Obesitas dan gen. Gen apa yang menyebabkan obesitas?

Obesitas muncul karena berbagai alasan, termasuk genetik. Ilmuwan memperkirakan bahwa gen dapat menyebabkan hampir 70% fluktuasi berat badan. Apakah ini berarti gen bertanggung jawab atas sebagian besar obesitas?

Baca juga: Apa yang kita warisi dari nenek moyang kita, yaitu GEN yang bertanggung jawab atas temperamen kita, ... Obesitas - penyebab, pengobatan dan konsekuensi

Obesitas adalah penyakit kronis yang rumit yang muncul dari banyak penyebab lingkungan, metabolisme, psikologis, hormonal dan genetik. Dampak terbesar terhadap perkembangan obesitas diberikan oleh faktor lingkungan, termasuk terutama pasokan makanan olahan yang berlebihan dengan kalori tinggi dan aktivitas fisik yang rendah, serta gangguan dalam kerja hormon rasa lapar dan kenyang. Namun, penelitian ilmiah menunjukkan bahwa gen juga sangat penting dalam penyebab obesitas. Kami menyarankan bagaimana gen dan warisannya berkontribusi terhadap obesitas dan apa jenis gen obesitas.

Daftar Isi:

1. Obesitas dan Gen - Apa itu Poliformisme Genetik?
2. Obesitas dan Gen - Apa Itu Mutasi Genetik?
3. Obesitas dan gen - jenis obesitas dengan latar belakang genetik
4. Obesitas dan gen - obesitas monogenik
5. Obesitas dan gen - obesitas terkait dengan sindrom genetik
6. Obesitas dan gen - obesitas poligenik
7. Obesitas dan gen - apa yang menyebabkan obesitas: gen atau lingkungan?
8. Obesitas dan gen - diagnostik molekuler obesitas

Obesitas dan Gen - Apa itu Polimorfisme Genetik?

Polimorfisme genetik, antara lain Polimorfisme nukleotida tunggal (SNP) Polimorfisme Nukleotida Tunggal) ini adalah perubahan kecil dalam genom. Konsekuensi dari polimorfisme adalah terjadinya berbagai varian gen pada populasi manusia. Ini, pada gilirannya, memengaruhi fenotipe, yaitu bagaimana kita masing-masing memandang dan menanggapi faktor lingkungan. Dengan demikian, polimorfisme genetik dapat mempengaruhi risiko berkembangnya berbagai penyakit, metabolisme mikro dan makronutrien, obat-obatan, dan bahkan menentukan sebagian karakteristik psikologis seseorang. Setiap polimorfisme telah diberi nomor identifikasi yang diawali dengan huruf "rs" misalnya rs9939609 untuk polimorfisme gen FTO.

Obesitas dan Gen - Apa Itu Mutasi Genetik?

Mekanisme pembentukan polimorfisme dan mutasi genetik serupa, yaitu akibat kesalahan yang dilakukan selama duplikasi DNA, tetapi akibatnya berbeda. Efek biologis polimorfisme lebih halus daripada mutasi. Biasanya hal itu menyebabkan respons yang berbeda terhadap faktor lingkungan, misalnya pola makan, ketahanan terhadap racun. Itulah mengapa dikatakan bahwa adanya polimorfisme tertentu dapat mempengaruhi kita, misalnya, obesitas atau kanker payudara. Ini tidak berarti, tentu saja, kita harus terserang penyakit-penyakit ini. Di sisi lain, mutasi genetik biasanya sangat berbahaya bagi tubuh sehingga seringkali menyebabkan penyakit keturunan yang serius. Tidak seperti polimorfisme, efek mutasi tidak dapat diubah dan tidak bergantung pada faktor lingkungan. Dan meskipun pembagian ini tampak jelas dan jelas, para ilmuwan tidak selalu berhasil menarik garis yang jelas antara mutasi dan polimorfisme genetik.

Obesitas dan gen - jenis obesitas dengan latar belakang genetik

• Obesitas monogenik (terisolasi), yaitu obesitas yang disebabkan oleh mutasi pada satu gen.
• Obesitas berhubungan dengan sindrom genetik, dimana obesitas hanyalah salah satu gejala kelainan genetik yang diturunkan.
• Obesitas poligenik (umum), yaitu disebabkan oleh adanya polimorfisme genetik pada beberapa gen - bentuk obesitas yang paling umum dengan dasar genetik.

"Gen obesitas" mungkin mempengaruhi tidak hanya obesitas itu sendiri. Beberapa gen menyandikan protein yang bertanggung jawab hanya untuk satu jalur biokimia, sehingga efek dari satu polimorfisme gen mungkin multidirectional. Oleh karena itu, "gen obesitas" juga dapat mempengaruhi diabetes tipe 2, gangguan lipid, kanker, dan penyakit kardiovaskular.

Obesitas dan gen - obesitas monogenik

Obesitas monogenik terjadi hanya pada beberapa persen populasi dan mengakibatkan obesitas tingkat III, yang disebut demikian obesitas morbid pada anak usia dini. Sejauh ini, beberapa gen telah dideskripsikan yang mutasinya dapat menyebabkan obesitas monogenik, antara lain: LEP, LEPR, POMC, MC4R, PCSK1, SIM1, BDNF, NTRK2, GRHB. Kode gen ini untuk protein yang dapat berkontribusi secara langsung atau tidak langsung pada obesitas. Kebanyakan dari mereka terkait dengan apa yang disebut sistem leptin-melanokortin, yang mengontrol perasaan lapar dan kenyang.

Yang paling banyak dipelajari dalam konteks obesitas monogenik adalah: gen LEP (eng. leptin) pengkodean untuk leptin dan gen LEPR (reseptor leptin) mengkodekan reseptor untuk leptin. Leptin, atau "hormon kenyang", adalah molekul yang disekresikan oleh sel lemak dan mengatur metabolisme yang terkait dengan asupan makanan. Leptin bekerja pada reseptor leptin yang terletak di hipotalamus di mana refleks lapar dihambat. Penemuan peran mutasi pada leptin dan gen reseptornya dalam pembentukan obesitas monogenik dilakukan berkat pengamatan pada tikus laboratorium, di mana gennya LEP dan LEPR mereka rusak parah. Tercatat bahwa tikus-tikus ini memiliki nafsu makan yang tidak terkendali, yang mengakibatkan obesitas ekstrim. Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa hewan dengan mutasi gen LEP memiliki konsentrasi leptin dalam darah yang terlalu rendah, dan dengan mutasi gen LEPR resisten terhadap aksi leptin.

Juga pada manusia, mutasi pada gen yang berhubungan dengan leptin mengakibatkan hampir tidak adanya leptin dalam darah atau resistensi reseptor leptin terhadap efeknya, dan akibatnya nafsu makan dan obesitas yang berlebihan. Selain itu, pada manusia, efek kekurangan leptin adalah gangguan perilaku, imunodefisiensi, dan kadar insulin darah yang tinggi.

Gen penting lainnya yang mutasinya mengganggu jalur leptin-melanokortin adalah gen tersebut MC4R (eng. reseptor melanokortin 4) mengkodekan reseptor melanokortin 4. Reseptor ini berikatan dengan hormon proopiomelanocortin, singkatnya POMC. Perlu disebutkan bahwa mutasi gen POMC proopiomelanocortin juga menyebabkan obesitas monogenik. Orang dengan mutasi gen MC4R memiliki nafsu makan yang meningkat, dan makanan yang mereka makan jauh lebih besar daripada orang yang tidak mengalami mutasi ini. Selain itu, mereka memiliki tingkat insulin darah yang tinggi.

Mengingat bahwa obesitas monogenik disebabkan oleh mutasi genetik yang mengganggu jalur metabolisme penting yang tidak dapat diubah, pilihan pengobatan terbatas. Pengecualiannya adalah orang dengan mutasi gen LEPkarena dalam hal ini kekurangan leptin bisa diganti dengan pemberian hormon secara eksternal.

Obesitas dan gen - obesitas terkait dengan sindrom genetik

Sindrom genetik yang terkait dengan obesitas adalah sekelompok penyakit di mana obesitas hanya merupakan salah satu gejalanya. Sekitar 25 entitas penyakit seperti itu telah dijelaskan secara total. Selain obesitas, mereka ditandai dengan cacat bawaan, cacat intelektual, dan gangguan perilaku tertentu. Sindrom genetik yang terkait dengan obesitas sangat jarang terjadi dan terutama disebabkan oleh perubahan genetik yang ekstensif pada hilangnya atau duplikasi fragmen kromosom. Kromosom adalah struktur tempat semua gen dalam sel berada, oleh karena itu kerusakannya mengakibatkan kelainan pada banyak gen sekaligus.

Yang paling umum adalah sindrom Prader-Willi. Insiden sindrom ini adalah 1: 10.000-50.000 kelahiran. Penyebab utama PWS adalah hilangnya fragmen kromosom 15 (wilayah 15q11-q13) yang diwarisi dari ayah. Kehilangan genetik yang begitu besar menyebabkan banyak gen tidak berfungsi. Oleh karena itu, selain obesitas ekstrim, penderita PWS menderita penurunan tonus otot (hipotonia), ekspresi wajah yang buruk, nafsu makan yang berlebihan, cacat intelektual, dan gangguan tidur. Mekanisme obesitas yang mungkin terjadi pada sindrom ini adalah terganggunya jalur biokimia di hipotalamus yang terkait dengan sekresi ghrelin (disebut "hormon kelaparan"). Kadar ghrelin yang tinggi pada pasien menyebabkan nafsu makan tidak terkendali.

Artikel yang direkomendasikan:

Sindrom Prader-Willi - penyebab, gejala dan pengobatan

Contoh lain dari sindrom genetik di mana obesitas merupakan gejala dominan adalah sindrom Bardet-Biedl.Pada pasien dengan sindrom ini, obesitas berkembang antara usia 1 dan 2 tahun. Gejala lain dari sindrom ini termasuk adanya ekstra jari tangan dan kaki (polidaktili), degenerasi retina mata, cacat intelektual, gangguan perkembangan organ genital dan ginjal. Sindrom ini disebabkan oleh mutasi pada setidaknya 20 gen (termasuk. BBS1, BBS2, BBS3, BBS4, BBS5, BBS6, BBS7, BBS8, BBS9, BBS10).

Artikel yang direkomendasikan:

Obesitas dan gen. Apa itu sindrom Bardet-Biedl?

Sindrom genetik lain yang dijelaskan terkait dengan obesitas meliputi:

• Sindrom Cohen
• Sindrom Börjeson-Lehman
• Sindrom Alström
• Sindrom Simpson-Golabi
• Sindrom tukang kayu
• Sindrom Wilson-Turner
• Sindrom Smith dan Magenis
• sindrom disomi kromosom 14

Obesitas dan gen - obesitas poligenik

Penemuan obesitas poligenik merupakan terobosan karena diyakini dapat menyebabkan lebih dari 90% obesitas. Dalam penelitian yang sangat besar yang melibatkan kembar identik (yaitu dengan genom yang sama) telah terbukti bahwa gen bertanggung jawab atas hampir 70% perbedaan berat badan yang diukur dengan indeks massa tubuh (BMI). Namun demikian, ditekankan bahwa pada obesitas poligenik, interaksi antara "gen obesitas" dan faktor lingkungan, yaitu gaya hidup, sangat penting. Oleh karena itu, dalam hal ini, kita berbicara tentang kecenderungan mengalami obesitas. Dengan kata lain, hanya karena kita memiliki varian yang tidak disukai dari "gen obesitas" tidak berarti kita harus menjadi gemuk. Untuk alasan ini, penelitian tentang obesitas poligenik sangat sulit dilakukan, karena tidak mudah untuk membuktikan hubungan sebab-akibat antara gen tertentu dan gaya hidup.

Gen yang pertama kali ditemukan dan pada saat yang sama dipelajari paling baik yang merupakan predisposisi obesitas adalah gen FTO (eng. gen terkait massa lemak dan obesitas). Ini mengkode enzim 2-oxoglutarate demethylase, yang diekspresikan terutama di hipotalamus dan pulau pankreas, yang menunjukkan peran pentingnya dalam regulasi metabolisme energi dalam tubuh. Kehadiran varian yang tidak menguntungkan dari polimorfisme gen rs9939609 FTO (yang disebut varian AA, yang terjadi pada 16% orang Eropa) telah dikaitkan dengan risiko obesitas dan diabetes tipe 2 yang lebih tinggi dibandingkan dengan varian tipikal gen ini (yang disebut varian TT dan TA). Meskipun mekanisme molekuler yang menyebabkan kecenderungan seperti itu belum sepenuhnya dijelaskan, penelitian yang melibatkan anak-anak telah membuktikan bahwa polimorfisme gen FTO dapat mempengaruhi, antara lain pada penyediaan makanan, terutama yang berkalori tinggi. Telah dibuktikan bahwa anak-anak dengan varian gen yang tidak disukai FTOyang memiliki akses tak terbatas ke makanan berkalori tinggi mengonsumsi lebih banyak daripada anak-anak dengan pilihan biasa.

Namun, aspek yang paling menarik dari strategi pengobatan obesitas poligenik adalah "sensitivitas" dari polimorfisme gen FTO untuk perubahan gaya hidup. Meta-analisis yang dipublikasikan menunjukkan bahwa orang gemuk dengan varian AA, selain lebih rentan terhadap efek gaya hidup yang merugikan dan dengan demikian cenderung obesitas, dapat lebih efektif mengurangi berat badan dengan memperkenalkan diet yang sesuai dan aktivitas fisik daripada orang dengan varian TT dan TA. Penelitian lain menunjukkan bahwa pada orang yang menjalani operasi bariatrik, terdapat variabilitas gen FTO itu juga dapat membantu menjaga berat badan yang sehat setelah operasi.

Penting

Seringkali, perubahan gen yang berkontribusi pada obesitas monogenik mungkin terlibat dalam pembentukan obesitas poligenik. Contohnya adalah gen MC4R. Perbedaannya adalah pada obesitas poligenik tingkat kerusakan gen lebih ringan karena disebabkan oleh polimorfisme. Diasumsikan bahwa mekanisme yang digunakan polimorfisme gen MC4R pengaruh kecenderungan obesitas disebabkan oleh lebih seringnya ngemil di antara waktu makan dan kecenderungan makan berlebihan. Varian risiko polimorfisme gen rs17782313 MC4R (Varian CT dan CC) telah dikaitkan dengan BMI yang lebih tinggi pada anak-anak dan orang dewasa, lebih sering ngemil dan kecenderungan untuk makan makanan berkalori tinggi. Menariknya, telah terbukti bahwa diet Mediterania dapat melemahkan dampak varian yang tidak menguntungkan dari kedua polimorfisme gen. FTOdan MC4R.

Apakah kamu tahu itu...

Kita bisa mengubah gen kita dengan gaya hidup kita. Meskipun kedengarannya tidak masuk akal, penemuan yang dibuat dalam beberapa tahun terakhir menunjukkan bahwa itu benar! Disebut modifikasi epigenetik, yang merupakan semacam hubungan antara genetika dan lingkungan. Modifikasi epigenetik secara harfiah dapat "menghidupkan" dan "mematikan" ekspresi gen tertentu melalui tag kimia molekuler. Yang terpenting, jenis perubahan ini tidak mengubah struktur DNA, yaitu bukan jenis mutasi genetik yang tidak dapat diubah, tetapi sesuatu yang mengalami perubahan dinamis, terutama di bawah pengaruh faktor lingkungan. Ini adalah modifikasi epigenetik yang dapat dipicu oleh gaya hidup, sehingga mengubah risiko obesitas dan komplikasinya.

Obesitas dan gen - apa yang menyebabkan obesitas: gen atau lingkungan?

Jawaban atas pertanyaan ini sulit. Dalam kasus obesitas monogenik dan sindrom genetik yang berkaitan dengan obesitas, faktor lingkungan tidak akan mempengaruhi fenotipe obesitas secara kuat (jika ada) seperti halnya pada kasus obesitas poligenik, yang fenotipenya sangat bergantung pada interaksi dengan lingkungan.

Kebiasaan makan, yang sebagian besar dibentuk oleh lingkungan tempat kita tumbuh, sangat penting dalam perkembangan obesitas. Penelitian ilmiah menunjukkan bahwa peran orang tua dan kebiasaan makan yang diwariskan sangat penting di sini. Ditekankan bahwa ini terutama berlaku untuk makan makanan yang kurang kalori, tetapi lebih bergizi, seperti sayuran, yang konsumsinya dibentuk oleh pengalaman positif atau negatif dengan makanan tersebut. Berbeda dengan makanan berkalori tinggi, misalnya permen, di mana kecenderungan bawaan memainkan peran lebih besar.

Apakah kamu tahu itu...

Kebiasaan makan bisa dipengaruhi oleh gen, misalnya melalui indera perasa. Disebut rasa lemak yang mungkin mewakili jenis keenam dari rasa yang mengenali asam lemak. Sensasi rasa yang terkait dengan makanan yang kaya lemak dapat menyebabkan pasokannya yang berlebihan dalam makanan, dan akibatnya menyebabkan obesitas. Polimorfisme gen dapat memengaruhi "rasa lemak" CD36 (eng. cluster diferensiasi 36). Tiga polimorfisme gen yang paling umum telah dibedakan CD36: rs1761667, rs1527483 dan rs3840546. Telah terbukti bahwa orang-orang dengan varian GG dan GA dari polimorfisme rs1761667 lebih sensitif terhadap "rasa lemak" dan memiliki kemampuan untuk merasakan konsentrasi asam lemak yang jauh lebih rendah dalam hidangan daripada varian AA, yang untuk mendapatkan tingkat sensasi rasa yang sama memerlukan kandungan komponen ini yang jauh lebih tinggi dalam hidangan. . "Rasa lemak" secara tidak langsung dapat mempengaruhi kebiasaan makan. Hipersensitivitas terhadap asam lemak dalam makanan dikaitkan dengan penurunan pasokan produk berlemak tinggi dalam makanan dan indeks BMI yang lebih rendah.

Penelitian telah menunjukkan bahwa juga bentuk-bentuk menghabiskan waktu luang, seperti menonton TV, dapat memperkuat efek negatif dari "gen obesitas". Tentunya hal ini tidak menyarankan adanya interaksi gen dengan waktu yang dihabiskan untuk menonton TV, tetapi hubungan antara cara orang menghabiskan waktunya (dalam hal ini tidak terlalu aktif) dengan peningkatan risiko obesitas. Penelitian lain menunjukkan bahwa orang yang lebih suka cara menghabiskan waktu luang ini juga makan lebih banyak makanan berkalori tinggi dan tidak sehat.

Sebagian besar spesialis menekankan bahwa faktor lingkunganlah yang memainkan peran kunci dalam epidemi obesitas. Menjelaskan hal ini di atas segalanya dengan fakta bahwa gen kita tidak berubah secepat gaya hidup yang kita jalani saat ini. Polimorfisme gen yang disebutkan sebelumnya adalah contohnya FTO, dimana dalam banyak penelitian telah ditunjukkan bahwa kecenderungan terjadinya obesitas dapat diatasi dengan pola makan dan aktivitas fisik yang tepat.

Obesitas dan gen - diagnostik molekuler obesitas

Tes molekuler untuk dasar genetik obesitas dapat dilakukan pada usia berapa pun, karena genom kita tidak berubah sepanjang hidup kita. Saat membuat keputusan untuk melakukan tes, riwayat keluarga yang terperinci penting, karena mungkin menunjukkan sifat obesitas yang turun-temurun. Jika, selain obesitas, pasien memiliki gangguan serius lainnya, seperti cacat intelektual, ini mungkin menunjukkan sindrom genetik yang terkait dengan obesitas. Dalam diagnosis sindrom genetik terkait obesitas, teknik sitogenetik digunakan untuk menilai struktur dan jumlah kromosom dalam sel. Jika penelitian mengecualikan sindrom genetik, riwayat nutrisi dan kebiasaan juga penting. Jika hal ini mengindikasikan asupan kalori yang berlebihan dengan aktivitas fisik yang rendah, maka obesitas poligenik harus dipertimbangkan. Dalam kasus seperti itu, pengujian polimorfisme genetik, misalnya gen, dapat dilakukan FTO atau MC4Ryang dapat mengkonfirmasi kecenderungan obesitas.

Uji keberadaan mutasi dan polimorfisme dilakukan dengan menggunakan metode biologi molekuler, terutama berdasarkan polymerase chain reaction (PCR). Yang paling umum adalah pengurutan Sanger. Tes dapat dilakukan di rumah sakit khusus yang memiliki laboratorium genetik. Selain itu, ada beberapa perusahaan komersial di pasaran yang melakukan pengujian genetik untuk "gen obesitas". Hasil yang diperoleh harus dikonsultasikan dengan spesialis genetika medis untuk menilai signifikansi klinis dari mutasi / polimorfisme genetik yang terdeteksi.

Literatur:
1. Abete I. et al. Strategi diet yang berbeda untuk menurunkan berat badan pada obesitas: peran energi dan kandungan makronutrien. "Nutr Res Rev" 2006, 19, 5–17.
2. Fenech M. dkk. Nutrigenetik dan nutrigenomik: sudut pandang tentang status saat ini dan aplikasi dalam penelitian dan praktik nutrisi. "J Nutrigenet Nutrigenomics" 2011, 4, 69–89.
3. Frayling T.M. dkk. Varian umum dalam gen FTO dikaitkan dengan indeks massa tubuh dan predisposisi obesitas masa kanak-kanak dan dewasa. "Sains" 2007, 316, 889–894.
4. Barczyk A. dkk., Genetika obesitas - patogenesis, aspek klinis dan diagnostik. Pengobatan Periode Perkembangan, 2017; XXI, 3, 186-202.
5. Maes H. dkk. Faktor genetik dan lingkungan dalam berat badan relatif dan obesitas manusia. Berperilaku. Genet. 1997; 27: 325–351.
6. Męczekalski B. dkk. Peran gen dalam obesitas. Pandangan kontemporer, patogenesis, aspek klinis. Endokrinologi, Obesitas dan Gangguan Metabolik 2008, 5 (1), 27-37.
7. Hinney A. dkk. Dari obesitas monogenik hingga poligenik: kemajuan terkini. Eur Child Adolesc Psychiatry. 2010 Maret; 19 (3): 297-310.
8. Savage S.J. dkk. Pengaruh Orang Tua terhadap Perilaku Makan. Konsepsi hingga Remaja. Etika Kedokteran Hukum J. 2007; 35 (1): 22–34.
9. Hinney A. dkk. Dari obesitas monogenik hingga poligenik: kemajuan terkini. Eur Child Adolesc Psychiatry. 2010 Maret; 19 (3): 297-310.
10. Xi B. dkk. Hubungan antara polimorfisme umum di dekat gen MC4R dan risiko obesitas: tinjauan sistematis dan meta-analisis. "PLoS One" 2012, 7 (9), e45731.
11. Ortega-Azorín C. dkk. Asosiasi polimorfisme FTO rs9939609 dan MC4R rs17782313 dengan diabetes tipe 2 dimodulasi oleh diet, menjadi lebih tinggi ketika kepatuhan terhadap pola diet Mediterania rendah. "Cardiovasc Diabetol" 2012, 6 (11), 137.
12. Qi Q. dkk. Menonton televisi, aktivitas fisik waktu senggang, dan predisposisi genetik dalam kaitannya dengan indeks massa tubuh pada wanita dan pria. Sirkulasi. 2012 Oktober 9; 126 (15): 1821-7.
13. Senapan K. Genetika rasa. Bisakah gen menentukan kebiasaan makan? Dietetika Modern 11/2017.

Penting

Poradnikzdrowie.pl mendukung pengobatan yang aman dan kehidupan bermartabat orang yang menderita obesitas.
Artikel ini tidak mengandung konten apa pun yang mendiskriminasi atau menstigmatisasi orang yang menderita obesitas.