Ожирение и генетика: есть связь?

По материалам доклада Jeffrey Quinlan, главы и главного редактора Bariatric Surgery Source.

В медицинском сообществе давно доказано, что ожирение напрямую связано с генетикой. В сочетании с факторами окружающей среды оказывается наши гены на 70% отвечают за вес тела.

Так, исследование, проведенное профессором Сесилией Линдгрен из Института данных (BDI) Оксфордского университета и направленное на понимание механизмов, лежащих в основе ожирения, выявило генетические варианты, влияющие на распределение жира по телу.

В результаты исследования было установлено, что даже редкие, низкочастотные генетические варианты имеют большое влияние на людей, определяя распределение жира в организме. 

Для людей, страдающих от избыточного веса, когда ИМТ ⩾ 30 и терапевтические методы не дают эффекта, бариатрическая хирургия может быть единственным эффективным способом изменить эти генетически предопределенные процессы в организме и снизить вес.

Как же генетика связана с проблемой лишнего веса?

Если ожирение имеет столько негативных последствий для психического и физического здоровья, почему наши тела эволюционировали таким образом?

Чтобы ответить на этот вопрос,давайте рассмотрим, как на протяжении истории развития человечества потребности организма в выживании совпадали с факторами окружающей среды.

Люди в своем нынешнем состоянии («homo sapiens») пребывают от 50 000 до 100 000 лет. Эпидемия ожирения набирала обороты около 30 лет, или в течение 0,03–0,06% всего периода развития человечества.

На протяжении более чем 99,94% периода истории человечества до ожирения недоедание и голод были главными причинами смерти. Люди не имели такого доступа к еде, ее приходилось добывать.

Однако для людей, тело которых могло “сохранять” жир или имело больше жировой ткани, вероятность умереть от голода была намного ниже. Избыток жировой ткани давал необходимую для выживание энергию, когда еда была недоступна. В некоторых регионах мира было меньше источников пищи (например, животных и съедобных растений), поэтому тела людей, которые выжили в этих регионах, имели лучшую способность накапливать жир. Они передали эти “накапливающие жир”  и “замедляющие обмен веществ” гены своим детям, у которых в результате было больше шансов выжить и размножаться.

С точки зрения выживания такая передача «жировых генов» была полезным приобретением эволюции. Ровно до прошлого века или около того, когда еды стало в изобилии. Мало того, что голод больше не является проблемой для людей, страдающих ожирением, но и наличие и потребление продуктов с высоким содержанием жиров в сочетании с менее активным образом жизни является шоком для системы человека с генетическим ожирением. Эти “гены жира” продолжают делать то, что они делали тысячи лет, несмотря на то, что в их присутствии больше нет необходимости.

Один из наиболее ярких примеров корреляции между ожирением и генетикой —  коренные американцы пима из южной Аризоны. Они жили в этом регионе более 2000 лет. До 1940-х годов средний пима был поджарым и мускулистым. Несмотря на нехватку богатой энергией пищи (например, животного жира) в пустынных регионах, их тела эволюционировали, чтобы более эффективно накапливать жир. Это давало пима возможность выжить при очень активном образе жизни на диете с высоким содержанием клетчатки и низким содержанием жиров.

После 1940-х годов пима постепенно стали переходить к более оседлому американскому образу жизни, включая потребление продуктов с высоким содержанием сахара и животных жиров. В то время как средний американец медленно набирал вес в результате этого образа жизни, вес среднего пима увеличивался быстро и значительно. К 1980-м годам средняя 44-летняя американка имела индекс массы тела около 25, в то время как средний индекс массы тела 44-летней женщины-пима составлял около 35, что на целые 10 пунктов выше.

Голод и генетика

Голод — первая из двух областей, демонстрирующих взаимосвязь между ожирением и генетикой. Гены определяют количество гормонов, вызывающих чувство голода, которые выделяются телом в кровоток, и то, как мозг взаимодействует с этими гормонами.

•      Гормоны пищеварительной системы, включая грелин, пептид YY и GLP-1, сообщают мозгу, когда “требуется” больше питательных веществ в зависимости от потребностей организма.
•      Гормоны жировых клеток (адипоцитов), такие как лептин, информируют мозг об уровне запасов энергии (жировых клеток) в организме.
•      Нейропептиды в головном мозге регулируют потребление пищи, отвечая на сигналы гормонов, выделяемых организмом.

Грелин — это первый из трех гормонов, которые чаще всего упоминаются в связи с ожирением. Когда желудок пуст, грелин выделяется желудком в кровоток. После еды количество грелина падает, а затем медленно повышается до следующего приема пищи. Низкий уровень грелина означает меньшее чувство голода.

Грелин активирует нейроны нейропептида Y в головном мозге. Когда кровь переносит в мозг больше грелина, нейропептиды посылают “сигналы голода”, пробуждая чувство голода и желание поесть.

Точно так же пептид YY, белок, выделяемый пищеварительной системой после еды, подает сигналы мозгу о сытости. Больше пептида YY означает меньшее чувство голода.

Третий наиболее часто упоминаемый в связи с ожирением гормон — лептин. Его секретируют жировые клетки. Количество выделяемого лептина растет и падает вместе с количеством жира в организме. Когда в мозг поступает меньше лептина, появляется чувство голода, что стимулирует дополнительное накопление энергии (жира).

Больше жира означает больше лептина, что снижает чувство голода у людей с нормальным весом. Однако считается, что у тучных людей выработалась устойчивость к лептину, поэтому, несмотря на то, что у них секретируется больше лептина, они не испытывают подавления аппетита.

Если диета не сработала, вероятно, основными виновниками окажутся грелин, пептид YY и лептин. 

Что происходит , когда человек сидит на диете?

Количество грелина, выделяемого желудком, увеличивается и мозг получает больше сигналов голода. Пищеварительная система выделяет меньше пептида YY, и появляется чувство голода.По мере растворения жировых отложений, секретирующих лептин, в кровь выделяется меньше лептина, из-за чего мозг хочет есть больше, чтобы восстановить свои жировые отложения. Иными словами, чем дольше вы сидите на диете, тем сложнее контролировать аппетит.

Вес и генетика

Существует так называемая “Теория Установок” (Set Point Theory). Согласно этой теории, у каждого человека есть “заводская установка” на определенный вес, который тело «хочет» поддерживать. Если вес тела превышает установленное  значение, то метаболизм ускорится в попытке сжечь лишний вес. Если вес упадет, метаболизм, соответственно, замедлится, что приведет к большему накоплению жира. Кроме того, исследователи из Имперского колледжа Лондона, изучающие ожирение и генетику, обнаружили, что фактором, вызывающим ожирение, может быть отсутствующая ДНК. Исследование показало, что примерно у 7 из 1000 людей с болезненным ожирением отсутствует часть ДНК, содержащая примерно 30 генов. У людей с нормальным весом отсутствие генов выявлено не было.