Genetyka diety, masy ciała i otyłością


Original: http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/digestion/pregastric/fatgenes.html

To było jasne od kilku dziesięcioleci, że utrzymanie masy ciała jest pod kontrolą genetyczną, głównie z powodu identyfikacji mutacji u myszy, które wynikają w otyłości. Ostatnio, wśród wielkiego podniecenia, kilka takich geny zostały sklonowane z myszy i ludzi, i to jest bardzo prawdopodobne, że dodatkowe genetycznych uwarunkowań wkrótce zostaną zidentyfikowane.

Zachęta do zrozumienia genetycznego kontrolę masy ciała można w dużej mierze przypisać dwóch czynników:

  • Otyłość jest monumentalnym problemem w krajach rozwiniętych i urok znalezienie leku na wyleczenie tego problemu jest silna.
  • Istnieje silny związek między rozwojem otyłości w wieku dorosłym i rozwoju innych ważnych chorób, m.in. cukrzycy, nadciśnienia tętniczego i chorób serca.

Wstępna identyfikacja “genów otyłości”

Aby zrozumieć fizjologię za “geny otyłości” obecnie przedmiotem dochodzenia, jest cenne, aby najpierw spojrzeć wstecz na niektórych eksperymentach prowadzonych w 1960 roku za pomocą myszy parabiotic. Technika parabiosis, która jest rzadko używany dzisiaj, polega na pomocy nacięcia wzdłuż boczną dwóch zwierząt, a następnie zszyciu ich ze sobą tworząc parabiotic parę. Kluczem użyteczność tej techniki jest to, że jednoczy naczyniowych systemy dwóch zwierząt, umożliwiając wymianę cząsteczek przenoszonych przez krew.

Wiele lat temu genetycy zidentyfikowano u myszy dwa recesywne mutacje, które, jeśli homozygota, doprowadziły myszy się rażąco otyłych. Dwa geny nazywane ob i db. Parabiotic pary zbudowana w latach ob / ob i db / db i normalnymi myszami doprowadziły do ​​następujących uwag:

  • Parowanie otyłej ob / ob mysz z normalną myszą: ob / ob mysz schudła
  • Parowanie otyłej db / db mysz z normalną myszą: normalny mysz przestała jeść i schudła
  • Parowanie otyłej ob / ob mysz z otyłej db / db myszy: ob / ob mysz przestała jeść i schudła, natomiast db / db mysz nie ulegała zmianie.
  • Dodatkowy eksperyment wykazał, że gdy jeden z pary normalnych parabiotic myszy przekarmiane, jego “bliźniak” stracił na wadze.

Obserwacje te były zgodne z ideą, że hormon sytości, przypuszczalnie produkt genu ob, jest produkowana co wiąże się z receptorami, najprawdopodobniej produkt genu db, w podwzgórzu i tłumi głód.

Znaczne wsparcie niedawno uzyskane dla tego modelu przez klonowanie z ob i db genów z kilku gatunków. Gen ob koduje hormonu leptyny i gen db receptora leptyny. Leptyna jest wydzielana przez komórki tłuszczowe i ma podwójne działanie zmniejsza przyjmowanie pokarmu i wzrost tempa metabolizmu, co sprawia, że ​​stary “lipostatic teoria” dla kontroli spożycia żywności bardzo atrakcyjne.
Geny związanych z utrzymaniem Waga ciała

Jest oczywiste, że leptyna i jej receptory są tylko dwa, co może okazać się duża liczba genów, które są ważne genetycznych uwarunkowań w kontroli wagi ciała i patogenezy otyłości. Niektóre z innych genów i produktów genowych identyfikowane tak daleko, że biorą udział w kontroli przyjmowania pokarmu i masy ciała należą:

  • Neuropeptyd Y jest syntetyzowany w wielu obszarach mózgu i jest silnym stymulatorem karmienia zachowania. Leptyna wydaje się tłumić karmienia w części poprzez hamowanie ekspresji neuropeptydu Y.
  • Melanocortins wykonania niektórych neuronów podwzgórza i hamują karmienia zachowania. Ukierunkowane zakłóceń w-4 melanocortin receptora u myszy są związane z rozwojem otyłości.
  • E Karboksypeptydaza (tłuszcz gen) to enzym niezbędny do proteolitycznego przetwarzania proinsuliny i być może inne hormony, takie jak neuropeptydu Y. Myszy z mutacją w tym genie stopniowo stają się otyłe z wiekiem, i rozwijać hiperglikemii, które mogą być tłumione przez leczenia insuliną.
  • Mitochondrialne białka separujące zostały po raz pierwszy odkryte w brunatnej tkanki tłuszczowej, a następnie określone w białym komórkach tłuszczowych i mięśniowych. Pozwalają one mitochondria w ciągu tych komórek do odłączenia fosforylacji oksydacyjnej, który “zwarcia” gradientu protonów w całej błonie wewnętrznej, co prowadzi do zmniejszonej produkcji ATP, ale generowania ciepła (nonshivering thermiogenesis). Niektóre badania sugerują, że mogą one odgrywać ważną rolę w zużyciu energii, a tym samym masy ciała u człowieka i innych nie-hybernating zwierząt.
  • Beta-adrenergiczne są obecne na brunatnej tkanki tłuszczowej i tłuszczu może białym. Wiązanie noradrenaliny do tego receptora na komórkach tłuszczowych prowadzi do zwiększenia transkrypcji mitochondrialnego białka rozprzęganie pozwalając zwiększoną produkcję ciepła przez hydrolizy kwasów tłuszczowych. Został on niedawno, że niektóre mutacje w tym genie predysponowanych ludzi do stania się otyłe i chorują na cukrzycę przed średnim wieku.
  • Tubby białka, wraz z białkami Tubby związanych, uznawane są czynniki transkrypcyjne. Tubby białko jest bardzo wyraził paraventricular jądro podwzgórza i innych regionach mózgu. Myszy z naturalnie występujących lub zaprojektowane mutacje w Tubby pokazu genów początku dorosłego otyłości, ale mechanizmy zaangażowane nie są znane.

Referencje i opinie

  • Comuzzie AG i Allison DB: szukaj ludzkich genów otyłości. Science 280:1374, 1998.
  • Gura T: białka separujące dostarczyć nową wskazówkę do otyłości w przyczyn. Science 280:1369, 1998.
  • Martin RJ, Biały BD, Hulsey MG: regulacja wagi ciała. Amer Scientist 79:528-541, 1991. [Przegląd eksperymentów parabiosis i kontroli spożycia żywności w ogóle]
  • Naggart JK, Fricker LD, Varlomov O, etc: Hyperproinsulinemica u otyłych tłuszczu / tłuszczu myszy związanych z mutacją E karboksypeptydaza co zmniejsza aktywność enzymu.
  • Santagata S, Boggon TJ, Baird CL, itd: G-białka sygnalizacji przez Tubby białek. Science 292:2041-2050, 2001.
  • Wilk G: nowy białko oddzielenie: potencjalny element ludzkiej masy ciała układu regulacji. Recenzje żywienia. 55:178, 1997.
  • Woods SC, Seeley RJ, Porte D, Schwartz MW: Sygnały, które regulują przyjmowanie pokarmu i homeostazy energetycznej. Science 280:1378, 1998.

Comments are closed.