Резюме

Затлъстяването е нарастваща криза в първия свят и причините за затлъстяването са добре проучени: липса на физическа активност, съчетана с увеличен прием на калории. Този енергиен дисбаланс води до натрупване на мазнини, което води до евентуално затлъстяване. Въпреки че причината може да изглежда ясна, възможностите за промяна на начина на живот и/или планирането на диета, което е ефективно с ефективна устойчивост, са по-трудни за намиране. Генетичните варианти, свързани със затлъстяването, могат да съдържат улики за това как най-добре да персонализирате диетичния си план за човек, което води до по-лесна промяна в начина на живот с по-добра устойчивост. Това проучване имаше за цел да намери корелации с промяна в диетата, която намалява приема на kcal с 200kcal на ден с промяна на макроелементите (намалени въглехидрати и повишени ненаситени мазнини) и генетични компоненти за откриване на реагиращи и неотговарящи. В рамките на изследваната група от мъже от бялата раса гените TCF7L2, TFAP2B, PPARG2 и FTO повлияха на отговора на диетичната интервенция. В заключение би било разумно да се разгледа ДНК анализ като част от батерия от тестове за диета и начин на живот, за да се персонализира устойчив и ефективен начин на живот/диетична намеса, за да се помогне за контрол на теглото.

диетата

Въведение

Общите познания за затлъстяването са резултат от това, когато енергийният прием хронично надвишава енергийните разходи, създавайки положителен нетен енергиен баланс. И въпреки че превенцията и лечението на затлъстяването става все по-добре изучена тема, затлъстяването все още се увеличава в световен мащаб. Факт е, че патофизиологията на състоянието е сложна и причините за енергийния прием и енергийните разходи са многофакторни. Основните методи за разход на енергия са:

Термичен ефект на храната (TEF)

Термогенеза за активност без упражнения (NEAT)

Новооткрити генетични предразположения, които могат да увеличат или намалят естествените енергийни разходи.

Данните показват, че има генетичен принос за затлъстяването в популациите. Хората са по-склонни да развият фенотипния израз на затлъстяването въз основа на разрешителна роля на околната среда, като основната връзка е силната генетична предразположеност. Открити са над 40 места в човешкия геном, които могат да увеличат генетичната податливост към затлъстяване, включително полигенни случаи на затлъстяване; множествени генни мутации, единични нуклеотидни полиморфизми и менделевско затлъстяване (1)

Поради това, хранителната геномика предполага, че индивидите с едно и също обезогенно поведение (взаимодействия с околната среда), тези с генетични мутации, които насърчават затлъстяването, вероятно ще наддават на тегло, докато тези без мутациите няма да наддават. Затлъстяването не трябва да се третира като фенотипно заболяване; вместо това ефективното лечение трябва да включва комбинацията от екологични, физиологични, психологически, биохимични и генетични фактори (2) .

В доклад се посочва, че са открити 127 гена с една положителна връзка със затлъстяването и сред тях 22 са подкрепени от пет положителни проучвания (3). Тези гени бяха: ACE, ADIPOQ, ADRB2, ADRB3, DRD2, GNB3, HTR2C, IL6, INS, LDLR, LEP, LEPR, LIPE, MC4R, NR3C1, PPARG, RETN, TNFA, UCP1, UCP2, UCP3 и VDR.

Проучванията показват, че има пет общо генотипа, към които могат да бъдат класифицирани множество гени. Тези генотипове са:

Пестеливият генотип - при този генотип индивидът има ниска скорост на метаболизма и следователно по-ниски нива на термогенеза.

Хиперфагичният генотип - тези индивиди имат лош контрол над апетита и ниски нива на ситост, което означава, че имат повишен риск от преяждане

Заседналият генотип - този генотип е свързан с тези с ниски нива на физическа активност (над нормалното NEAT)

Генотипът на липидното окисление - тези индивиди имат ниски нива на липидно окисление, поради което не използват ефективно запасите от мазнини като енергиен източник по ефективен начин.

Генотипът на адипогенезата - тези генотипове са свързани с по-висок капацитет за съхранение на липиди, което означава, че прехранването вероятно ще разшири съхранението на адипоцитите.

Съществува синергична връзка между факторите на околната среда и гените, което означава, че когато са налице генетични мутации, рискът от затлъстяване се увеличава и тежестта на това се определя чрез взаимодействия с околната среда.

Методи

Целта на това проучване трябваше да: Да се ​​изследва връзката между генотипа и ИТМ при кавказки мъже (n = 92) на възраст между 29 и 38 години.

Използването на генетичен скрининг като инструмент за подобряване на лечението на затлъстяването става все по-разпространено. Целта на това проучване е да се оцени връзката между генотипите, ИТМ и теглото. Освен това се използва промяна на макронутриентите чрез промяна на KCAL от въглехидрати на KCAL от мазнини, заедно с просто намаляване на 200kcal на ден за период от 24 седмици. ИТМ и теглото са оценени при активни здрави мъже (n = 92), за да се определи асоциирането на генотипове, използвайки квази-експериментален дизайн на проучването. 78 гена първоначално бяха оценени по време на 24-седмичната програма, които променяха само диетичните фактори от начина на живот на индивидите, не бяха въведени протоколи за упражнения или физическа активност:

Промяна на макронутриентите, 350kcal (87.5 - 90g) бяха изрязани от храни с предимно захарна основа и заменени с 150kcal (16.6 - 20g) с предимно ненаситени мастни храни, оставяйки калориен дефицит от само 200kcal на ден.

Отклонения

Стойностите за обща загуба на тегло и загуба на ИТМ бяха проверени за нереалистични стойности и извънредни стойности и такива стойности и отклонения бяха изключени от оценката. Стойностите на загуба на тегло> = 15 kg бяха изключени, тъй като бяха счетени за прекомерни след 24-седмичната интервенция.

Тест на статистиката

От 78-те гена, които бяха оценени, само 8 обърнаха внимание след отстраняване на извънредни стойности и премахване на липсващите генотипове. За всички 8 генотипа беше проведен тест на Харди-Вайнберг, за да се покаже равновесие. Проведени са Т-тестове за изходен ИТМ преди и след 24-седмичната интервенция. Значителни гени от Т-тестовете преминаха през модел на линейна регресия, за да анализират ефектите на генотипите върху ИТМ и теглото.

Резултати

5 участници бяха изключени от проучването поради загуба на тегло, равна или по-голяма от 15 kg, което беше счетено за прекомерно в продължение на 24 седмици.

Участниците са имали среден изходен ИТМ от 27,9 kg/m 2, а средното тегло е 90 kg в началото на проучването, След промяната на макронутриентите в диетата с намаляване на приема на въглехидрати и увеличаване на приема на мазнини средните участници са загубили -8 kg и техните ИТМ намалява с 3,5 kg/m 2. (Таблица2).

Пример за суапове за храна

Описателна статистика на средната интервенция преди и след интервенцията.

8 гена и съответният им полиморфизъм бяха поставени в равновесието на Харди Вайнберг (Таблица 3) и беше извършен допълнителен анализ на тези гени. T-тестовете на тези 8 гена допълнително изолират резултатите и установяват, че само 4 гена са статистически значими преди и след интервенцията върху ИТМ и резултатите от загубата на тегло. След това регресионен анализ изследва ефектите на генотипите върху 4-те гена, за които е доказано, че имат значителни разлики. Това бяха:

Показване на четирите гена, които са били в равновесие на Харди-Вайнберг и са имали значителни ефекти преди и след интервенцията. (* NC/HEZ/HOZ = Неносители/хетерозиготи/хомозиготи)

TCF7L2

Средната загуба на тегло при алел C (n = 24) е -8 KG, а загубата на BMI е -2,6. При CT (n = 5) е -6 kg и -1,9. За хомозигот Т (n = 9) не е установена значителна разлика преди и след интервенция за тегло (T (34) = 1,09, P 0,005).

Вариантите на гена TCF7L2, теглото и ИТМ се променят преди и след интервенцията.

TFAP2B

Варианти на гена TFAP2B, тегло и ИТМ се променят за всяка интервенция и след нея.

PPARG2

Вариантите на гена PPARG2, теглото и ИТМ се променят преди и след интервенцията.

средната загуба на тегло за T (n = 12) е -10 kg със загуба на BMI от -3,04, vales са значително различни преди и след интервенцията (t (22) = 4,61, P 0,05) или за T хомозиготни и TA хетерозиготни (t ( 32) = 3,59, Р> 0,05). Установен е обаче значителен ефект между A хомозиготен и TA хетерозиготен за стойности на ИТМ (t (24) = 3,04, p = 0,002).

Вариантите на FTO ген, теглото и ИТМ се променят преди и след интервенцията.

Дискусия

Областта на изследване на затлъстяването се разширява, за да се намери по-сложна етиология около болестта. Ново изследване предполага, че мастните тъкани сега служат като ендокринна система и отделят адипоцитокини, включително адиопонектин, IL-6, TNF-a и лептин. Тези цитокини участват в системните инсулинови отговори и играят роля за увеличаване на симптомите на затлъстяване и потенциално водещи до диабет тип 2 (4) .

TFAP2B - rs987237

Активиращият енхансер свързващ протеин (AP) -2b ген на транскрипционен фактор (TFAP2B) е идентифициран като чувствителен ген към увеличаване на ИТМ и увеличаване на теглото чрез регулиране на експресията на адипокин ген.

Предишно проучване очертава ефекта на полиморфизмите на TFAP2B и установява, че специфичните полиморфизми rs987237 имат свръхекспресия на TNF-a в мастните клетки (5). TNF-a, произведен в мастните клетки, е замесен в системната инсулинова резистентност, която от своя страна е един от най-важните фактори за патогенезата на затлъстяването (6). Експресията на рисков алел "А" е свързана с намалени нива на адипонектин в подкожната тъкан.

Доказано е, че лица с един или два от G алелите имат значително по-малко лептин (8). Лептинът е хормон, произведен предимно от мастни клетки, който регулира енергийния баланс чрез инхибиране на нивата на глад в организма. По-ниското ниво на циркулиращия лептин не потиска глада ефективно; индивидът не се чувства наситен от ядене. Това потенциално би могло да обясни защо носителите на рисковия алел са известни с повишено тегло в сравнение с техните колеги. Намаляващите концентрации на лептин са отговорни за индуцираното от глад потискане на оста хипоталамус-хипофиза-гонада и могат да доведат до инсулинова резистентност, променяйки метаболизма на приема на въглехидрати (9) .

FTO - rs993609

Вариантът rs993609 на гена FTO е един от най-често срещаните генотипове, който има известно влияние върху отговора на терапията за намаляване на теглото. Алелът A на този ген е показан като алел на риска, който е свързан с по-ниска инсулинова чувствителност и повишени нива на ИТМ (10). Предишно проучване установи, че FTO rs9939609 може да взаимодейства със състава на макроелементите при индивиди. Носителите на рисков алел (A алел) реагират по-добре на диета с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати, но имат по-висок процент на отпадане от проучването. Високите проценти на отпадане могат да бъдат обяснени чрез проучване при 3000+ индивида, показващо, че генотиповете на АА имат по-голям апетит в сравнение с други генотипове, което предполага, че този алел на риска вероятно ще повлияе на апетита и ще намали засищането (11). Хората с хомозиготен Т алел са имали по-малки намаления в енергийния разход в покой (REE) и освобождаването на инсулин при диета с ниско съдържание на мазнини с по-високо съдържание на въглехидрати .

В настоящото проучване индивидите с алел A (както хомозиготни, така и хетерозиготни) започват с най-голямото тегло от всички участници, което може да се обясни с повишени нива на апетит и по-малко засищане от приема на храна. Тези хора трябва да променят за предпочитане калоричния прием чрез повече мазнини вместо въглехидрати. Това обаче се равнява на по-ниско количество от общата консумирана храна, което може да бъде трудно да се придържа в дългосрочен план поради малките засищащи ефекти на рик алела. Неотдавнашно проучване също така очерта потенциалните разлики в отговора на приема на протеин с FTO rs993609 и въпреки че приемът на протеин не беше променен по време на това проучване, нормалните ежедневни разлики в приема можеха да повлияят на отговора на индивида (13) .

PPARG2 rs1801282

Генът на активирания от пероксизома пролифератор гама 2 (PPARG2) е широко проучен ген по отношение на затлъстяването. Показано е, че PPARG играе решаваща роля в образуването на мастна тъкан, както и в контрола на инсулина. Именно инсулиновият отговор чрез транскрипционно стимулиране на адипоцитните гени влияе върху съхранението на липидите, усвояването на глюкоза и мастни киселини, което е свързано с метаболитни нарушения като затлъстяване (14) .

TCF7l2 rs7903146

Транскрипционният фактор 7-подобен 2 (TCF7L2)

Транскрипционен фактор 7-подобен 2 (TCF7L2) участва в няколко функции в клетката. Основното му участие е в Wnt сигналните пътища в различни тъкани в тялото, включително мазнини, черен дроб, мозък и мускулни клетки. Сигнализиращият път Wnt е силен активатор на митохондриалната биогенеза, което от своя страна води до повишено производство на реактивни кислородни видове; възпалителни молекули, които могат да увредят клетките и тъканите. TCF7L2 регулира метаболизма на глюкозата в тъканите на черния дроб и панкреаса и полиморфизмите в този ген имат клинично значение при диабет тип 2 и гестационен диабет чрез намалено производство на инсулин, В-клетъчна дисфункция и променена чернодробна глюконеогенеза (17) .

Настоящото проучване показва сходни констатации с предишни данни (18). Резултатите показват, че С вариантът на генотипа има най-голяма загуба на тегло в сравнение с другите варианти. Хората от тази група реагираха по-добре на по-високото съдържание на мазнини в диетата след размяна на въглехидрати. Това не важи за хомозиготния Т или хетерозиготния С/Т. Вариантът C осигурява защитен механизъм, чрез който хората все още отслабват, въпреки че са на диета с по-високо съдържание на мазнини. Въпреки това индивидуално Т-носителите не са загубили значително количество тегло преди и след интервенция.

Тези резултати предполагат, че TCF7L2 rs7903146 ​​може да работи чрез нарушена секреция, подобна на глюкагон-пептид 1, която се стимулира от мазнини, а не от въглехидрати (19). Носителите на алела на риска (T) в този ген се нуждаят от умерен прием на въглехидрати, за да загубят всякаква мастна маса, тъй като нивата на липидите се регулират по инсулинозависим начин.

Заключение

Взаимодействията между гените и диетите проправиха път за нови научни открития, свързани със състояния, свързани с хронични заболявания, но и за по-персонализиран поглед върху загубата на тегло. За да се подкрепи диетична интервенция за отслабване, като се има предвид генетичната предразположеност на човек, генетичните варианти, определящи хранителния прием и метаболизма, и техните генетични варианти за упражнения са всички ценни инструменти, за да се гарантира, че съветите са индивидуално пригодени.

Резултатът от това проучване показва необходимост от контрол на приема на захар сред общата атлетична популация. Въпреки че всички са били в калориен дефицит за проучването, специфичните замени на макроелементи, които са направени, са повлияли върху способността да губят телесно тегло през периода на интервенция. Данните от това проучване очертават специфични макронутриентни взаимодействия с единични нуклеотидни полиморфизми в множество гени и в крайна сметка предполагат нужда от по-персонализирано хранене.

Персонализираната диета, която включва ДНК анализ, може да се окаже по-полезна за тези, които желаят да отслабнат и да се борят със затлъстяването, отколкото подготовката без. Загубата на тегло, която е ефективна, ефективна и най-важното е устойчива, е от ключово значение, като генетичните тестове, използвани заедно със стандартен анализ, помагат за това.