Mekkora szerepet játszik a genetika az elhízásban?

„Az elhízás nem választás” – mondja az elhízással foglalkozó Giles Yeo genetikus a Cambridge-i Egyetemen (Egyesült Királyság).

A National Health and Nutrition Examination Survey szerint az Egyesült Államok felnőtt lakosságának csaknem egyharmada és csaknem minden hatodik 2 és 19 év közötti gyermek és serdülő túlsúlyos. Az elhízott amerikai felnőttek közül kettőből ez a túlsúly növeli számos megelőzhető betegség, köztük a 2-es típusú cukorbetegség, a magas vérnyomás, a stroke, a szív- és érrendszeri betegségek és bizonyos ráktípusok kialakulásának kockázatát.
De mi okozza ezt a szinte járványszerű helyzetet?

Míg a táplálékfelvétel és a fizikai aktivitás mértéke nagy szerepet játszik az elhízott emberek népességének növekedésében, a tudomány feltárta, hogy a testmagassághoz hasonlóan a testsúlyok közötti eltérés 50-80 százaléka finom változásoknak tudható be egyes génekben. Míg az elhízást elkerülhetetlenné tevő egyedi genetikai mutációk rendkívül ritkák, a genetikai változatok százai, amelyek mindegyike apró hatást fejt ki – egyeseket kissé sebezhetőbbé téve a hízással szemben – gyakoribbak. Ha valaki több ilyen változatot örököl, az elhízás kockázata jelentősen megugrik, különösen ha más életmódbeli tényezőkkel kombinálják.

„Meg kell értetnünk a nyilvánossággal, hogy eddig nagyon helytelenül úgy tekintettünk az elhízásra, mint egy karakter hibájára, – mondja Naji Abumrad, a Vanderbilt Egyetemi Orvosi Központ endokrin sebésze, aki kórosan elhízott betegeket kezel, és tanulmányozza a betegség hatásait.

Az elhízás az agyból ered

Azt, hogy a természet befolyásolja az elhízást, 1949-ben derült ki, amikor a Maine állambeli Bar Harborban található Jackson Laboratory kutatói észrevették, hogy laboratóriumi egereik egy törzse abnormálisan „dússá” nőtt, mert sok ételt ettek, és úgy tűnt, hogy állandóan éhesek. 45 évbe telt egy gén mutációjának azonosítása – az elhízás –, ami miatt az egerek folyamatosan ettek és híztak. Tanulmányok sorozata hamarosan kimutatta, hogy az elhízásért felelős gén a leptin nevű hormont termeli, amelyet a görög leptósz szóból neveztek el, amely „vékony” szót jelent, és amely az agyban található receptorhoz kapcsolódik a jóllakottság jelzésére. Elegendő leptinfehérje hiányában az egerek éhesnek érezték magukat, ettek és elhíztak.

A későbbi vizsgálatok kimutatták, hogy a leptin génje csak egy tagja annak a komplex génhálózatnak, amely az úgynevezett melanocortin útvonalon – amelybe beletartozik az inzulin is – kapcsolódott össze az étvágy szabályozása érdekében.

„A leptin a zsír arányában termelődő hormon, amely megmondja az agynak, hogy mennyi energiája van” – mondja Roger Cone, a Michigani Egyetem Élettudományi Intézetének elhízással foglalkozó kutatója.

A zsírsejtek leptint választanak ki a véráramba, ami arra készteti az agyat, hogy jóllakott legyen, és segíti a zsírégetést. „Akárcsak a falon lévő termosztát, amely szabályozza a helyiségben lévő energia mennyiségét, a leptin-melanokortin rendszer szabályozza a zsírként tárolt energia mennyiségét – mondja Cone. – Léteznek más útvonalak is, amelyek kritikus szerepet játszanak a leptin érzékelésében és ennek az információnak az energiává való átalakításában, hogy mi az, amit elégetünk és mennyi energiát szerzünk.”

Néhány mutációtól a sok változatig

Az egyetlen gén mutációi által okozott elhízás formái, mint amilyen a Jackson Labs egereit érintette, a becslések szerint a kóros elhízás kevesebb mint hét százalékáért felelősek világszerte. A súlyosan elhízott gyerekeknek csak körülbelül hat százaléka hordozza az állapotukat okozó, ismert génhibákat.

Manfred James Müller, a németországi kieli Christian-Albrecht Egyetem táplálkozási szakértője szerint nagyon ritkák az ilyen egyedi génmutációk, amelyek az élet korai szakaszában válnak nyilvánvalóvá. Például világszerte csak körülbelül egy tucat genetikai leptinhiányt és mindössze 88 leptinreceptor-hiányos esetet diagnosztizáltak.

Gyakoribbak az alternatív DNS-szekvenciák, az úgynevezett polimorfizmusok, amelyek egy gén különböző változataihoz vezetnek, amelyek kissé befolyásolják a működését.

Ahhoz, hogy többet megtudjanak az összetett tulajdonságok, például az elhízás gyökereiről, a tudósok a Genome-Wide Association Studies (GWAS) segítségével azonosítják az adott betegséghez kapcsolódó gének változatait.

„Több ezer, sőt százezer egyedből vonjuk ki a DNS-t” – mondja Ruth Loos, az elhízás genetikai és kapcsolódó anyagcsere-jellemzői programjának igazgatója a Sínai-hegyen található Icahn Orvostudományi Iskolában. Loos és munkatársai ezután összehasonlítják az elhízott emberek teljes DNS-készletét vagy genomját azokkal, akik nem kövérek. A tudósok ezután egyetlen „betűs” változásokat keresnek, és megbecsülik, hogy ezek a változatok mekkora valószínűséggel társulnak az elhízáshoz.

Christian Dina, a francia Nantes Egyetem genetikai epidemiológusa, aki kíváncsi arra, hogy miért csak egyes embereknél alakul ki elhízás, 2900 elhízott beteg szekvenciáját hasonlította össze 5100 egészséges testsúlyú emberrel. Dina felfedezte, hogy az FTO nevű gén specifikus variációival rendelkező embereknél 22 százalékkal nagyobb az elhízás kockázata. De annak kiderítése, hogy miért növelik a kockázatot, vagy hogyan működnek ezek a génváltozatok, még sok évig tartó kutatást igényelhet.

Például tanulmányok kimutatták, hogy az FTO gén egy másik változata, amely minden hatodik felnőtt európai férfit érint, 70 százalékkal növelheti az elhízottság kockázatát. Az elhízás kockázatával járó FTO-változatban szenvedők vérében magasabb az éhséghormon, a ghrelin szintje, ami miatt nem sokkal étkezés után éhséget éreznek. Ezt a génváltozatot hordozó emberek agyi képalkotó vizsgálatai azt is feltárják, hogy ezek az egyének eltérően reagálnak a ghrelinre és az ételképekre.

De nem minden elhízással összefüggő génváltozat rossz. Egy ritka génváltozatot is találtak, amely védelmet nyújthat az elhízás ellen. Egy több mint 640 ezer mexikói, egyesült államokbeli és egyesült királyságbeli ember bevonásával végzett kutatás megállapította, hogy azok az emberek, akik a hipotalamuszban aktív gén inaktív másolatát hordozták – amely szabályozza az éhséget és az anyagcserét – körülbelül 5,3 kilogrammal (csaknem 12 fonttal) kisebb súlyúak voltak, és feleakkora valószínűséggel voltak elhízottak, mint a működő változatúaké.

„De a legtöbb tanulmányt, amely az elhízás kockázatát a genetikai eltérésekkel kapcsolja össze, eddig az európai és a fehér populáción végezték” – mondja Abumrad. Ez azt jelenti, hogy a megállapítások nem feltétlenül relevánsak a különböző felmenőkkel rendelkező emberek számára. Az Országos Egészségügyi Intézet által 2018-ban elindított, ambiciózus „Mindenkinek kutatási program” – amely legalább egymillió különböző etnikumú ember felvételét tervezi – segíthet az elhízásra való genetikai hajlam mértékének pontos felmérésében.

Az étrend és az életmód az elhízás járvány fő mozgatórugója – mondja Dina. „De erős genetikai alapja van az obezogén, vagyis az elhízásra hajlamosító környezetre adott reakciók különbségének.”

Dina, Yeo és mások munkája feltárja, hogy a táplálkozási viselkedésünkben szerepet játszó számos gén eltérései gyakran összefüggésbe hozhatók az elhízás egy sor jellemzőjével, mint például a BMI, a testzsírszázalék, a vér leptinszintje stb. Eddig a tudósok több mint ezer génváltozatot azonosítottak, amelyek mindegyike magyarázza az emberek közötti testtömeg-különbség egy nagyon kis részét. A súlygyarapodás megnövekedett kockázatával való kapcsolatuk általában az élet későbbi szakaszában nyilvánul meg, a feltételezett kockázati gének és az életmódbeli változók közötti kölcsönhatás eredményeként – magyarázza Müller.

A világszerte növekvő elhízás tendenciái azonban inkább az életmódbeli döntésekhez kapcsolódnak, mivel a genetikai eltérések generációkon átívelő előfordulásának drasztikus változására utaló jelek sincsenek. A tanulmányok kimutatták, hogy a sült ételek fogyasztása a mögöttes genetikai háttérrel együtt nagy szerepet játszik az elhízás kialakulásában.

Míg a magas kalóriatartalmú élelmiszerek gyakori fogyasztása az elhízással összefüggő génekkel rendelkező emberek gyorsabb súlygyarapodását idézheti elő, a tudatosság, a megelőzés és a testmozgás nagyon hatékony az elhízás elkerülésében.

„Az, hogy nálam az FTO allél ugyanaz, mint az apámnál, nem jelenti azt, hogy elhízom – mondja Dina. – Kicsit nagyobb az esélyem, de el tudom kerülni.”