Многие люди верят в то, что одним можно каждый день питаться в Макдоналдсе и оставаться тощими, а вторым достаточно посмотреть на шоколадку, чтобы немедленно набрать лишние 5 килограмм. А все потому, что у первых генетика «хорошая», а вторым с ней «не повезло», так что ешь-не ешь, сиди на диете и мучай себя в спортзале, а коли на роду написано быть толстым – так им и останешься. И зачем же тогда, спрашивается, страдать? Лучше съесть ту самую шоколадку и не насиловать себя понапрасну.
С другой стороны, если есть такие гены, которые отвечают за ожирение, значит, с нынешними достижениями в генной терапии можно рассчитывать на то, что в скором времени можно будет исправлять и этот маленький недостаток. Подкорректировал геном – и отправился за фастфудом, стройный и подтянутый.
Однако ученые давно занимаются поисками генов ожирения и считают, что не все так просто, как кажется на первый взгляд. MedAboutMe разбирался в генетике ожирения.
Ожирение и норма
Что такое ожирение по сути своей? Это слишком большие жировые клетки-адипоциты и/или слишком большое их количество. При этом между ожирением и нормальным весом есть формальная граница. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) выделяет у взрослых избыточный вес, когда индекс массы тела (ИМТ) равен 25 кг/м2 (и более), и ожирение, когда ИМТ равен 30 кг/м2 (и более).
Стадию избыточного веса, когда у человека на 25-29,9% больше килограммов, чем должно быть в норме, называют также предожирением. А собственно ожирение может быть трех степеней:
- 1 степень ожирения – 30-34,9% веса сверх нормы.
- 2 степень ожирения – 35-39,9% веса сверх нормы.
- 3 степень ожирения – 40% и более веса сверх нормы.
Однако нельзя утверждать, что эти границы так же жестко определяют и здоровье человека. Ожирение может быть метаболически здоровым (metabolically healthy obese, MHO), когда у человека с большим лишним весом нет никаких кардиометаболических патологий — по разным оценкам, таковыми являются 15-45% людей с ожирением.
В то же время у 6-30% людей с нормальным весом можно обнаружить так называемые кардиометаболические факторы риска, которые более свойственны людям с ожирением — и тогда говорят о метаболически тучном нормальном весе (metabolically obese normal weight, MONW).
То есть, ожирение — это один вопрос, а нарушения метаболизма, которые ему обычно сопутствуют (резистентность к инсулину, атеросклероз и др.) — немного другой, и рассматривать их надо отдельно.
Ученые указывают, что есть факторы образа жизни, от которых зависит риск развития ожирения. Это физическая активность, питание, наличие вредных привычек и др.
Есть факторы демографические – возраст, пол, этническая принадлежность.
Есть, наконец, факторы генетические, которые также влияют на склонность человека к набору лишних килограммов: характеристики жировых клеток (адипоцитов), распределение жира, гены, влияющие на адипогенез (образование адипоцитов), васкуляризация жировой ткани (количество кровеносных сосудов, ее пронизывающих), работа митохондрий, склонность к воспалительным процессам и др.
Два главных вопроса набора лишнего веса
Говоря о причинах ожирения, следует рассматривать два основных вопроса:
- Почему человек потребляет больше калорий, чем расходует?
- Почему его избыточные калории запасаются именно в виде жира, а не в виде других, так сказать, «постных» тканей?
Существует теория, которая объясняет склонность представителей нашего вида к ожирению с точки зрения эволюции. Она была выдвинута еще в 1962 году и получила название «гипотеза экономного генотипа». Эта теория гласит, что в нашем геноме есть группа генов, которая занимается вопросами создания и поддержания запасов энергии на фоне хронического дефицита питания. Причиной формирования таких генов являлась тяжелая жизнь наших предков – охотников-собирателей, когда люди жили, чередуя периоды голода и изобилия.
Правда, в последние годы ученые считают, что в рамках этой гипотезы ожирение должно было бы поразить все население нашей планеты – если считать по законам генетики. Кроме того, в голодные периоды погибали самые слабые – пожилые и дети, не задействованные в воспроизводстве, а значит, не оказывающие особого влияния на генетический отбор. Наконец, наблюдения за племенами, которые до сих пор живут в режиме «голод-изобилие», не обнаруживают у них склонности к ожирению.
Поэтому более популярной стала гипотеза «освобождения от хищников», выдвинутая в 2007 году. Данная теория предполагает, что на протяжении длительного времени вес человека находился в жестко очерченных рамках: слишком худые умирали от истощения, слишком толстых съедали хищники. Любые мутации, менявшие вес в ту или иную сторону, отбраковывались хищниками или голодом. Но как только человек научился добывать огонь и создавать оружие – верхняя граница исчезла. Начался процесс, который называется «свободным дрейфом генов» – люди начали накапливать мутации, приводящие к увеличению массы тела. Эти мутации в итоге и предопределяют склонность значительного числа людей к ожирению.
Генетическая карта ожирения человека
В ходе многочисленных исследований с участием близнецов ученые согласились, что в развитии ожирения существенную роль играют гены. Из-за того, что использовались разные методики и других нюансов точные данные о степени влияния генов получить крайне сложно. Поэтому цифры порядком колеблются:
- на индекс массы тела влияние генов составляет от 16% до 85%;
- на окружность талии – от 37% до 81%;
- на отношение окружность талии/окружность бедер – от 6% до 30%;
- на общий объём жировой ткани – от 35% до 63%.
Усилиями большой международной группы ученых из США и стран Европы была построена Генетическая карта ожирения человека (Нuman Obesity Gene Map). Последнее, двенадцатое обновление карты было сделано в 2005 году. Оказалось, что гены, так или иначе, прямо или косвенно влияющие на склонность к ожирению, есть на всех хромосомах, кроме Y – мужской половой хромосомы. Сегодня карта включает в себя более 600 генов, отдельных регионов хромосом и маркеров, связанных с ожирением.
Формы ожирения и гены
В соответствии с Генетической картой ожирения ученые выделяют три его формы по генетическим признакам:
- Моногенное ожирение
В этом случае речь идет о нескольких генах (всего 11 штук), мутации которых приводят к моногенному ожирению: одна мутация – одна патология. В частности, это гены: лептина («гормона сытости») и его рецептора; белка-прогормона проопиомеланокортина (вырабатывается во время физической нагрузки); белка-фермента конвертазы 1; белка-рецептора меланокортина 4-го типа, и др. Все эти гены отвечают за выработку гормонов, нейромедиаторов и рецепторов, необходимых для регуляции аппетита. Если у человека есть мутация одного из этих 11 генов, то ожирение у него начнет развиваться еще в раннем детском возрасте. И до 10% случаев ожирения у маленьких детей обусловлено именно наличием мутации одного из этих генов. В целом же на моногенные формы приходится менее 5% всех случаев ожирения.
- Синдромальное ожирение
Синдромальные формы ожирения также называют менделевскими, так как в этом случае мутации наследуются в соответствии с законами Менделя. Сегодня известно 50 синдромальных форм ожирения, которые являются частью синдрома, объединяющего целый список различных аномалий. Среди них – нарушения развития органов тела, расстройства интеллекта, тяжелые патологии нервной системы. Чаще всего встречаются синдром Прадера-Вилли и синдром Барде-Бидля. Это редкие заболевания, которые также проявляются обычно еще в раннем возрасте.
- Простое полигенное ожирение
А это самый распространенный вариант, когда ожирение – это мультифакторная патология, как и сахарный диабет 2 типа, ишемическая болезнь сердца или бронхиальная астма. В его развитии участвуют гены предрасположенности. То есть сами по себе они оказывают слабое воздействие на организм и лишь создают тенденцию к накоплению жира сверх нормы, а в основном этот процесс зависит от влияния среды.
Управление лишним весом: два главных ответа
Итак, вернемся к двум главным вопросам ожирения.
Первый вопрос коррелирует с традиционным утверждением «Надо меньше есть!», которое человек с лишним весом слышит на каждом шагу. И это правильный посыл. Потому что именно постоянный, хронический положительный энергетический баланс (получил больше калорий, чем израсходовал) является ключевым необходимым условием для развития ожирения. Если организму не из чего будет делать жиры – как бы не сложились гены и другие важные факторы, толстеть человек не будет. Увы, в наши времена доступной еды и дефицита движения привычное чрезмерное потребление стало нормой.
Второй вопрос не менее важен, потому что только избытка калорий недостаточно для того, чтобы начать накапливать жир в количествах, эквивалентных ожирению. Должны срабатывать какие-то факторы, которые будут направлять излишки энергии именно в жир, то есть будет наблюдаться адипогенное распределение питательных веществ и энергии. И этими факторами являются гены.
Но как было сказано выше, самая распространенная форма ожирения — полигенная, от которой страдает подавляющее большинство тучных людей, представляет собой лишь предрасположенность к набору лишнего веса. А создание условий, при которых он будет (или не будет) происходить, остается в руках самого человека.
