Obezitatea și genele. Ce gene provoacă obezitate?

Obezitatea apare din mai multe motive, inclusiv genetice. Oamenii de știință estimează că genele pot reprezenta aproape 70% din fluctuațiile greutății corporale. Înseamnă asta că genele sunt responsabile de majoritatea obezității?

Citește și: Ce moștenim de la strămoșii noștri, sau GENE responsabile de temperamentul nostru, ... Obezitatea - cauze, tratament și consecințe

Obezitatea este o boală cronică complexă care apare din numeroase cauze de mediu, metabolice, psihologice, hormonale și genetice. Cea mai mare influență asupra dezvoltării obezității o exercită factorii de mediu, inclusiv, în primul rând, aprovizionarea excesivă de alimente procesate cu calorii ridicate și activitate fizică scăzută, precum și tulburări în activitatea hormonilor foamei și sațietății. Cercetările științifice arată, totuși, că genele sunt importante și în geneza obezității. Vă sugerăm cum genele și moștenirea lor contribuie la obezitate și care sunt tipurile de obezitate genetică.

Cuprins:

1. Obezitatea și genele - ce sunt poliformismele genetice?
2. Obezitatea și genele - ce sunt mutațiile genetice?
3. Obezitate și gene - tipuri de obezitate cu bază genetică
4. Obezitate și gene - obezitate monogenă
5. Obezitate și gene - obezitate asociată cu sindroame genetice
6. Obezitate și gene - obezitate poligenică
7. Obezitate și gene - ce este responsabil pentru obezitate: gene sau mediu?
8. Obezitate și gene - diagnosticare moleculară a obezității

Obezitate și gene - ce sunt polimorfismele genetice?

Polimorfisme genetice, printre altele Polimorfisme cu nucleotide unice (SNP) Polimorfisme cu nucleotide unice) acestea sunt mici modificări ale genomului. Consecința polimorfismelor este apariția diferitelor variante genetice în populația umană. Acest lucru, la rândul său, afectează fenotipul, care este modul în care fiecare dintre noi arată și răspunde la factorii de mediu. Astfel, polimorfismele genetice pot afecta riscul apariției diferitelor boli, metabolismul micro- și macronutrienților, medicamentelor și chiar parțial pot determina caracteristicile psihologice ale unei persoane. Fiecărui polimorfism i s-a dat un număr de identificare care începe cu literele „rs”, de ex. Rs9939609 pentru polimorfismul genetic FTO.

Obezitatea și genele - ce sunt mutațiile genetice?

Mecanismul formării polimorfismului și mutației genetice este similar, adică rezultă din erorile făcute în timpul duplicării ADN, dar consecințele lor sunt diferite. Efectul biologic al polimorfismului este mai subtil decât cel al mutației. De obicei, provoacă un răspuns diferit la factorii de mediu, de exemplu dieta, rezistența la toxine. Prin urmare, se spune că prezența unui polimorfism specific ne poate predispune la, de exemplu, obezitate sau cancer de sân. Aceasta nu înseamnă, desigur, că trebuie să ne îmbolnăvim de aceste boli. Pe de altă parte, mutațiile genetice sunt de obicei atât de dăunătoare organismului, încât deseori duc la boli ereditare grave. Spre deosebire de polimorfisme, efectul mutației este ireversibil și independent de factorii de mediu. Și, deși această diviziune pare evidentă și clară, oamenii de știință nu reușesc întotdeauna să traseze o linie clară între mutație și polimorfism genetic.

Obezitate și gene - tipuri de obezitate cu bază genetică

• Obezitate monogenică (izolată), adică obezitate cauzată de o mutație într-o singură genă.
• Obezitate asociată cu sindroame genetice, în care obezitatea este doar un simptom al unei tulburări genetice moștenite.
• Obezitatea poligenică (comună), adică cauzată de prezența polimorfismelor genetice în mai multe gene - cea mai comună formă de obezitate cu bază genetică.

„Genele obezității” pot predispune nu numai la obezitate. Puține gene codifică proteinele responsabile pentru o singură cale biochimică, astfel încât efectele unei polimorfisme genice pot fi multidirecționale. Prin urmare, „genele obezității” pot predispune și la diabetul de tip 2, tulburări lipidice, cancer și boli cardiovasculare.

Obezitate și gene - obezitate monogenă

Obezitatea monogenică apare la doar câteva procente din populație și are ca rezultat obezitatea de gradul III, așa-numita obezitate morbidă în copilăria timpurie. Până în prezent, au fost descrise mai multe gene, ale căror mutații pot provoca obezitate monogenă și sunt: LEP, LEPR, POMC, MC4R, PCSK1, SIM1, BDNF, NTRK2, GRHB. Aceste gene codifică proteinele care pot contribui direct sau indirect la obezitate. Cele mai multe dintre ele sunt legate de așa-numitele sistemul leptină-melanocortină, care controlează senzația de foame și sațietate.

Cele mai studiate în contextul obezității monogene sunt: ​​gen LEP (eng. leptina) codificare pentru leptină și genă LEPR (receptorul leptinei) care codifică receptorul pentru leptină. Leptina, sau „hormonul sațietății”, este o moleculă secretată de celulele grase și reglează metabolismul asociat cu aportul de alimente. Leptina acționează asupra receptorilor de leptină situați în hipotalamus prin care reflexul foamei este inhibat. Descoperirea rolului mutațiilor la nivelul leptinei și al genelor receptorilor acesteia în formarea obezității monogene a fost făcută grație observațiilor efectuate pe șoareci de laborator în care LEP și LEPR au fost grav avariate. S-a observat că acești șoareci aveau un apetit nestăpânit, care a dus la obezitate extremă. Studiile ulterioare au arătat că animalele cu mutație genetică LEP a avut o concentrație prea mică de leptină în sânge și cu mutații genetice LEPR au fost rezistente la acțiunea leptinei.

De asemenea, la om, mutațiile genelor legate de leptină au ca rezultat absența aproape completă a leptinei în sânge sau rezistența receptorilor de leptină la efectele acesteia și, în consecință, apetitul excesiv și obezitatea. În plus, la om, efectele lipsei de leptină sunt tulburări de comportament, imunodeficiențe și niveluri ridicate de insulină din sânge.

O altă genă semnificativă ale cărei mutații perturbă calea leptină-melanocortină este gena MC4R (eng. receptorul melanocortinei 4) care codifică receptorul melanocortinei 4. Acest receptor se leagă de hormonul proopiomelanocortină, prescurtat POMC. Merită menționat faptul că mutațiile genetice POMC proopiomelanocortina provoacă, de asemenea, obezitate monogenă. Persoanele cu mutații genetice MC4R au pofta de mâncare crescută, iar mesele pe care le consumă sunt mult mai mari decât persoanele fără această mutație. În plus, au niveluri ridicate de insulină din sânge.

Având în vedere că obezitatea monogenă este cauzată de mutații genetice care perturbă căile metabolice importante ireversibil, opțiunile de tratament sunt limitate. Excepția este persoanele cu mutație genetică LEPdeoarece în acest caz deficiența de leptină poate fi înlocuită prin administrarea hormonului extern.

Obezitate și gene - obezitate asociată cu sindroame genetice

Sindroamele genetice asociate cu obezitatea sunt un grup de boli în care obezitatea este doar un simptom. În total, au fost descrise aproximativ 25 de astfel de entități de boală. Pe lângă obezitate, acestea se caracterizează prin defecte congenitale, dizabilități intelectuale și tulburări specifice de comportament. Sindroamele genetice asociate cu obezitatea sunt extrem de rare și sunt cauzate în principal de modificări genetice extinse în pierderea sau duplicarea fragmentelor de cromozomi. Cromozomii sunt structurile pe care se află toate genele dintr-o celulă și, prin urmare, deteriorarea lor duce la anomalii în multe gene simultan.

Cel mai frecvent este sindromul Prader-Willi. Incidența acestui sindrom este de 1: 10.000-50.000 nașteri. Principala cauză a PWS este pierderea unui fragment de cromozom 15 (regiunea 15q11-q13) care este moștenit de la tată. Astfel de pierderi genetice mari determină funcționarea defectuoasă a multor gene. Prin urmare, pe lângă obezitatea extremă, persoanele cu PWS suferă de tonus muscular scăzut (hipotonie), expresii faciale slabe, apetit excesiv, dizabilitate intelectuală și tulburări de somn. Mecanismul probabil al obezității în acest sindrom este întreruperea căilor biochimice din hipotalamus legate de secreția de grelină (numită „hormonul foamei”). Nivelurile ridicate de grelină la pacienți duc la apetit neîngrădit.

Articol recomandat:

Sindromul Prader-Willi - cauze, simptome și tratament

Un alt exemplu de sindrom genetic în care obezitatea este simptomul dominant este sindromul Bardet-Biedl.La pacienții cu acest sindrom, obezitatea se dezvoltă între 1 și 2 ani. Alte simptome ale sindromului includ prezența degetelor și degetelor de la picioare în plus (polidactilie), degenerarea retinei ochiului, dizabilități intelectuale, tulburări ale dezvoltării organelor genitale și a rinichilor. Sindromul este cauzat de mutații la cel puțin 20 de gene (incl. BBS1, BBS2, BBS3, BBS4, BBS5, BBS6, BBS7, BBS8, BBS9, BBS10).

Articol recomandat:

Obezitatea și genele. Ce este sindromul Bardet-Biedl?

Alte sindroame genetice descrise asociate cu obezitatea includ:

• Sindromul Cohen
• Sindromul Börjeson-Lehman
• Sindromul Alström
• Sindromul Simpson și Golabi
• Sindromul tâmplarului
• Sindromul Wilson-Turner
• Sindromul Smith și Magenis
• sindromul disomiei cromozomului 14

Obezitate și gene - obezitate poligenică

Descoperirea obezității poligenice a fost revoluționară, deoarece se crede că poate reprezenta peste 90% din obezitate. În studii foarte mari care au implicat gemeni identici (adică cu același genom), s-a dovedit că genele reprezintă aproape 70% din diferența de greutate corporală măsurată prin indicele de masă corporală (IMC). Cu toate acestea, se subliniază faptul că în obezitatea poligenică, interacțiunea dintre „genele obezității” și factorii de mediu, adică stilul de viață, este foarte importantă. Prin urmare, în acest caz, vorbim despre o predispoziție la obezitate. Cu alte cuvinte, doar pentru că avem variante nefavorabile ale „genelor obezității” nu înseamnă că trebuie să devenim obezi. Din acest motiv, cercetarea asupra obezității poligenice este foarte dificilă, deoarece nu este ușor să dovediți o relație cauză-efect între gene specifice și stilul de viață.

Prima genă descoperită și, în același timp, cea mai bine studiată, predispozantă la obezitate, este gena FTO (eng. genă asociată masei grase și obezității). Codifică enzima 2-oxoglutarat demetilază, care se exprimă în special în hipotalamus și insulele pancreatice, ceea ce indică rolul său important în reglarea metabolismului energetic în organism. Prezența unei variante nefavorabile a genei rs9939609 polimorfism FTO (așa-numita variantă AA, care apare la 16% dintre europeni) a fost asociată cu un risc mai mare de obezitate și diabet de tip 2 comparativ cu variantele tipice ale acestei gene (așa-numitele variante TT și TA). Deși mecanismele moleculare care conduc la astfel de predispoziții nu au fost pe deplin elucidate, studiile care au implicat copii au demonstrat că polimorfismele genetice FTO poate afecta, printre altele privind aprovizionarea cu alimente, în special cea cu calorii mari. S-a dovedit că copiii cu o variantă genică nefavorabilă FTOcare au avut acces nelimitat la alimente bogate în calorii au consumat mult mai mult decât copiii cu opțiunile tipice.

Cu toate acestea, cel mai interesant din punctul de vedere al strategiilor de tratament pentru obezitatea poligenică este „sensibilitatea” polimorfismelor genetice. FTO pentru schimbările stilului de viață. Metaanalizele publicate au arătat că persoanele obeze cu varianta AA, pe lângă faptul că sunt mai predispuse la efecte negative asupra stilului de viață și astfel predispuse la obezitate, pot reduce mai eficient greutatea corporală prin introducerea unei diete și a unei activități fizice adecvate decât persoanele cu variante TT și TA. Alte studii au arătat că la persoanele supuse unei intervenții chirurgicale bariatrice, variabilitatea genelor FTO poate ajuta, de asemenea, la menținerea unei greutăți corporale sănătoase după operație.

Important

Foarte des, modificările genelor care contribuie la obezitatea monogenă pot fi implicate în formarea obezității poligenice. Un exemplu este gen MC4R. Diferența este că în obezitatea poligenică, gradul de afectare a genelor este mai ușor, deoarece este cauzat de polimorfism. Se presupune că mecanismul prin care sunt polimorfismele genetice MC4R influențează predispoziția la obezitate rezultă din gustarea mai frecventă între mese și tendința de a mânca în exces. Variante de risc ale polimorfismului genei rs17782313 MC4R (variantele CT și CC) au fost asociate cu IMC mai mare atât la copii, cât și la adulți, gustări mai frecvente și tendința de a mânca alimente bogate în calorii. Interesant, s-a demonstrat că dieta mediteraneană poate slăbi impactul variantelor nefavorabile ale ambelor polimorfisme genetice FTOși MC4R.

Știi că...

Ne putem schimba genele cu stilul nostru de viață. Pe cât de absurd pare, descoperirile făcute în ultimii ani arată că este! Asa numitul modificări epigenetice, care sunt un fel de legătură între genetică și mediu. Modificările epigenetice pot literalmente „activa” și „opri” expresia anumitor gene prin etichete chimice moleculare. Cel mai important, aceste tipuri de modificări nu modifică structura ADN-ului, adică nu sunt un fel de mutație genetică ireversibilă, ci ceva care suferă modificări dinamice, în special sub influența factorilor de mediu. Modificările epigenetice pot fi declanșate de stilul de viață, schimbând astfel riscul obezității și complicațiile acesteia.

Obezitate și gene - ce este responsabil pentru obezitate: gene sau mediu?

Răspunsul la această întrebare este dificil. În cazul obezității monogene și a sindroamelor genetice legate de obezitate, factorii de mediu nu vor influența fenotipul obezității la fel de puternic (dacă este deloc) ca și în cazul obezității poligenice, al cărui fenotip este strâns dependent de interacțiunea cu mediul.

Obiceiurile alimentare sunt deosebit de importante în dezvoltarea obezității și sunt în mare măsură modelate de mediul în care creștem. Cercetările științifice arată că rolul părinților și obiceiurile alimentare transmise de aceștia sunt foarte importante aici. Se subliniază că acest lucru se aplică în special consumului de alimente mai puțin calorice, dar mai hrănitoare, cum ar fi legumele, al căror consum este determinat de experiențe pozitive sau negative cu aceste alimente. Spre deosebire de alimentele bogate în calorii, de exemplu, dulciurile, unde predispozițiile înnăscute joacă un rol mai mare.

Știi că...

Obiceiurile alimentare pot fi influențate de gene, de exemplu prin simțul gustului. Asa numitul o aromă de grăsime care poate reprezenta un al șaselea tip de aromă care recunoaște acizii grași. Senzațiile gustative asociate cu produsele bogate în grăsimi pot duce la aportul excesiv al acestuia în dietă și, în consecință, pot provoca obezitate. Polimorfismele genice pot afecta „gustul grăsimilor” CD36 (eng. grup de diferențiere 36). S-au distins cele mai comune trei polimorfisme genetice CD36: rs1761667, rs1527483 și rs3840546. S-a demonstrat că persoanele cu variantele GG și GA ale polimorfismului rs1761667 sunt mai sensibile la "gustul grăsimilor" și au capacitatea de a simți o concentrație semnificativ mai mică de acizi grași în feluri de mâncare decât variantele AA, care pentru a obține același nivel de senzație gustativă necesită un conținut mult mai mare al acestei componente în feluri de mâncare. . „Gustul grăsimilor” poate afecta indirect obiceiurile alimentare. Hipersensibilitatea la acizi grași din alimente este asociată cu o cantitate mai mică de produse bogate în grăsimi din dietă și un indice IMC mai mic.

Cercetările au arătat că și formele de petrecere a timpului liber, precum privirea la televizor, pot întări efectul negativ al „genelor obezității”. Desigur, acest lucru nu sugerează o interacțiune a genelor cu timpul petrecut la televizor, ci o relație între modul în care oamenii își petrec timpul (în acest caz nu foarte activ) cu un risc crescut de obezitate. Alte studii au arătat că persoanele care preferă această formă de petrecere a timpului liber mănâncă și alimente mai bogate în calorii și nesănătoase.

Majoritatea specialiștilor subliniază că, la urma urmei, factorii de mediu joacă un rol cheie în epidemia de obezitate. Explicând acest lucru mai ales prin faptul că genele noastre nu se schimbă la fel de repede ca stilul de viață pe care îl ducem în prezent. Polimorfismele genetice menționate anterior sunt un exemplu FTO, unde s-a demonstrat în multe studii că predispoziția la obezitate poate fi depășită cu o dietă și o activitate fizică adecvate.

Obezitate și gene - diagnosticare moleculară a obezității

Cercetarea moleculară în baza genetică a obezității poate fi efectuată la orice vârstă, deoarece genomul nostru este neschimbat de-a lungul vieții noastre. Atunci când se ia decizia de a efectua testul, este important un istoric detaliat al familiei, deoarece poate sugera o natură ereditară a obezității. Dacă, pe lângă obezitate, pacientul are alte tulburări grave, cum ar fi dizabilitatea intelectuală, acest lucru poate sugera un sindrom genetic asociat cu obezitatea. În diagnosticul sindroamelor genetice legate de obezitate, sunt utilizate tehnici citogenetice pentru a evalua structura și numărul cromozomilor dintr-o celulă. Când cercetarea exclude sindroamele genetice, istoria nutriției și a obiceiurilor este de asemenea importantă. Dacă indică un aport caloric excesiv cu activitate fizică scăzută, atunci trebuie luată în considerare obezitatea poligenică. Într-un astfel de caz, pot fi efectuate teste pentru polimorfisme genetice, de exemplu gene FTO sau MC4Rcare poate confirma o predispoziție la obezitate.

Testele pentru prezența mutațiilor și a polimorfismelor sunt efectuate folosind metode de biologie moleculară, bazate în principal pe reacția în lanț a polimerazei (PCR). Cel mai frecvent este secvențierea Sanger. Testele pot fi efectuate în spitale specializate care au laboratoare genetice. În plus, pe piață există mai multe companii comerciale care efectuează teste genetice pentru „genele obezității”. Rezultatul obținut trebuie consultat cu un specialist în genetică medicală pentru a evalua semnificația clinică a mutației / polimorfismului genetic detectat.

Literatură:
1. Abete I. și colab. Diferite strategii dietetice pentru scăderea în greutate la obezitate: rolul conținutului de energie și macronutrienți. „Nutr Res Rev” 2006, 19, 5-17.
2. Fenech M. și colab. Nutrigenetică și nutrigenomică: puncte de vedere asupra stării actuale și aplicațiilor în cercetarea și practica nutrițională. „J Nutrigenet Nutrigenomics” 2011, 4, 69-89.
3. Frayling T.M. și colab. O variantă obișnuită în gena FTO este asociată cu indicele de masă corporală și predispune la obezitate la copil și adult. „Știință” 2007, 316, 889–894.
4. Barczyk A. și colab., Genetica obezității - patogeneză, aspecte clinice și diagnostice. Medicina perioadei de dezvoltare, 2017; XXI, 3, 186-202.
5. Maes H. și colab. Factori genetici și de mediu în greutatea corporală relativă și obezitatea umană. Comportă-te. Genet. 1997; 27: 325–351.
6. Męczekalski B. și colab. Rolul genelor în obezitate. Opiniile contemporane, patogeneza, aspectele clinice. Endocrinologie, obezitate și tulburări metabolice 2008, 5 (1), 27-37.
7. Hinney A. și colab. De la obezitatea monogenică la cea poligenică: progresele recente. Eur Child Adolesc Psychiatry. 2010 mar; 19 (3): 297-310.
8. Savage S.J. și colab. Influența părinților asupra comportamentului alimentar. Concepție până la adolescență. J Drept Med Etică. 2007; 35 (1): 22-34.
9. Hinney A. și colab. De la obezitatea monogenică la cea poligenică: progresele recente. Eur Child Adolesc Psychiatry. 2010 mar; 19 (3): 297-310.
10. Xi B. și colab. Asocierea dintre polimorfismul comun în apropierea genei MC4R și riscul obezității: o revizuire sistematică și meta-analiză. „PLoS One” 2012, 7 (9), e45731.
11. Ortega-Azorín C. și colab. Asociațiile polimorfismelor FTO rs9939609 și MC4R rs17782313 cu diabet zaharat de tip 2 sunt modulate de dietă, fiind mai mari atunci când aderența la modelul dietei mediteraneene este scăzută. „Cardiovasc Diabetol” 2012, 6 (11), 137.
12. Qi Q. și colab. Vizionarea la televizor, activitatea fizică a timpului liber și predispoziția genetică în raport cu indicele de masă corporală la femei și bărbați. Circulaţie. 9 octombrie 2012; 126 (15): 1821-7.
13. Pușca K. Genetica gustului. Pot determina genele obiceiurile alimentare? Dietetica modernă 11/2017.

Important

Poradnikzdrowie.pl susține un tratament sigur și o viață demnă a persoanelor care suferă de obezitate.
Acest articol nu conține niciun conținut care discriminează sau stigmatizează persoanele care suferă de obezitate.