obezitu: geny nebo životní prostředí?
8. Obezita a geny - molekulární diagnostika obezity

Obezita a geny - co jsou genetické polymorfismy?

Genetické polymorfismy, mimo jiné Jednonukleotidové polymorfismy (SNP) Jednonukleotidové polymorfismy) jsou to malé změny v genomu. Důsledkem polymorfismů je výskyt různých genových variant v lidské populaci. To zase ovlivňuje fenotyp, což je způsob, jakým každý z nás vypadá a reaguje na faktory prostředí. Genetické polymorfismy tedy mohou ovlivnit riziko vzniku různých onemocnění, metabolismus mikro- a makroživin, drog a dokonce částečně určovat psychologické vlastnosti člověka. Každý polymorfismus dostal identifikační číslo, které začíná písmeny „rs“, např. Rs9939609 pro genový polymorfismus FTO.

Obezita a geny - co jsou genetické mutace?

Mechanismus vzniku polymorfismu a genetické mutace je podobný, tzn. Vyplývá z chyb během duplikace DNA, ale jejich důsledky jsou odlišné. Biologický účinek polymorfismu je jemnější než biologický účinek mutace. Obvykle způsobuje odlišnou reakci na faktory prostředí, např. Stravu, odolnost vůči toxinům. Proto se říká, že přítomnost specifického polymorfismu nás může předurčovat například k obezitě nebo rakovině prsu. To samozřejmě neznamená, že musíme na tyto nemoci onemocnět. Na druhé straně jsou genetické mutace obvykle pro tělo tak škodlivé, že velmi často vedou k vážným dědičným chorobám. Na rozdíl od polymorfismů je účinek mutace nevratný a nezávislý na faktorech prostředí. A i když se toto rozdělení jeví jako zjevné a jasné, vědcům se ne vždy podaří vytvořit jasnou hranici mezi mutací a genetickým polymorfismem.

Obezita a geny - typy obezity s genetickým pozadím

• Monogenní (izolovaná) obezita, tj. Obezita způsobená mutací v jediném genu.
• Obezita spojená s genetickými syndromy, kde je obezita pouze jedním příznakem dědičné genetické poruchy.
• Polygenní obezita (běžná), tj. Způsobená přítomností genetických polymorfismů v několika genech - nejběžnější forma obezity s genetickým základem.

„Geny pro obezitu“ mohou predisponovat nejen k samotné obezitě. Několik genů kóduje proteiny odpovědné pouze za jednu biochemickou cestu, takže účinky polymorfismu jednoho genu mohou být vícesměrné. Proto mohou „geny obezity“ také predisponovat k cukrovce typu 2, poruchám lipidů, rakovině a kardiovaskulárním onemocněním.

Obezita a geny - monogenní obezita

Monogenní obezita se vyskytuje pouze u několika procent populace a vede k obezitě stupně III, tzv morbidní obezita v raném dětství. Doposud bylo popsáno několik genů, jejichž mutace mohou způsobit monogenní obezitu, a to jsou: LEP, LEPR, POMC, MC4R, PCSK1, SIM1, BDNF, NTRK2, GRHB. Tyto geny kódují proteiny, které mohou přímo nebo nepřímo přispívat k obezitě. Většina z nich souvisí s tzv systém leptin-melanokortin, který řídí pocit hladu a sytosti.

Nejvíce studované v kontextu monogenní obezity jsou: gen LEP (angl. leptin) kódující leptin a gen LEPR (leptinový receptor) kódující receptor pro leptin. Leptin, nebo „hormon sytosti“, je molekula vylučovaná tukovými buňkami a reguluje metabolismus spojený s příjmem potravy. Leptin působí na leptinové receptory umístěné v hypotalamu, kterým je potlačován hladový reflex. K objevu role mutací v leptinu a jeho receptorových genech při tvorbě monogenní obezity došlo díky pozorování na laboratorních myších, ve kterých geny LEP a LEPR byly vážně poškozeny. Bylo zjištěno, že tyto myši měly neomezenou chuť k jídlu, což vedlo k extrémní obezitě. Pozdější studie ukázaly, že zvířata s genovou mutací LEP měl příliš nízkou koncentraci leptinu v krvi a genové mutace LEPR byly rezistentní vůči působení leptinu.

Také u lidí mají mutace v genech souvisejících s leptinem za následek téměř úplnou nepřítomnost leptinu v krvi nebo rezistenci leptinových receptorů na jeho účinky a následnou nadměrnou chuť k jídlu a obezitu. Navíc u lidí jsou důsledkem nedostatku leptinu poruchy chování, imunodeficience a vysoká hladina inzulínu v krvi.

Dalším významným genem, jehož mutace narušují leptin-melanokortinovou dráhu, je gen MC4R (angl. receptor melanokortinu 4) kódující receptor melanokortinu 4. Tento receptor se zkrátka váže na hormon proopiomelanokortin POMC. Za zmínku stojí genové mutace POMC proopiomelanokortin také způsobuje monogenní obezitu. Lidé s genovými mutacemi MC4R mají zvýšenou chuť k jídlu a jídla, která jedí, jsou mnohem větší než u lidí bez této mutace. Kromě toho mají vysokou hladinu inzulínu v krvi.

Vzhledem k tomu, že monogenní obezita je způsobena genetickými mutacemi, které narušují nevratně důležité metabolické cesty, jsou možnosti léčby omezené. Výjimkou jsou lidé s genovou mutací LEPprotože v tomto případě lze nedostatek leptinu nahradit externím podáním hormonu.

Obezita a geny - obezita spojená s genetickými syndromy

Genetické syndromy spojené s obezitou jsou skupinou onemocnění, u kterých je obezita pouze jedním příznakem. Celkem bylo popsáno asi 25 takových chorobných entit. Kromě obezity se vyznačují vrozenými vadami, mentálním postižením a specifickými poruchami chování. Genetické syndromy spojené s obezitou jsou extrémně vzácné a jsou způsobeny hlavně rozsáhlými genetickými změnami, které zahrnují ztrátu nebo duplikaci fragmentů chromozomu. Chromozomy jsou struktury, na nichž se nacházejí všechny geny v buňce, a proto jejich poškození vede k abnormalitám v mnoha genech najednou.

Nejběžnějším je Prader-Williho syndrom. Výskyt tohoto syndromu je 1: 10 000 - 50 000 narozených. Hlavní příčinou PWS je ztráta fragmentu chromozomu 15 (oblast 15q11-q13), který je zděděn po otci. Tak velké genetické ztráty způsobují poruchu funkce mnoha genů. Kromě extrémní obezity proto lidé s PWS trpí sníženým svalovým tonusem (hypotonií), špatnou mimikou, nadměrnou chutí k jídlu, mentálním postižením a poruchami spánku. Pravděpodobným mechanismem obezity u tohoto syndromu je narušení biochemických drah v hypotalamu související se sekrecí ghrelinu (nazývaného „hormon hladu“). Vysoká hladina ghrelinu u pacientů vede k neomezené chuti k jídlu.

Doporučený článek:

Prader-Williho syndrom - příčiny, příznaky a léčba

Dalším příkladem genetického syndromu, u kterého je obezita dominantním příznakem, je Bardet-Biedlův syndrom.U pacientů s tímto syndromem se obezita vyvíjí ve věku od 1 do 2 let. Mezi další příznaky syndromu patří přítomnost dalších prstů na rukou a nohou (polydaktylie), degenerace sítnice oka, mentální postižení, poruchy vývoje genitálií a ledvin. Tento syndrom je způsoben mutacemi nejméně u 20 genů (vč. BBS1, BBS2, BBS3, BBS4, BBS5, BBS6, BBS7, BBS8, BBS9, BBS10).

Doporučený článek:

Obezita a geny. Co je Bardet-Biedlův syndrom?

Mezi další popsané genetické syndromy spojené s obezitou patří:

• Cohenův syndrom
• Börjeson-Lehmanov syndrom
• Alströmův syndrom
• Simpson-Golabiho syndrom
• Carpenterův syndrom
• Wilson-Turnerův syndrom
• Smithův a Magenisův syndrom
• syndrom disomy chromozomu 14

Obezita a geny - polygenní obezita

Objev polygenní obezity byl průkopnický, protože se věří, že může představovat více než 90% obezity. Ve velmi velkých studiích zahrnujících identická dvojčata (tj. Se stejným genomem) bylo prokázáno, že geny tvoří téměř 70% rozdílu v tělesné hmotnosti měřeného indexem tělesné hmotnosti (BMI). Přesto je zdůrazněno, že u polygenní obezity je interakce mezi „geny obezity“ a faktory prostředí, tj. Životním stylem, velmi důležitá. Proto v tomto případě mluvíme o predispozici k obezitě. Jinými slovy, to, že máme nepříznivé varianty „genů obezity“, neznamená, že musíme být obézní. Z tohoto důvodu je výzkum polygenní obezity velmi obtížný, protože není snadné prokázat vztah příčiny a následku mezi specifickými geny a životním stylem.

Prvním objeveným a zároveň nejlépe studovaným genem predisponujícím k obezitě je gen FTO (angl. gen spojený s tukovou hmotou a obezitou). Kóduje enzym 2-oxoglutarát demetylázu, který je exprimován zejména v hypotalamu a pankreatických ostrůvcích, což naznačuje jeho důležitou roli v regulaci energetického metabolismu v těle. Přítomnost nepříznivé varianty polymorfismu genu rs9939609 FTO (tzv. varianta AA, která se vyskytuje u 16% Evropanů) byla spojena s vyšším rizikem obezity a cukrovky typu 2 ve srovnání s typickými variantami tohoto genu (tzv. varianty TT a TA). Ačkoli molekulární mechanismy vedoucí k těmto predispozicím nebyly zcela objasněny, studie zahrnující děti ukázaly, že genové polymorfismy FTO může mimo jiné ovlivnit na zásobování potravinami, zejména s vysokým obsahem kalorií. Bylo prokázáno, že děti s nepříznivou genovou variantou FTOkteří měli neomezený přístup k vysoce kalorickému jídlu, spotřebovali toho mnohem více než děti s typickými možnostmi.

Nejzajímavějším aspektem strategií léčby polygenní obezity je však „citlivost“ genových polymorfismů FTO pro změny životního stylu. Publikované metaanalýzy ukázaly, že obézní lidé s variantou AA, kromě toho, že jsou náchylnější k nepříznivým účinkům na životní styl a mají tedy predispozici k obezitě, mohou účinněji snižovat tělesnou hmotnost zavedením vhodné stravy a fyzické aktivity než lidé s variantami TT a TA. Další studie ukázaly, že u lidí podstupujících bariatrickou operaci je variabilita genů FTO může také pomoci udržovat zdravou tělesnou hmotnost po operaci.

Důležité

Na vzniku polygenní obezity se velmi často mohou podílet změny genů, které přispívají k monogenní obezitě. Příkladem je gen MC4R. Rozdíl je v tom, že u polygenní obezity je stupeň poškození genů mírnější, protože je způsoben polymorfismem. Předpokládá se, že mechanismus, kterým jsou genové polymorfismy MC4R Ovlivnění predispozice k obezitě vyplývá z častějšího občerstvení mezi jídly a tendence k přejídání. Rizikové varianty polymorfismu genu rs17782313 MC4R (Varianty CT a CC) byly spojeny s vyšším BMI u dětí i dospělých, častějším snackováním a tendencí k jídlu kalorií. Je zajímavé, že se ukázalo, že středomořská strava může oslabit dopad nepříznivých variant obou genových polymorfismů FTOa MC4R.

Víš, že...

Svým životním stylem můžeme změnit naše geny. Jakkoli to zní absurdně, objevy z posledních let ukazují, že to tak je! Takzvaný epigenetické modifikace, které jsou jakýmsi spojením mezi genetikou a prostředím. Epigenetické modifikace mohou doslova "zapnout" a "vypnout" expresi určitých genů prostřednictvím molekulárně chemických značek. Nejdůležitější je, že tyto typy změn nemění strukturu DNA, tj. Nejsou druhem nevratné genetické mutace, ale něčím, co prochází dynamickými změnami, zejména pod vlivem faktorů prostředí. Právě epigenetické modifikace mohou být vyvolány životním stylem, čímž se mění riziko obezity a jejích komplikací.

Obezita a geny - co je zodpovědné za obezitu: geny nebo životní prostředí?

Odpověď na tuto otázku je obtížná. V případě monogenní obezity a genetických syndromů souvisejících s obezitou nebudou faktory prostředí ovlivňovat fenotyp obezity tak silně (pokud vůbec), jako je tomu v případě polygenní obezity, jejíž fenotyp úzce závisí na interakci s prostředím.

Stravovací návyky jsou zvláště důležité při rozvoji obezity a do značné míry je utváří prostředí, ve kterém vyrůstáme. Vědecký výzkum ukazuje, že role rodičů a stravovacích návyků, které jim předávají, jsou zde velmi důležité. Zdůrazňuje se, že to platí zejména pro konzumaci méně kalorických potravin, ale výživnějších, jako je zelenina, jejichž spotřebu ovlivňují pozitivní nebo negativní zkušenosti s těmito potravinami. Na rozdíl od kalorických potravin, například sladkostí, kde hrají větší roli vrozené predispozice.

Víš, že...

Stravovací návyky mohou být ovlivněny geny, například prostřednictvím vnímání chuti. Takzvaný tuková příchuť, která může představovat šestý typ příchuti rozpoznávající mastné kyseliny. Chuťové vjemy spojené s produkty bohatými na tuky mohou vést k jeho nadměrnému přísunu ve stravě a následně k obezitě. Genové polymorfismy mohou ovlivnit „chuť tuku“ CD36 (angl. shluk diferenciace 36). Byly rozlišeny tři nejběžnější polymorfismy genů CD36: rs1761667, rs1527483 a rs3840546. Ukázalo se, že lidé s variantami GG a GA polymorfismu rs1761667 jsou citlivější na „chuť tuku“ a mají schopnost cítit významně nižší koncentraci mastných kyselin v potravinách než u variant AA, které k dosažení stejné úrovně vnímání chuti vyžadují mnohem vyšší obsah této složky v pokrmech . „Chuť tuku“ může nepřímo ovlivnit stravovací návyky. Přecitlivělost na mastné kyseliny v potravinách je spojena s nižším přísunem vysoce tukových produktů ve stravě a nižším indexem BMI.

Výzkum ukázal, že také formy trávení volného času, jako je sledování televize, mohou posílit negativní účinek „genů obezity“. To samozřejmě nenaznačuje interakci genů s časem stráveným sledováním televize, ale vztah mezi způsobem, jakým lidé tráví čas (v tomto případě nepříliš aktivní) se zvýšeným rizikem obezity. Další studie ukázaly, že lidé, kteří upřednostňují tuto formu trávení volného času, také jedí více kalorických a nezdravých potravin.

Většina odborníků zdůrazňuje, že v epidemii obezity hrají klíčovou roli faktory životního prostředí. Vysvětlujeme to především tím, že se naše geny nemění tak rychle jako životní styl, který v současné době vedeme. Příkladem jsou výše zmíněné genové polymorfismy FTOkde v mnoha studiích bylo prokázáno, že predispozici k obezitě lze překonat vhodnou stravou a fyzickou aktivitou.

Obezita a geny - molekulární diagnostika obezity

Molekulární testy na genetický základ obezity lze provádět v jakémkoli věku, protože náš genom se po celý život nemění. Při rozhodování o provedení testu je důležitá podrobná rodinná anamnéza, která může naznačovat dědičnou povahu obezity. Pokud má pacient kromě obezity i jiné závažné poruchy, například mentální postižení, může to naznačovat genetický syndrom spojený s obezitou. Při diagnostice genetických syndromů souvisejících s obezitou se k hodnocení struktury a počtu chromozomů v buňce používají cytogenetické techniky. Pokud výzkum vylučuje genetické syndromy, je také důležitá historie výživy a návyků. Pokud to naznačuje nadměrný kalorický příjem s nízkou fyzickou aktivitou, měla by se zvážit polygenní obezita. V tomto případě lze provést testování genetických polymorfismů, např. Genů FTO nebo MC4Rkteré mohou potvrdit predispozici k obezitě.

Testy na přítomnost mutací a polymorfismů se provádějí metodami molekulární biologie, založenými hlavně na polymerázové řetězové reakci (PCR). Nejběžnější je Sangerovo sekvenování. Testy lze provádět ve specializovaných nemocnicích, které mají genetické laboratoře. Kromě toho existuje na trhu několik komerčních společností, které provádějí genetické testování „genů obezity“. Získaný výsledek by měl být konzultován s odborníkem na lékařskou genetiku za účelem posouzení klinického významu detekované genetické mutace / polymorfismu.

Literatura:
1. Abete I. a kol. Různé stravovací strategie pro hubnutí u obezity: role energie a obsahu makroživin. „Nutr Res Rev“ 2006, 19, 5–17.
2. Fenech M. a kol. Nutrigenetika a nutigenomika: pohledy na současný stav a aplikace ve výzkumu a praxi výživy. „J Nutrigenet Nutrigenomics“ 2011, 4, 69–89.
3. Frayling T.M. et al. Běžná varianta genu FTO je spojena s indexem tělesné hmotnosti a předurčuje k dětské obezitě a obezitě dospělých. „Science“ 2007, 316, 889–894.
4. Barczyk A. a kol., Genetika obezity - patogeneze, klinické a diagnostické aspekty. Developmental Period Medicine, 2017; XXI, 3, 186-202.
5. Maes H. a kol. Genetické a environmentální faktory relativní tělesné hmotnosti a lidské obezity. Chovat se. Genet. 1997; 27: 325–351.
6. Męczekalski B. a kol. Úloha genů v obezitě. Současné pohledy, patogeneze, klinické aspekty. Endocrinology, Obesity and Metabolic Disorders 2008, 5 (1), 27-37.
7. Hinney A. a kol. Od monogenní po polygenní obezitu: nejnovější pokroky. Dětská psychiatrie Eur. 2010 Mar; 19 (3): 297-310.
8. Savage S.J. et al. Vliv rodičů na stravovací chování. Koncepce dospívání. J Law Med Ethics. 2007; 35 (1): 22–34.
9. Hinney A. a kol. Od monogenní po polygenní obezitu: nejnovější pokroky. Dětská psychiatrie Eur. 2010 Mar; 19 (3): 297-310.
10. Xi B. a kol. Asociace mezi běžným polymorfismem poblíž genu MC4R a rizikem obezity: systematický přehled a metaanalýza. „PLoS One“ 2012, 7 (9), e45731.
11. Ortega-Azorín C. a kol. Sdružení polymorfismů FTO rs9939609 a MC4R rs17782313 s diabetem typu 2 jsou modulovány dietou, přičemž jsou vyšší, když je dodržování vzorců středomořské stravy nízké. „Cardiovasc Diabetol“ 2012, 6 (11), 137.
12. Qi Q. a kol. Sledování televize, fyzická aktivita ve volném čase a genetická predispozice ve vztahu k indexu tělesné hmotnosti u žen a mužů. Oběh. 2012 9. října; 126 (15): 1821-7.
13. Rifle K. Genetika chuti. Mohou geny určovat stravovací návyky? Moderní dietetika 11/2017.

Důležité

Poradnikzdrowie.pl podporuje bezpečnou léčbu a důstojný život lidí trpících obezitou.
Tento článek neobsahuje žádný obsah, který diskriminuje nebo stigmatizuje lidi trpící obezitou.