A fost clar de cateva decenii ca mentinerea greutatii corporale este sub control genetic, in mare parte datorita identificarii mutatiilor la soareci care duc la obezitate. Recent, pe fondul entuziasmului mare, mai multe astfel de gene au fost clonate de la soareci si oameni si este foarte probabil ca factori genetici suplimentari sa fie identificati in curand.
Incurajarea intelegerii controlului genetic asupra greutatii corporale poate fi in mare parte atribuita la doi factori:
- Obezitatea este o problema in lumea dezvoltata, atractia de a gasi un medicament pentru vindecare este puternica.
- Exista o puternica asociere intre dezvoltarea obezitatii la varsta adulta si dezvoltarea altor boli importante, inclusiv diabetul, hipertensiunea si bolile cardiace.
Identificarea initiala a "genelor obezitatii"
Pentru a intelege fiziologia din spatele "genelor obezitatii" aflate in prezent in curs de investigare, este important sa examinam mai intai unele experimente realizate in anii 1960 folosind soareci parabiotici. Tehnica de parabioza, care este rar utilizata astazi, implica efectuarea unei incizii de-a lungul aspectului lateral a doua animale, apoi suturarea acestora pentru a forma o pereche parabiotica. Utilitatea-cheie a acestei tehnici este ca ea uneste sistemele vasculare ale celor doua animale, permitand schimbul de molecule transmise prin sange.
Cu multi ani in urma, geneticienii au identificat la soareci doua mutatii recesive care, daca au fost homozigote, au determinat soarecii sa devina in mod obisnuit obezi. Cele doua gene au fost numite ob si db. Perechi parabiotice construite intre ob / ob, db / db si soarecii normali au condus la urmatoarele observatii:
- Cuplarea unui obez ob / ob soarece cu un soarece obisnuit: soarecele ob / ob a pierdut in greutate
- Cuplarea unui soarece obez db / db cu un soarece normal: soarecele normal a incetat sa manance si a pierdut greutatea
- Imperecherea unui ob / ob soarece obez obisnuit cu mouse-ul db / db: soarecele ob / ob a incetat sa manance si a pierdut greutatea, in timp ce mouse-ul db / db nu a fost afectat.
- Un experiment suplimentar a aratat ca, atunci cand una din perechi de soareci parabiotici normali a fost suprasolicitata, "gemenii" au pierdut greutatea.
Aceste observatii au fost in concordanta cu ideea ca este produs un hormon de satietate, probabil produs de gena ob care se leaga de receptori, probabil produsul gena db, in hipotalamus si suprima foamea.
Un sprijin considerabil a fost obtinut recent pentru acest model prin clonarea genelor ob si db din mai multe specii. Gena ob codifica leptina hormonului si gena db receptorul leptinei. Leptina este secreta de celulele grase si are o activitate dubla de scadere a consumului de alimente si de crestere a ratei metabolice, ceea ce face vechea "teorie lipostatica" pentru controlul aportului alimentar foarte atragatoare.
Genele implicate in mentinerea greutatii corporale
Este clar ca leptina si receptorul ei sunt doar doua dintre ceea ce se poate dovedi a fi un numar mare de gene care sunt determinanti genetici importanti in controlul greutatii corporale si al patogenezei obezitatii. Unele dintre celelalte gene si produse genetice identificate pana acum care sunt implicate in controlul aportului alimentar si a greutatii corporale includ:
- Neuropeptida Y este sintetizata in multe zone ale creierului si este un stimulent puternic al comportamentului alimentar. Leptina pare sa suprime hranirea in parte prin inhibarea expresiei neuropeptidei Y.
- Melanocortinele influenteaza anumiti neuroni hipotalamici si inhiba comportamentul alimentar. Distrugerile vizate ale receptorului melanocortin-4 la soareci sunt asociate cu dezvoltarea obezitatii.
- Carboxypeptidase E (gena de grasime) este enzima necesara pentru procesarea proteolitica a proinsulinei si, probabil, alti hormoni, cum ar fi neuropeptida Y. Soarecii cu mutatii ale acestei gene devin treptat obeze pe masura ce imbatranesc si dezvolta hiperglicemie care poate fi suprimata prin tratamentul cu insulina.
- Proteinele de decuplare mitocondriale au fost descoperite pentru prima data in grasime bruna si identificate ulterior in celulele grasime albe si musculare. Acestea permit mitocondriilor din acele celule sa decupleze fosforilarea oxidativa, care "scurteaza" gradientul protonului in interiorul membranei interioare, ducand la o diminuare a productiei de ATP, dar generand caldura (fara caldura). Unele cercetari sugereaza ca ele pot juca un rol important in consumul de energie si, prin urmare, in greutatea corporala la om si la alte animale care nu se hranesc.
- Receptorii beta-adrenergici sunt prezenti pe grasime bruna si probabil pe grasimi albe. Legarea norepinefrinei la acest receptor pe celulele grase conduce la o transcriere crescuta a proteinei de decuplare mitocondriala, permitand cresterea productiei de caldura prin hidroliza acizilor grasi. Recent, sa raportat ca anumite mutatii din aceasta gena au predispus oamenii sa devina obezi si sa dezvolte diabet inainte de varsta de mijloc.
- Proteinele tampon, impreuna cu proteinele asociate tubului, sunt presupusi factori de transcriptie. Proteina tampon exprima inalt nucleul paraventricular al hipotalamusului si alte regiuni ale creierului. Soarecii cu mutatii naturale sau modificate genetic in gena tubby arata debutul adult al obezitatii, dar mecanismele implicate nu sunt cunoscute.
Referinte si recenzii
- Comuzzie AG si Allison DB: Cautarea genelor obezitatii umane. Stiinta 280: 1374,1998.
- Gura T: Proteinele de decuplare ofera un indiciu nou pentru cauzele obezitatii. Stiinta 280: 1369, 1998.
- Martin RJ, White BD, Hulsey MG: Reglarea greutatii corporale. Stiinta 79: 528-541, 1991. [revizuirea experimentelor de parabioza si controlul aportului alimentar in general]
- Naggart JK, Fricker LD, Varlomov O, etc: Hyperproinsulinemica la sobolani obezi cu grasime / grasime asociata cu o mutatie carboxipeptidaza E care reduce activitatea enzimatica.
- Santagata S, Boggon TJ, Baird CL, etc: proteine G semnalizeaza prin proteine tubburi. Stiinta 292: 2041-2050, 2001.
- Wolf G: O noua proteina de decuplare: o componenta potentiala a sistemului de reglare a greutatii corporale. Recenzii nutritionale. 55: 178, 1997.
- Woods SC, Seeley RJ, Porte D, Schwartz MW: Semnale care regleaza consumul de alimente si homeostazia energetica. Stiinta 280: 1378,1998.
Trimiteti comentarii la adresa [email protected]
