Оглавление
- Ожирение и гены – что такое генетический полиморфизм?
- Ожирение и гены – что такое генетические мутации?
- Ожирение и гены – виды ожирения, имеющие генетическую основу
- < a >Ожирение и гены - моногенное ожирение
- Ожирение и гены - ожирение, связанное с генетическими синдромами
- Ожирение и гены - полигенное ожирение
- Ожирение и гены – что ответственно за ожирение: гены или окружающая среда?
- Ожирение и гены – молекулярная диагностика ожирения
- a>
Ожирение – это сложное хроническое заболевание, возникающее в результате множества экологических, метаболических, психологических, гормональных и генетических причин. Наибольшее влияние на развитие ожирения оказывают факторы окружающей среды, в том числе чрезмерное употребление обработанной, высококалорийной пищи и низкая физическая активность, а также нарушения функционирования гормонов голода и насыщения.
Однако научные исследования показывают, что гены также играют важную роль в возникновении ожирения. Мы объясняем, как гены и их наследование способствуют ожирению и каковы типы генетического ожирения.
Ожирение и гены – что такое генетический полиморфизм?
Генетические полиморфизмы, в том числе: Однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) представляют собой небольшие изменения в геноме. Следствием полиморфизмов является появление различных вариантов генов в человеческой популяции. Это, в свою очередь, влияет на фенотип, то есть на то, как каждый из нас выглядит и реагирует на факторы окружающей среды.
Следовательно, генетические полиморфизмы могут влиять на риск развития различных заболеваний, на метаболизм микро- и макронутриентов, лекарственных препаратов и даже частично определять психические особенности данного человека. Каждому полиморфизму присвоен идентификационный номер, который начинается с букв «rs», например rs9939609 для полиморфизма гена FTO.
Ожирение и гены – что такое генетические мутации?
Механизм формирования полиморфизма и генетической мутации схож, т.е. возникает в результате ошибок, допущенных при дупликации ДНК, но их последствия различны. Биологический эффект полиморфизма более тонкий, чем эффект мутации. Обычно это вызывает различную реакцию на факторы окружающей среды, например, диету, устойчивость к токсинам. Именно поэтому говорят, что возникновение определенного полиморфизма может предрасполагать нас, например, к ожирению или раку молочной железы.
Конечно, это не значит, что мы должны заболеть этими заболеваниями. Однако генетические мутации обычно настолько вредны для организма, что часто приводят к серьезным наследственным заболеваниям. В отличие от полиморфизмов, эффект мутаций необратим и не зависит от факторов окружающей среды. И хотя это разделение кажется очевидным и ясным, ученым не всегда удается провести четкую грань между мутацией и генетическим полиморфизмом.
Узнайте, каковы причины ожирения и как его безопасно лечить!
Ожирение и гены – виды ожирения, имеющие генетическую основу
<ул>"Гены ожирения" могут предрасполагать вас не только к ожирению. Лишь немногие гены кодируют белки, ответственные только за один биохимический путь, поэтому эффекты полиморфизма в одном гене могут быть разнонаправленными. Следовательно, «гены ожирения» также могут предрасполагать к диабету 2 типа, нарушениям липидного обмена, раку и сердечно-сосудистым заболеваниям.
Ожирение и гены – моногенное ожирение
Моногенное ожирение встречается лишь у нескольких процентов населения и приводит к ожирению III класса, так называемому морбидное ожирение в раннем детстве. На данный момент описано несколько генов, мутации которых могут вызывать моногенное ожирение, в том числе: LEP, LEPR, POMC, MC4R, PCSK1, SIM1, BDNF, NTRK2, GRHB.
Эти гены кодируют белки, которые могут прямо или косвенно способствовать ожирению. Большинство из них относятся к так называемым система лептин-меланокортин, контролирующая чувство голода и сытости.
Наиболее изученными в контексте моногенного ожирения являются: ген LEP (лептин), кодирующий лептин, и LEPR (рецептор лептина). ген, кодирующий рецептор лептина. Лептин, или «гормон сытости», представляет собой молекулу, выделяемую жировыми клетками и регулирующую обмен веществ, связанный с приемом пищи. Лептин влияет на лептиновые рецепторы, расположенные в гипоталамусе, благодаря чему угнетается рефлекс голода.
Открытие роли мутаций генов лептина и его рецепторов в развитии моногенного ожирения было сделано благодаря наблюдениям на лабораторных мышах, у которых наблюдались LEP и LEPR Гены были сильно повреждены. Было замечено, что у этих мышей был неконтролируемый аппетит, что приводило к сильному ожирению. Более поздние исследования показали, что животные с мутациями гена LEP имели слишком низкую концентрацию лептина в крови, а животные с мутациями гена LEPR были устойчивы к лептину.
Также у человека мутации в генах, связанных с лептином, приводят к практически полному отсутствию лептина в крови или к резистентности рецепторов к его действию и, как следствие, к чрезмерному аппетиту и ожирению. Кроме того, у человека недостаток лептина приводит к поведенческим расстройствам, иммунодефициту и высокому уровню инсулина в крови.
Другим важным геном, мутации которого нарушают путь лептин-меланокортин, является ген MC4R (рецептор меланокортина 4), кодирующий рецептор меланокортина 4. Этот рецептор связывается с гормоном. проопиомеланокортин, сокращенно POMC.
Следует отметить, что мутации гена POMC, кодирующего проопиомеланокортин, также вызывают моногенное ожирение. У людей с мутацией гена MC4R повышенный аппетит, и они потребляют гораздо больше еды, чем люди без этой мутации. Кроме того, у них высокий уровень инсулина в крови.
Учитывая, что моногенное ожирение вызвано генетическими мутациями, которые необратимо нарушают важные метаболические пути, возможности лечения ограничены. Исключение составляют люди с мутацией гена LEP, поскольку в этом случае дефицит лептина можно скорректировать путем наружного введения гормона.
Читайте также: Что мы наследуем от предков, то есть гены, отвечающие за наш темперамент, характер и внешность
Ожирение и гены – ожирение, связанное с генетическими синдромами
Генетические синдромы, связанные с ожирением, представляют собой группу заболеваний, при которых ожирение является лишь одним из симптомов. Всего описано около 25 таких заболеваний. Помимо ожирения, для них характерны врожденные дефекты, умственная отсталость и специфические нарушения поведения.
Генетические синдромы, связанные с ожирением, встречаются крайне редко и в основном вызваны обширными генетическими изменениями, включающими потерю или дупликацию фрагментов хромосом. Хромосомы – это структуры, содержащие все гены клетки, поэтому их повреждение приводит к аномалиям во многих генах одновременно.
Наиболее распространенным является синдром Прадера-Вилли. Частота этого синдрома составляет 1:10 000–50 000 рождений. Основной причиной синдрома Прадера-Вилли является потеря фрагмента 15 хромосомы (район 15q11-q13), унаследованного от отца. Столь большие генетические потери вызывают сбои в работе многих генов. Таким образом, помимо крайнего ожирения, люди с синдромом Прадера-Вилли страдают:
<ул>Вероятным механизмом, вызывающим ожирение при этом синдроме, является нарушение биохимических путей в гипоталамусе, связанных с секрецией грелина (так называемого «гормона голода»). Высокий уровень грелина у пациентов приводит к неконтролируемому аппетиту.
Другим примером генетического синдрома, при котором ожирение является доминирующим симптомом, является синдром Барде-Бидля. У пациентов с этим синдромом ожирение развивается в возрасте от 1 до 2 лет. Другие симптомы синдрома включают:
<ул>Синдром вызван мутациями как минимум в 20 генах (включая BBS1, BBS2, BBS3, BBS4, BBS5, BBS6, BBS7, BBS8, BBS9, BBS10).
Читайте также: Синдром Прадера-Вилли – что это за заболевание?
Описаны и другие генетические синдромы, связанные с ожирением:
<ул>Ожирение и гены – полигенное ожирение
Открытие полигенного ожирения стало революционным, поскольку считается, что оно объясняет более 90% случаев ожирения. Очень крупные исследования с участием монозиготных близнецов (т.е. с одинаковым геномом) доказали, что гены ответственны за почти 70% различий в массе тела, измеряемой индексом массы тела (ИМТ).
Однако подчеркивается, что при полигенном ожирении очень важно взаимодействие «генов ожирения» и факторов окружающей среды, то есть образа жизни. Следовательно, в данном случае речь идет о предрасположенности к ожирению.
Другими словами, тот факт, что у нас есть неблагоприятные варианты «генов ожирения», не означает, что мы должны страдать ожирением. По этой причине исследование полигенного ожирения очень затруднено, поскольку нелегко доказать причинно-следственную связь между конкретными генами и образом жизни.
Очень часто изменения в генах, способствующие моногенному ожирению, могут быть вовлечены в развитие полигенного ожирения. Примером может служить ген MC4R. Разница в том, что в случае полигенного ожирения степень повреждения генов мягче, поскольку оно вызвано полиморфизмом.
Считается, что механизм, с помощью которого полиморфизмы гена MC4R влияют на предрасположенность к ожирению, обусловлен более частыми перекусами между приемами пищи и склонностью к перееданию. Варианты риска полиморфизма rs17782313 гена MC4R (варианты CT и CC) связаны с более высоким ИМТ как у детей, так и у взрослых, более частыми перекусами и тенденцией к употреблению высококалорийной пищи.< /п>
Интересно, что было показано, что средиземноморская диета может ослабить влияние неблагоприятных вариантов полиморфизма генов FTO и MC4R.
Первым обнаруженным и наиболее изученным геном, предрасполагающим к ожирению, является ген FTO (ген, связанный с жировой массой и ожирением). Он кодирует фермент 2-оксоглутаратдеметилазу, которая особенно экспрессируется в гипоталамусе и островках поджелудочной железы, что указывает на его важную роль в регуляции энергетического обмена в организме.
Наличие неблагоприятного варианта полиморфизма rs9939609 гена FTO (так называемого варианта АА, который встречается у 16% европейцев) связано с более высоким риском ожирения и диабет 2 типа в сравнении с типичными вариантами этого гена (так называемые варианты ТТ и ТА).
Хотя молекулярные механизмы, приводящие к такой предрасположенности, до конца не выяснены, исследования с участием детей доказали, что полиморфизм гена FTO может влиять, среди прочего: на продовольственное снабжение, особенно высококалорийную пищу. Доказано, что дети с неблагоприятным вариантом гена FTO, имевшие неограниченный доступ к высококалорийной пище, потребляли ее гораздо больше, чем дети с типичными вариантами.
Однако наиболее интересным с точки зрения стратегии лечения полигенного ожирения является «чувствительность» полиморфизма гена FTO к изменению образа жизни. Опубликованные метаанализы показали, что люди с ожирением с вариантом АА, помимо того, что они более восприимчивы к неблагоприятному влиянию образа жизни и, таким образом, предрасположены к ожирению, могут более эффективно снижать массу тела за счет введения соответствующей диеты и физической активности, чем люди с ожирением. Варианты ТТ и ТА.
Другие исследования показали, что у людей, перенесших бариатрическую операцию, вариации гена FTO также могут помочь поддерживать здоровый вес после операции.
Читайте также: Ожирение и гены. Что такое синдром Барде-Бидля?
Мы можем изменить наши гены посредством образа жизни. Хотя это звучит абсурдно, открытия, сделанные в последние годы, показывают, что это так! Ответственность за это несут так называемые эпигенетические модификации, являющиеся своеобразным связующим звеном между генетикой и окружающей средой. Эпигенетические модификации могут буквально включать и выключать экспрессию определенных генов с помощью химических молекулярных маркеров.
Самое главное, эти типы изменений не меняют структуру ДНК, т.е. они не являются необратимым типом генетической мутации, а чем-то, что претерпевает динамические изменения, особенно под влиянием факторов окружающей среды. Именно эпигенетические модификации могут быть вызваны образом жизни, изменяя таким образом риск ожирения и его осложнений.
Ожирение и гены – что ответственно за ожирение: гены или окружающая среда?
Ответить на этот вопрос сложно. В случае моногенного ожирения и генетических синдромов, связанных с ожирением, факторы окружающей среды не окажут такого сильного влияния (если вообще окажут) на проявление фенотипа ожирения, как в случае полигенного ожирения, фенотип которого строго зависит от взаимодействие с окружающей средой.
Пищевые привычки особенно важны для развития ожирения, поскольку они во многом определяются средой, в которой мы растем. Научные исследования показывают, что здесь очень важна роль родителей и привычки питания, которые они прививают. Подчеркивается, что особенно это касается потребления менее калорийных, но более питательных продуктов, таких как овощи, потребление которых формируется положительным или отрицательным опытом употребления этих продуктов. В отличие от калорийных продуктов, например сладостей, здесь большую роль играют врожденные предрасположенности.
Пищевые привычки могут определяться генами, например, чувством вкуса. В последнее время так называемый жирный вкус, который может представлять собой шестой тип вкуса, распознающий жирные кислоты. Вкусовые ощущения, связанные с продуктами, богатыми жирами, могут привести к избыточному потреблению жиров в рационе и, как следствие, вызвать ожирение. На «вкус жира» может влиять полиморфизм гена CD36 (кластер дифференциации 36).
Выявлены три наиболее распространенных полиморфизма гена CD36:
<ол>Было показано, что люди с вариантами GG и GA полиморфизма rs1761667 более чувствительны к «вкусу жира» и обладают способностью обнаруживать в блюдах гораздо меньшие концентрации жирных кислот, чем варианты АА, которые, чтобы получить тот же уровень вкусовых ощущений, необходимо гораздо большее содержание этого ингредиента в блюдах.
Вкус жира может косвенно влиять на пищевые привычки. Гиперчувствительность к жирным кислотам в пище связана с меньшим количеством продуктов с высоким содержанием жиров в рационе и более низким ИМТ.
Исследования показали, что формы проведения свободного времени, например просмотр телевизора, могут усиливать неблагоприятный эффект «генов ожирения». Конечно, это говорит не о взаимодействии генов со временем, проведенным перед телевизором, а о связи между способом проведения времени (в данном случае неактивным) и увеличением риска ожирения. Другие исследования доказали, что люди, предпочитающие такую форму проведения свободного времени, также потребляют больше калорийной и нездоровой пищи.
Большинство специалистов подчеркивают, что, несмотря ни на что, ключевое значение в эпидемии ожирения имеют факторы окружающей среды. Объясняется это прежде всего тем, что наши гены меняются не так быстро, как тот образ жизни, который мы сейчас ведем. Примером может служить ранее упомянутый полиморфизм гена FTO, где многие исследования показали, что предрасположенность к ожирению можно устранить с помощью соответствующей диеты и физической активности.
Ожирение и гены - молекулярная диагностика ожирения
Молекулярные тесты на генетическую основу ожирения можно проводить в любом возрасте, поскольку наш геном остается неизменным на протяжении всей жизни. Подробный семейный анамнез важен при принятии решения о проведении теста, поскольку он может указывать на наследственную природу ожирения.
Если помимо ожирения у пациента имеются другие серьезные нарушения, например умственная отсталость, это может указывать на генетический синдром, связанный с ожирением. При диагностике генетических синдромов, связанных с ожирением, используются цитогенетические методы, позволяющие оценить структуру и количество хромосом в клетке.
Когда тесты исключают генетические синдромы, важно также провести собеседование по вопросам питания и привычек. Если это указывает на чрезмерное потребление калорий при низкой физической активности, следует предположить полигенное ожирение. В таком случае может быть проведен тест на генетические полиморфизмы, например, гены FTO или MC4R, которые могут подтвердить предрасположенность к ожирению.
Тесты на наличие мутаций и полиморфизмов проводятся методами молекулярной биологии, в основном на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР). Наиболее распространенным методом является секвенирование по Сэнгеру. Анализы можно пройти в специализированных больницах, имеющих генетические лаборатории.
Кроме того, на рынке есть несколько коммерческих компаний, которые проводят генетические тесты на «гены ожирения». Полученный результат необходимо проконсультировать у медицинского генетика для оценки клинической значимости обнаруженной генетической мутации/полиморфизма.
Совет эксперта
Рекомендуемая статья:
Poradnikzdrowie.pl поддерживает безопасное лечение и достойную жизнь людей, страдающих ожирением. Эта статья не содержит контента, дискриминирующего или стигматизирующего людей с ожирением.
