Obesitas en genen. Welke genen veroorzaken overgewicht?

Obesitas ontstaat om vele redenen, waaronder genetische. Wetenschappers schatten dat genen verantwoordelijk kunnen zijn voor bijna 70% van de schommelingen in het lichaamsgewicht. Betekent dit dat genen verantwoordelijk zijn voor de meerderheid van obesitas?

Lees ook: Wat we erven van onze voorouders, of GENEN die verantwoordelijk zijn voor ons temperament, ... Obesitas - oorzaken, behandeling en gevolgen

Obesitas is een gecompliceerde chronische ziekte die voortkomt uit vele omgevings-, metabolische, psychologische, hormonale en genetische oorzaken. De grootste invloed op de ontwikkeling van zwaarlijvigheid wordt uitgeoefend door omgevingsfactoren, waaronder allereerst de overmatige toevoer van bewerkte voedingsmiddelen met veel calorieën en lage fysieke activiteit, evenals verstoringen in het werk van honger- en verzadigingshormonen. Uit wetenschappelijk onderzoek blijkt echter dat genen ook van groot belang zijn bij het ontstaan ​​van obesitas. We suggereren hoe genen en hun overerving bijdragen aan obesitas en wat de soorten gen-obesitas zijn.

Inhoudsopgave:

1. Obesitas en genen - wat zijn genetische polyformismen?
2. Obesitas en genen - wat zijn genetische mutaties?
3. Obesitas en genen - vormen van obesitas met een genetische basis
4. Obesitas en genen - monogene obesitas
5. Obesitas en genen - obesitas geassocieerd met genetische syndromen
6. Obesitas en genen - polygene obesitas
7. Obesitas en genen - wat is verantwoordelijk voor obesitas: genen of het milieu?
8. Obesitas en genen - moleculaire diagnostiek van obesitas

Obesitas en genen - wat zijn genetische polymorfismen?

Genetische polymorfismen, onder anderen Single nucleotide polymorfismen (SNP's) Enkelvoudige nucleotide polymorfologieën) dit zijn kleine veranderingen in het genoom. Het gevolg van polymorfismen is het voorkomen van verschillende genvarianten in de menselijke populatie. Dit beïnvloedt op zijn beurt het fenotype, d.w.z. hoe ieder van ons eruitziet en reageert op omgevingsfactoren. Genetische polymorfismen kunnen dus het risico op het ontwikkelen van verschillende ziekten, het metabolisme van micro- en macronutriënten, medicijnen beïnvloeden en zelfs gedeeltelijk de psychologische kenmerken van een persoon bepalen. Elk polymorfisme heeft een identificatienummer gekregen dat begint met de letters "rs", bijv. Rs9939609 voor het genpolymorfisme FTO.

Obesitas en genen - wat zijn genetische mutaties?

Het mechanisme van de vorming van polymorfisme en genetische mutatie is vergelijkbaar, d.w.z. het is het resultaat van fouten gemaakt tijdens DNA-duplicatie, maar de gevolgen zijn verschillend. Het biologische effect van polymorfisme is subtieler dan dat van mutatie. Meestal veroorzaakt het een andere reactie op omgevingsfactoren, bijvoorbeeld voeding, resistentie tegen gifstoffen. Daarom wordt gezegd dat de aanwezigheid van een specifiek polymorfisme ons vatbaar kan maken voor bijvoorbeeld zwaarlijvigheid of borstkanker. Dit betekent natuurlijk niet dat we ziek moeten worden van deze ziekten. Aan de andere kant zijn genetische mutaties meestal zo schadelijk voor het lichaam dat ze heel vaak tot ernstige erfelijke ziekten leiden. In tegenstelling tot polymorfismen is het mutatie-effect onomkeerbaar en onafhankelijk van omgevingsfactoren. En hoewel deze tweedeling voor de hand liggend en duidelijk lijkt, slagen wetenschappers er niet altijd in om een ​​duidelijke grens te trekken tussen een mutatie en genetisch polymorfisme.

Obesitas en genen - vormen van obesitas met een genetische basis

• Monogene (geïsoleerde) obesitas, d.w.z. obesitas veroorzaakt door een mutatie in een enkel gen.
• Obesitas geassocieerd met genetische syndromen, waarbij obesitas slechts één symptoom is van een erfelijke genetische aandoening.
• Polygene obesitas (vaak), d.w.z. veroorzaakt door de aanwezigheid van genetische polymorfismen in verschillende genen - de meest voorkomende vorm van obesitas met een genetische basis.

"Obesitas-genen" kunnen niet alleen obesitas zelf predisponeren. Er zijn maar weinig genen die coderen voor eiwitten die slechts voor één biochemische route verantwoordelijk zijn, dus de effecten van één genpolymorfisme kunnen multidirectioneel zijn. Daarom kunnen "zwaarlijvigheidsgenen" ook vatbaar maken voor type 2 diabetes, lipidenstoornissen, kanker en cardiovasculaire ziekten.

Obesitas en genen - monogene obesitas

Monogene obesitas komt slechts bij een paar procent van de bevolking voor en leidt tot graad III obesitas, de zogenaamde morbide obesitas in de vroege kinderjaren. Tot nu toe zijn er verschillende genen beschreven, waarvan de mutaties monogene obesitas kunnen veroorzaken, en ze zijn: LEP, LEPR, POMC, MC4R, PCSK1, SIM1, BDNF, NTRK2, GRHB. Deze genen coderen voor eiwitten die direct of indirect kunnen bijdragen aan obesitas. De meeste van hen zijn gerelateerd aan de zogenaamde het leptine-melanocortinesysteem, dat het gevoel van honger en verzadiging regelt.

De meest bestudeerde in de context van monogene obesitas zijn: gen LEP (eng. leptine) coderend voor leptine en gen LEPR (leptinereceptor) die codeert voor de receptor voor leptine. Leptine, of "verzadigingshormoon", is een molecuul dat wordt uitgescheiden door vetcellen en reguleert het metabolisme dat gepaard gaat met voedselinname. Leptine werkt op leptinereceptoren in de hypothalamus waardoor de hongerreflex wordt geremd. De ontdekking van de rol van mutaties in leptine en zijn receptorgenen bij de vorming van monogene obesitas werd gedaan dankzij observaties op laboratoriummuizen, waarin genen LEP en LEPR ze waren zwaar beschadigd. Het viel op dat deze muizen een ongebreidelde eetlust hadden, wat resulteerde in extreem zwaarlijvigheid. Latere studies toonden aan dat dieren met de genmutatie LEP had te lage leptinespiegels in het bloed en met genmutaties LEPR waren resistent tegen de werking van leptine.

Ook bij mensen resulteren mutaties in leptine-gerelateerde genen in een bijna volledige afwezigheid van leptine in het bloed of resistentie van leptinereceptoren tegen de effecten ervan, en als gevolg daarvan overmatige eetlust en obesitas. Bovendien zijn de effecten van een gebrek aan leptine bij mensen gedragsstoornissen, immunodeficiënties en hoge insulinespiegels in het bloed.

Een ander belangrijk gen waarvan de mutaties de leptine-melanocortine-route verstoren, is het gen MC4R (eng. melanocortine 4-receptor) coderend voor de melanocortine 4-receptor. Deze receptor bindt zich aan het hormoon proopiomelanocortine, kortweg POMC. Het is vermeldenswaard dat de genmutaties POMC proopiomelanocortin veroorzaakt ook monogene obesitas. Mensen met genmutaties MC4R hebben een verhoogde eetlust, en de maaltijden die ze eten zijn veel groter dan bij mensen zonder deze mutatie. Bovendien hebben ze hoge insulinespiegels in het bloed.

Aangezien monogene obesitas wordt veroorzaakt door genetische mutaties die onomkeerbaar belangrijke metabole routes verstoren, zijn de behandelingsopties beperkt. De uitzondering zijn mensen met een genmutatie LEPomdat in dit geval het leptinedeficiëntie kan worden vervangen door het hormoon extern toe te dienen.

Obesitas en genen - obesitas geassocieerd met genetische syndromen

De genetische syndromen die verband houden met obesitas zijn een groep ziekten waarbij obesitas slechts één symptoom is. In totaal zijn ongeveer 25 van dergelijke ziekte-entiteiten beschreven. Naast obesitas worden ze gekenmerkt door aangeboren afwijkingen, verstandelijke beperkingen en specifieke gedragsstoornissen. De genetische syndromen die verband houden met obesitas zijn uiterst zeldzaam en worden voornamelijk veroorzaakt door uitgebreide genetische veranderingen met verlies of duplicatie van chromosoomfragmenten. Chromosomen zijn de structuren waarop alle genen in een cel zich bevinden, daarom resulteert hun schade in afwijkingen in veel genen tegelijk.

De meest voorkomende is het Prader-Willi-syndroom. De incidentie van dit syndroom is 1: 10.000-50.000 geboorten. De belangrijkste oorzaak van PWS is het verlies van een fragment van chromosoom 15 (regio 15q11-q13) dat is geërfd van de vader. Dergelijke grote genetische verliezen veroorzaken de storing van veel genen. Daarom hebben mensen met PWS, naast extreme obesitas, last van verminderde spierspanning (hypotonie), slechte gezichtsuitdrukkingen, overmatige eetlust, verstandelijke beperking en slaapstoornissen. Het waarschijnlijke mechanisme van obesitas bij dit syndroom is de verstoring van de biochemische routes in de hypothalamus die verband houden met de uitscheiding van ghreline (het "hongerhormoon" genoemd). Hoge niveaus van ghreline bij patiënten resulteren in een ongeremde eetlust.

Aanbevolen artikel:

Prader-Willi-syndroom - oorzaken, symptomen en behandeling

Een ander voorbeeld van een genetisch syndroom waarbij obesitas het dominante symptoom is, is het Bardet-Biedl-syndroom.Bij patiënten met dit syndroom ontwikkelt obesitas zich tussen de leeftijd van 1 en 2 jaar. Andere symptomen van het syndroom zijn onder meer de aanwezigheid van extra vingers en tenen (polydactylie), degeneratie van het netvlies van het oog, verstandelijke beperking, stoornissen in de ontwikkeling van de geslachtsorganen en nieren. Het syndroom wordt veroorzaakt door mutaties in minimaal 20 genen (incl. BBS1, BBS2, BBS3, BBS4, BBS5, BBS6, BBS7, BBS8, BBS9, BBS10).

Aanbevolen artikel:

Obesitas en genen. Wat is het Bardet-Biedl-syndroom?

Andere beschreven genetische syndromen geassocieerd met obesitas zijn onder meer:

• Cohen-syndroom
• Börjeson-Lehman-syndroom
• Alström-syndroom
• Simpson-Golabi-syndroom
• Carpenter's syndroom
• Wilson-Turner-syndroom
• Smith en Magenis-syndroom
• chromosoom 14 disomiesyndroom

Obesitas en genen - polygene obesitas

De ontdekking van polygene obesitas was baanbrekend, aangezien wordt aangenomen dat het verantwoordelijk is voor meer dan 90% van de obesitas. In zeer grote onderzoeken met identieke tweelingen (d.w.z. met hetzelfde genoom) is bewezen dat genen verantwoordelijk zijn voor bijna 70% van het verschil in lichaamsgewicht gemeten door de body mass index (BMI). Desalniettemin wordt benadrukt dat bij polygene zwaarlijvigheid de interactie tussen "zwaarlijvigheidsgenen" en omgevingsfactoren, d.w.z. levensstijl, erg belangrijk is. Daarom hebben we het in dit geval over een aanleg voor obesitas. Met andere woorden, alleen omdat we ongunstige varianten van de "obesitasgenen" hebben, betekent niet dat we zwaarlijvig moeten worden. Om deze reden is onderzoek naar polygene obesitas erg moeilijk, omdat het niet eenvoudig is om een ​​oorzaak-gevolg-relatie tussen specifieke genen en levensstijl aan te tonen.

Het eerste ontdekte en tegelijkertijd het best bestudeerde gen dat predisponeert voor obesitas is gen FTO (eng. met vetmassa en obesitas geassocieerd gen). Het codeert voor het enzym 2-oxoglutaraat-demethylase, dat vooral tot uiting komt in de hypothalamus en pancreaseilandjes, wat aangeeft dat het een belangrijke rol speelt bij de regulering van het energiemetabolisme in het lichaam. De aanwezigheid van een ongunstige variant van het gen rs9939609 polymorfisme FTO (de zogenaamde variant AA, die voorkomt bij 16% van de Europeanen) is in verband gebracht met een hoger risico op obesitas en diabetes type 2 in vergelijking met typische varianten van dit gen (de zogenaamde TT- en TA-varianten). Hoewel de moleculaire mechanismen die tot dergelijke predisposities leiden niet volledig zijn opgehelderd, hebben onderzoeken met kinderen bewezen dat genpolymorfismen FTO kan van invloed zijn op onder andere op de levering van voedsel, vooral degene met veel calorieën. Het is bewezen dat kinderen een ongunstige genvariant hebben FTOdie onbeperkt toegang hadden tot calorierijk voedsel, consumeerden er veel meer van dan kinderen met de typische opties.

Het meest interessante aspect van behandelingsstrategieën voor polygene obesitas is echter de "gevoeligheid" van de genpolymorfismen. FTO voor veranderingen in levensstijl. De gepubliceerde meta-analyses hebben aangetoond dat zwaarlijvige mensen met variant AA, behalve dat ze vatbaarder zijn voor nadelige levensstijleffecten en dus vatbaar zijn voor obesitas, het lichaamsgewicht effectiever kunnen verminderen door een passend dieet en lichaamsbeweging te introduceren dan mensen met varianten. TT en TA. Andere studies hebben aangetoond dat bij mensen die bariatrische chirurgie ondergaan, genvariabiliteit FTO het kan ook helpen om na een operatie een gezond lichaamsgewicht te behouden.

Belangrijk

Heel vaak kunnen veranderingen in genen die bijdragen aan monogene obesitas een rol spelen bij de vorming van polygene obesitas. Een voorbeeld is gen MC4R. Het verschil is dat bij polygene obesitas de mate van genbeschadiging milder is, aangezien deze wordt veroorzaakt door polymorfisme. Aangenomen wordt dat het mechanisme waardoor genpolymorfismen zijn MC4R invloed hebben op de aanleg voor obesitas als gevolg van het vaker snacken tussen de maaltijden door en de neiging om te veel te eten. Risicovarianten van het rs17782313-genpolymorfisme MC4R (CT- en CC-varianten) zijn in verband gebracht met een hogere BMI bij zowel kinderen als volwassenen, vaker snacken en de neiging om calorierijk voedsel te eten. Interessant genoeg is aangetoond dat het mediterrane dieet de impact van ongunstige varianten van beide genpolymorfismen kan verzwakken. FTOen MC4R.

Weet je dat...

We kunnen onze genen veranderen met onze levensstijl. Hoe absurd het ook klinkt, de ontdekkingen van de afgelopen jaren laten zien dat dit zo is! De zogenoemde epigenetische modificaties, die een soort verband zijn tussen genetica en de omgeving. Epigenetische modificaties kunnen de expressie van bepaalde genen letterlijk "aanzetten" en "uitschakelen" door middel van moleculaire chemische tags. Het belangrijkste is dat dit soort veranderingen de structuur van het DNA niet veranderen, dat wil zeggen dat ze geen soort onomkeerbare genetische mutatie zijn, maar iets dat dynamische veranderingen ondergaat, vooral onder invloed van omgevingsfactoren. Het zijn epigenetische wijzigingen die kunnen worden veroorzaakt door levensstijl, waardoor het risico op obesitas en de complicaties ervan veranderen.

Obesitas en genen - wat is verantwoordelijk voor obesitas: genen of het milieu?

Het antwoord op deze vraag is moeilijk. In het geval van monogene obesitas en genetische syndromen gerelateerd aan obesitas, zullen omgevingsfactoren het obesitasfenotype niet zo sterk (of helemaal niet) beïnvloeden als in het geval van polygene obesitas, waarvan het fenotype sterk afhankelijk is van interactie met de omgeving.

Eetgewoonten zijn vooral belangrijk bij de ontwikkeling van obesitas en worden grotendeels bepaald door de omgeving waarin we opgroeien. Wetenschappelijk onderzoek toont aan dat de rol van ouders en de door hen doorgegeven eetgewoonten hierbij erg belangrijk zijn. Benadrukt wordt dat dit vooral geldt voor het eten van minder calorierijk, maar voedzamer voedsel, zoals groenten, waarvan de consumptie wordt bepaald door positieve of negatieve ervaringen met deze voedingsmiddelen. In tegenstelling tot calorierijke voedingsmiddelen, zoals snoep, waar aangeboren aanleg een grotere rol speelt.

Weet je dat...

Eetgewoonten kunnen worden beïnvloed door genen, bijvoorbeeld door de smaak. De zogenoemde een vetsmaak die een zesde soort smaak kan vertegenwoordigen die vetzuren herkent. De smaaksensaties die worden geassocieerd met producten die rijk zijn aan vet, kunnen leiden tot een overmatige toevoer ervan in de voeding en bijgevolg leiden tot overgewicht. Genpolymorfismen kunnen de 'smaak van vet' beïnvloeden CD36 (eng. cluster van differentiatie 36). De drie meest voorkomende genpolymorfismen zijn onderscheiden CD36: rs1761667, rs1527483 en rs3840546. Het is aangetoond dat mensen met de GG- en GA-varianten van het rs1761667-polymorfisme gevoeliger zijn voor de 'smaak van vet' en het vermogen hebben om een ​​significant lagere concentratie vetzuren in voedsel aan te voelen dan bij de AA-varianten, die om hetzelfde niveau van smaaksensatie te bereiken een veel hoger gehalte van deze component in de gerechten nodig hebben. . De "smaak van vet" kan indirect de eetgewoonten beïnvloeden. Overgevoeligheid voor vetzuren in voeding wordt in verband gebracht met een lager aanbod van vetrijke producten in de voeding en een lagere BMI-index.

Onderzoek heeft uitgewezen dat ook vormen van vrije tijd, zoals tv-kijken, het negatieve effect van "zwaarlijvigheidsgenen" kunnen versterken. Dit duidt natuurlijk niet op een interactie van genen met de tijd besteed aan tv-kijken, maar op een relatie tussen de manier waarop mensen tijd doorbrengen (in dit geval niet erg actief) met een verhoogd risico op obesitas. Andere onderzoeken hebben aangetoond dat mensen die de voorkeur geven aan deze vorm van vrije tijd, ook meer calorierijke, ongezonde voeding eten.

De meeste specialisten benadrukken dat het immers omgevingsfactoren zijn die een sleutelrol spelen bij de obesitas-epidemie. Dit verklaart vooral door het feit dat onze genen niet zo snel veranderen als de levensstijl die we momenteel leiden. De eerder genoemde genpolymorfismen zijn een voorbeeld FTO, waar in veel onderzoeken is aangetoond dat de aanleg voor zwaarlijvigheid kan worden overwonnen met geschikte voeding en lichaamsbeweging.

Obesitas en genen - moleculaire diagnostiek van obesitas

Moleculaire tests voor de genetische basis van obesitas kunnen op elke leeftijd worden uitgevoerd, aangezien ons genoom gedurende ons hele leven ongewijzigd blijft. Bij het nemen van de beslissing om de test uit te voeren, is een gedetailleerde familiegeschiedenis belangrijk, omdat dit kan duiden op een erfelijke aard van obesitas. Als de patiënt naast obesitas andere ernstige aandoeningen heeft, zoals een verstandelijke beperking, kan dit duiden op een genetisch syndroom dat verband houdt met obesitas. Bij de diagnose van aan obesitas gerelateerde genetische syndromen worden cytogenetische technieken gebruikt om de structuur en het aantal chromosomen in een cel te beoordelen. Wanneer het onderzoek genetische syndromen uitsluit, is de geschiedenis van voeding en gewoonten ook belangrijk. Als het duidt op een overmatige calorie-inname met lage fysieke activiteit, moet polygene obesitas worden overwogen. In dat geval kunnen testen op genetische polymorfismen, bijvoorbeeld genen, worden uitgevoerd FTO of MC4Rdat kan een aanleg voor obesitas bevestigen.

De testen op de aanwezigheid van mutaties en polymorfismen worden uitgevoerd met behulp van moleculair-biologische methoden, voornamelijk gebaseerd op de polymerasekettingreactie (PCR). De meest voorkomende is Sanger-sequencing. Tests kunnen worden uitgevoerd in gespecialiseerde ziekenhuizen met genetische laboratoria. Daarnaast zijn er verschillende commerciële bedrijven op de markt die genetische tests uitvoeren voor "obesitasgenen". Het verkregen resultaat moet worden geraadpleegd met een specialist in medische genetica om de klinische significantie van de gedetecteerde genetische mutatie / polymorfisme te beoordelen.

Literatuur:
1. Abete I. et al. Verschillende voedingsstrategieën voor gewichtsverlies bij obesitas: rol van energie en macronutriënten. "Nutr Res Rev" 2006, 19, 5–17.
2. Fenech M. et al .; Nutrigenetica en nutrigenomics: standpunten over de huidige status en toepassingen in voedingsonderzoek en praktijk. "J Nutrigenet Nutrigenomics" 2011, 4, 69-89.
3. Frayling T.M. et al. Een veel voorkomende variant in het FTO-gen is geassocieerd met de body mass index en maakt vatbaar voor obesitas bij kinderen en volwassenen. "Science" 2007, 316, 889-894.
4. Barczyk A. et al., Obesitasgenetica - pathogenese, klinische en diagnostische aspecten. Developmental Period Medicine, 2017; XXI, 3, 186-202.
5. Maes H. et al .; Genetische en omgevingsfactoren in relatief lichaamsgewicht en menselijke obesitas. Gedrag. Genet. 1997; 27: 325-351.
6. Męczekalski B. et al .; De rol van genen bij obesitas. Hedendaagse opvattingen, pathogenese, klinische aspecten. Endocrinologie, obesitas en metabolische stoornissen 2008, 5 (1), 27-37.
7. Hinney A. et al .; Van monogene tot polygene obesitas: recente vorderingen. Eur Child Adolesc Psychiatry. Maart 2010; 19 (3): 297-310.
8. Savage S.J. et al. Ouderlijke invloed op eetgedrag. Conceptie tot adolescentie. J Law Med Ethics. 2007; 35 (1): 22-34.
9. Hinney A. et al .; Van monogene tot polygene obesitas: recente vorderingen. Eur Child Adolesc Psychiatry. Maart 2010; 19 (3): 297-310.
10. Xi B. et al .; Associatie tussen veelvoorkomend polymorfisme nabij het MC4R-gen en obesitasrisico: een systematische review en meta-analyse. "PLoS One" 2012, 7 (9), e45731.
11. Ortega-Azorín C. et al .; Associaties van de polymorfismen van de FTO rs9939609 en de MC4R rs17782313 met diabetes type 2 worden gemoduleerd door het dieet, en zijn hoger wanneer het mediterrane voedingspatroon laag is. "Cardiovasc Diabetol" 2012, 6 (11), 137.
12. Qi Q. et al .; Televisie kijken, lichamelijke activiteit in de vrije tijd en de genetische aanleg in relatie tot de body mass index bij vrouwen en mannen. Circulatie. 9 oktober 2012; 126 (15): 1821-7.
13. Geweer K. De genetica van smaak. Kunnen genen eetgewoonten bepalen? Moderne diëtetiek 11/2017.

Belangrijk

Poradnikzdrowie.pl ondersteunt een veilige behandeling en een waardig leven van mensen die lijden aan obesitas.
Dit artikel bevat geen inhoud die mensen met obesitas discrimineert of stigmatiseert.