Fetma och gener. Vilka gener orsakar fetma?

Fetma uppstår av många skäl, inklusive genetisk. Forskare uppskattar att gener kan stå för nästan 70% av kroppsviktfluktuationerna. Betyder detta att gener är ansvariga för majoriteten av fetma?

Läs också: Vad vi ärver från våra förfäder, eller GENER som är ansvariga för vårt temperament, ... Fetma - orsaker, behandling och konsekvenser

Fetma är en komplicerad kronisk sjukdom som härrör från många miljömässiga, metaboliska, psykologiska, hormonella och genetiska orsaker. Det största inflytandet på utvecklingen av fetma utövas av miljöfaktorer, inklusive först och främst överdriven tillförsel av bearbetade livsmedel med höga kalorier och låg fysisk aktivitet, samt störningar i hunger- och mättnadshormoner. Vetenskaplig forskning visar dock att gener också är av stor betydelse för uppkomsten av fetma. Vi föreslår hur gener och deras arv bidrar till fetma och vilka typer av genfetma.

Innehållsförteckning:

1. Fetma och gener - vad är genetiska flerformer?
2. Fetma och gener - vad är genetiska mutationer?
3. Fetma och gener - typer av fetma med genetisk bakgrund
4. Fetma och gener - monogen fetma
5. Fetma och gener - fetma i samband med genetiska syndrom
6. Fetma och gener - polygen fetma
7. Fetma och gener - vad är ansvaret för fetma: gener eller miljön?
8. Fetma och gener - molekylär diagnostik av fetma

Fetma och gener - vad är genetiska polymorfier?

Genetiska polymorfier, bland andra Enkelnukleotidpolymorfier (SNP) Enkel nukleotidpolymorfier) detta är små förändringar i genomet. Konsekvensen av polymorfismer är förekomsten av olika genvarianter i den mänskliga befolkningen. Detta påverkar i sin tur fenotypen, vilket är hur var och en av oss ser ut och reagerar på miljöfaktorer. Således kan genetiska polymorfier påverka risken för att utveckla olika sjukdomar, metabolismen av mikro- och makronäringsämnen, läkemedel och till och med delvis bestämma en persons psykologiska egenskaper. Varje polymorfism har fått ett identifieringsnummer som börjar med bokstäverna "rs" t.ex. rs9939609 för genpolymorfismen FTO.

Fetma och gener - vad är genetiska mutationer?

Mekanismen för bildandet av polymorfism och genetisk mutation är likartad, dvs den härrör från fel som gjorts under DNA-duplicering, men deras konsekvenser är olika. Den biologiska effekten av polymorfism är subtilare än mutationens. Vanligtvis orsakar det ett annat svar på miljöfaktorer, t.ex. diet, resistens mot toxiner. Därför sägs det att närvaron av en specifik polymorfism kan predisponera oss för till exempel fetma eller bröstcancer. Detta betyder naturligtvis inte att vi måste bli sjuka med dessa sjukdomar. Å andra sidan är genetiska mutationer vanligtvis så skadliga för kroppen att de ofta leder till allvarliga ärftliga sjukdomar. Till skillnad från polymorfismer är mutationseffekten irreversibel och oberoende av miljöfaktorer. Och även om denna uppdelning verkar uppenbar och tydlig, lyckas inte alltid forskare dra en tydlig gräns mellan en mutation och genetisk polymorfism.

Fetma och gener - typer av fetma med genetisk bakgrund

• Monogen (isolerad) fetma, dvs. fetma orsakad av en mutation i en enda gen.
• Fetma i samband med genetiska syndrom, där fetma bara är ett symptom på en ärftlig genetisk störning.
• Polygen fetma (vanlig), dvs orsakad av närvaron av genetiska polymorfismer i flera gener - den vanligaste formen av fetma med genetisk grund.

"Fetma gener" kan predisponera inte bara för fetma i sig. Få gener kodar proteiner som är ansvariga för endast en biokemisk väg, så effekterna av en genpolymorfism kan vara flerdirektionell. Därför kan "fetma gener" också predisponera för typ 2-diabetes, lipidstörningar, cancer och hjärt-kärlsjukdomar.

Fetma och gener - monogen fetma

Monogen fetma förekommer hos endast några få procent av befolkningen och resulterar i grad III fetma, den så kallade sjuklig fetma i tidig barndom. Hittills har flera gener beskrivits, vars mutationer kan orsaka monogen fetma, och de är: LEP, LEPR, POMC, MC4R, PCSK1, SIM1, BDNF, NTRK2, GRHB. Dessa gener kodar för proteiner som kan bidra direkt eller indirekt till fetma. De flesta av dem är relaterade till så kallade leptin-melanokortinsystemet, som styr känslan av hunger och mättnad.

De mest studerade i samband med monogen fetma är: allm LEP (eng. leptin) kodande för leptin och gen LEPR (leptinreceptor) som kodar receptorn för leptin. Leptin, eller "mättnadshormonet", är en molekyl som utsöndras av fettceller och reglerar ämnesomsättningen associerad med matintag. Leptin verkar på leptinreceptorer i hypotalamus genom vilka hungerreflexen hämmas. Upptäckten av mutationernas roll i leptinet och dess receptorgener i bildandet av monogen fetma gjordes tack vare observationer på laboratoriemöss där LEP och LEPR de skadades allvarligt. Det noterades att dessa möss hade en obegränsad aptit, vilket resulterade i extrem fetma. Senare studier visade att djur med genmutationen LEP hade för låga blodleptinnivåer och med genmutationer LEPR var resistenta mot leptins verkan.

Även hos människor resulterar mutationer i leptinrelaterade gener i en nästan fullständig frånvaro av leptin i blodet eller motstånd hos leptinreceptorer mot dess effekter, och följaktligen överdriven aptit och fetma. Dessutom är effekterna av brist på leptin hos människor beteendestörningar, immundefekter och höga blodinsulinnivåer.

En annan betydelsefull gen vars mutationer stör leptin-melanokortinvägen är genen MC4R (eng. melanokortin 4-receptor) som kodar för melanokortin 4. Receptorn binder till hormonet proopiomelanokortin, förkortat POMC. Det är värt att nämna att genmutationerna POMC proopiomelanokortin orsakar också monogen fetma. Människor med genmutationer MC4R har ökad aptit, och måltiderna de äter är mycket större än av människor utan denna mutation. Dessutom har de höga blodinsulinnivåer.

Med tanke på att monogen fetma orsakas av genetiska mutationer som stör oåterkalleligt viktiga metaboliska vägar, är behandlingsalternativen begränsade. Undantaget är människor med en genmutation LEPför i detta fall kan leptinbristen ersättas med administrering av hormonet externt.

Fetma och gener - fetma i samband med genetiska syndrom

De genetiska syndrom som är associerade med fetma är en grupp sjukdomar där fetma bara är ett symptom. Cirka 25 sådana sjukdomsenheter har beskrivits totalt. Förutom fetma kännetecknas de av medfödda defekter, intellektuella funktionshinder och specifika beteendestörningar. De genetiska syndrom som är associerade med fetma är extremt sällsynta och orsakas främst av omfattande genetiska förändringar i förlust eller duplicering av kromosomfragment. Kromosomer är strukturerna på vilka alla gener i en cell finns, och därför resulterar deras skada i abnormiteter i många gener samtidigt.

Det vanligaste är Prader-Willis syndrom. Förekomsten av detta syndrom är 1: 10 000-50 000 födda. Huvudorsaken till PWS är förlusten av ett fragment av kromosom 15 (region 15q11-q13) som ärvs från fadern. Sådana stora genetiska förluster orsakar funktionsfel hos många gener. Därför, förutom extrem fetma, lider personer med PWS av minskad muskeltonus (hypotoni), dålig ansiktsuttryck, överdriven aptit, intellektuell funktionsnedsättning och sömnstörningar. Den troliga mekanismen för fetma i detta syndrom är en störning av de biokemiska vägarna i hypotalamus relaterade till utsöndringen av ghrelin (kallat "hungerhormonet"). Höga nivåer av ghrelin hos patienter resulterar i obegränsad aptit.

Rekommenderad artikel:

Prader-Willis syndrom - orsaker, symtom och behandling

Ett annat exempel på ett genetiskt syndrom där fetma är det dominerande symptomet är Bardet-Biedl syndrom.Hos patienter med detta syndrom utvecklas fetma mellan 1 och 2 år. Andra symtom på syndromet inkluderar närvaron av extra fingrar och tår (polydaktyly), degeneration av näthinnan i ögat, intellektuell funktionshinder, störningar i könsorganen och njurarna. Syndromet orsakas av mutationer i minst 20 gener (inkl. BBS1, BBS2, BBS3, BBS4, BBS5, BBS6, BBS7, BBS8, BBS9, BBS10).

Rekommenderad artikel:

Fetma och gener. Vad är Bardet-Biedl syndrom?

Andra beskrivna genetiska syndrom associerade med fetma inkluderar:

• Cohens syndrom
• Börjeson-Lehman syndrom
• Alströms syndrom
• Simpson och Golabi syndrom
• Snickares syndrom
• Wilson-Turners syndrom
• Smith och Magenis syndrom
• kromosom 14 disomisyndrom

Fetma och gener - polygen fetma

Upptäckten av polygen fetma var banbrytande eftersom man tror att den kan stå för över 90% av fetman. I mycket stora studier med identiska tvillingar (dvs med samma genom) har det bevisats att gener är ansvariga för nästan 70% av skillnaden i kroppsvikt mätt med kroppsmassindex (BMI). Ändå betonas att vid polygen fetma är interaktionen mellan "fetma gener" och miljöfaktorer, dvs. livsstil, mycket viktigt. Därför talar vi i detta fall om en benägenhet för fetma. Med andra ord, bara för att vi har ogynnsamma varianter av "fetma gener" betyder inte att vi måste bli överviktiga. Av denna anledning är forskning om polygen fetma väldigt svår, eftersom det inte är lätt att bevisa en orsak-och-effekt-relation mellan specifika gener och livsstil.

Den första upptäckta och samtidigt den bäst studerade genen som predisponerar för fetma är genen FTO (eng. fettmassa- och fetmaassocierad gen). Det kodar för enzymet 2-oxoglutarat demetylas, som uttrycks särskilt i hypotalamus och bukspottkörteln, vilket indikerar dess viktiga roll i regleringen av energimetabolismen i kroppen. Närvaron av en ogynnsam variant av genen rs9939609 polymorfism FTO (den så kallade varianten AA, som förekommer hos 16% av européerna) har förknippats med en högre risk för fetma och typ 2-diabetes jämfört med de typiska varianterna av denna gen (så kallade TT- och TA-varianter). Även om de molekylära mekanismer som leder till sådana predispositioner inte har blivit helt klarlagda har studier med barn visat att genpolymorfier FTO kan påverka bland andra på matförsörjningen, särskilt den med höga kalorier. Det har bevisats att barn med en ogynnsam genvariant FTOsom hade obegränsad tillgång till högkalorimat konsumerade mycket mer av det än barn med de typiska alternativen.

Den mest intressanta aspekten av behandlingsstrategier för polygen fetma är emellertid "känsligheten" hos genpolymorfismerna FTO för livsstilsförändringar. Publicerade metaanalyser visade att överviktiga personer med variant AA, förutom att de är mer mottagliga för negativa livsstilseffekter och därmed predisponerade för fetma, kan mer effektivt minska kroppsvikten genom att införa en lämplig diet och fysisk aktivitet än personer med varianter TT och TA. Andra studier har visat att genvariationer hos personer som genomgår bariatrisk kirurgi FTO det kan också hjälpa till att upprätthålla en hälsosam kroppsvikt efter operationen.

Viktig

Mycket ofta kan förändringar i gener som bidrar till monogen fetma vara involverade i bildandet av polygen fetma. Ett exempel är allm MC4R. Skillnaden är att i polygen fetma är graden av genskada mildare eftersom den orsakas av polymorfism. Mekanismen genom vilken genpolymorfismer ska vara MC4R påverkar predispositionen för fetma på grund av det frekventare mellanmål mellan måltiderna och tendensen att äta för mycket. Riskvarianter av rs17782313 genpolymorfism MC4R (CT- och CC-varianter) har associerats med högre BMI hos både barn och vuxna, oftare mellanmål och en tendens att äta kaloririka livsmedel. Intressant har det visats att Medelhavsdieten kan försvaga effekterna av ogynnsamma varianter av båda genpolymorfierna FTOoch MC4R.

Vet du att...

Vi kan ändra våra gener med vår livsstil. Så absurt som det låter visar de upptäckter som gjorts under de senaste åren att det är det! Den så kallade epigenetiska modifieringar, som är ett slags länk mellan genetik och miljön. Epigenetiska modifieringar kan bokstavligen "slå på" och "stänga" uttrycket av vissa gener genom molekylära kemiska taggar. Det viktigaste är att dessa typer av förändringar inte förändrar DNA-strukturen, dvs de är inte en slags irreversibel genetisk mutation, utan något som genomgår dynamiska förändringar, särskilt under påverkan av miljöfaktorer. Det är epigenetiska modifieringar som kan utlösas av livsstil och därmed förändra risken för fetma och dess komplikationer.

Fetma och gener - vad är ansvaret för fetma: gener eller miljön?

Svaret på denna fråga är svårt. När det gäller monogen fetma och genetiska syndrom relaterade till fetma kommer miljöfaktorer inte att påverka fetmfenotypen så starkt (om alls) som det är i fallet med polygen fetma, vars fenotyp är nära beroende av interaktion med miljön.

Matvanor är särskilt viktiga i utvecklingen av fetma och de formas till stor del av den miljö vi växer upp i. Vetenskaplig forskning visar att föräldrarnas roll och de matvanor som de förmedlar är mycket viktiga här. Det betonas att detta särskilt gäller att äta mindre kalorimat, men mer näringsrik, såsom grönsaker, vars konsumtion formas av positiva eller negativa upplevelser med dessa livsmedel. I motsats till kaloririka livsmedel, t.ex. godis, där medfödda dispositioner spelar en större roll.

Vet du att...

Matvanor kan påverkas av gener, till exempel genom smakkänsla. Den så kallade en fet smak som kan representera en sjätte typ av smakigenkännande fettsyror. De smakupplevelser som är associerade med produkter som är rika på fett kan leda till överdriven tillgång i kosten och därmed orsaka fetma. "Smaken av fett" kan påverkas av genpolymorfismer CD36 (eng. differentieringskluster 36). De tre vanligaste genpolymorfierna har särskiljts CD36: rs1761667, rs1527483 och rs3840546. Det har visat sig att personer med GG- och GA-varianterna av rs1761667-polymorfismen är känsligare för "smaken av fett" och har förmågan att känna en betydligt lägre koncentration av fettsyror i maten än med AA-varianterna, vilket för att uppnå samma smaknivå kräver en mycket högre halt av denna komponent i disken . "Smaken av fett" kan indirekt påverka matvanor. Överkänslighet mot fettsyror i livsmedel är förknippad med ett lägre utbud av fettrika produkter i kosten och ett lägre BMI-index.

Forskning har visat att även former av fritid, som att titta på TV, kan stärka den negativa effekten av "fetma gener". Naturligtvis föreslår detta inte en interaktion mellan gener och den tid man tittar på TV utan ett samband mellan hur människor spenderar tid (i detta fall inte särskilt aktiva) med en ökad risk för fetma. Andra studier har visat att människor som föredrar denna form av att spendera sin fritid också äter mer kaloririkt, ohälsosam mat.

De flesta specialister betonar att det trots allt är miljöfaktorer som spelar en nyckelroll i fetmaepidemin. Förklarar framför allt detta att våra gener inte förändras så snabbt som den livsstil vi för närvarande leder. De tidigare nämnda genpolymorfismerna är ett exempel FTO, där det i många studier har visats att predispositionen för fetma kan övervinnas med lämplig kost och fysisk aktivitet.

Fetma och gener - molekylär diagnostik av fetma

Molekylär forskning om den genetiska grunden för fetma kan utföras i alla åldrar, eftersom vårt genom är oförändrat under våra liv. När du fattar beslutet att utföra testet är en detaljerad familjehistoria viktig, eftersom det kan antyda ärftlig fetma. Om patienten förutom fetma har andra allvarliga störningar, såsom intellektuell funktionsnedsättning, kan detta tyda på ett genetiskt syndrom associerat med fetma. Vid diagnos av fetma-relaterade genetiska syndrom används cytogenetiska tekniker för att bedöma strukturen och antalet kromosomer i en cell. När forskningen utesluter genetiska syndrom är historien om näring och vanor också viktig. Om det indikerar ett alltför stort kaloriintag med låg fysisk aktivitet, bör polygen fetma övervägas. I ett sådant fall kan testning för genetiska polymorfismer, t.ex. gener, utföras FTO eller MC4Rsom kan bekräfta en benägenhet för fetma.

Testerna för närvaron av mutationer och polymorfismer utförs med användning av molekylärbiologiska metoder, huvudsakligen baserat på polymeraskedjereaktion (PCR). Den vanligaste är Sanger-sekvensering. Tester kan utföras på specialiserade sjukhus som har genetiska laboratorier. Dessutom finns det flera kommersiella företag på marknaden som utför genetisk testning av "fetma gener". Det erhållna resultatet bör konsulteras med en specialist inom medicinsk genetik för att bedöma den kliniska betydelsen av den detekterade genetiska mutationen / polymorfismen.

Litteratur:
1. Abete I. et al. Olika koststrategier för viktminskning i fetma: roll för energi och innehåll av makronäringsämnen. "Nutr Res Rev" 2006, 19, 5–17.
2. Fenech M. et al. Nutrigenetics and nutrigenomics: synpunkter på aktuell status och tillämpningar inom näringsforskning och -praktik. "J Nutrigenet Nutrigenomics" 2011, 4, 69–89.
3. Frayling T.M. et al. En vanlig variant i FTO-genen är associerad med kroppsmassindex och predisponerar för fetma hos barn och vuxna. "Vetenskap" 2007, 316, 889–894.
4. Barczyk A. et al., Fetma genetik - patogenes, kliniska och diagnostiska aspekter. Utvecklingsperiodmedicin, 2017; XXI, 3, 186-202.
5. Maes H. et al. Genetiska och miljömässiga faktorer i relativ kroppsvikt och mänsklig fetma. Uppför dig. Genet. 1997; 27: 325–351.
6. Męczekalski B. et al. Genernas roll i fetma. Samtida åsikter, patogenes, kliniska aspekter. Endokrinologi, fetma och metaboliska störningar 2008, 5 (1), 27-37.
7. Hinney A. et al. Från monogen till polygen fetma: senaste framstegen. Eur Child Adolesc Psychiatry. 2010 mar; 19 (3): 297-310.
8. Savage S.J. et al. Föräldrarnas inflytande på ätbeteende. Befruktning till ungdomar. J lagmedicin. 2007; 35 (1): 22–34.
9. Hinney A. et al. Från monogen till polygen fetma: senaste framstegen. Eur Child Adolesc Psychiatry. 2010 mar; 19 (3): 297-310.
10. Xi B. et al. Förening mellan vanlig polymorfism nära MC4R-genen och fetma risk: en systematisk granskning och metaanalys. "PLoS One" 2012, 7 (9), e45731.
11. Ortega-Azorín C. et al. Föreningar av FTO rs9939609 och MC4R rs17782313 polymorfier med typ 2-diabetes moduleras av diet, vilket är högre när följsamheten till Medelhavets dietmönster är låg. "Cardiovasc Diabetol" 2012, 6 (11), 137.
12. Qi Q. et al. Tv-tittande, fysisk aktivitet på fritiden och genetisk predisposition i förhållande till kroppsmassindex hos kvinnor och män. Omlopp. 9 oktober 2012; 126 (15): 1821-7.
13. Gevär K. Smakens genetik. Kan gener bestämma matvanor? Modern dietetik 11/2017.

Viktig

Poradnikzdrowie.pl stöder säker behandling och ett värdigt liv för människor som lider av fetma.
Denna artikel innehåller inte diskriminerande och stigmatiserande innehåll hos personer som lider av fetma.