Nó đã được rõ ràng trong nhiều thập kỷ rằng việc duy trì trọng lượng cơ thể là dưới sự kiểm soát di truyền, phần lớn là do xác định đột biến ở chuột dẫn đến béo phì. Gần đây, trong bối cảnh phấn khích lớn, một số gen như vậy đã được nhân bản từ chuột và con người, và rất có khả năng các yếu tố quyết định di truyền bổ sung sẽ sớm được xác định.

Ưu đãi để hiểu kiểm soát di truyền đối với trọng lượng cơ thể chủ yếu có thể là do hai yếu tố:

Béo phì là một vấn đề hoành tráng trong thế giới phát triển và sức hấp dẫn của việc tìm ra một loại thuốc để chữa trị vấn đề này là mạnh mẽ.

Có một mối liên hệ chặt chẽ giữa sự phát triển của bệnh béo phì ở tuổi trưởng thành và phát triển các bệnh quan trọng khác, bao gồm bệnh tiểu đường, tăng huyết áp và bệnh tim.

Xác định ban đầu của “Gen béo phì”

Để hiểu được sinh lý học đằng sau các “gen béo phì” hiện đang được điều tra, nó là có giá trị để lần đầu tiên nhìn lại một số thí nghiệm được thực hiện trong những năm 1960 sử dụng chuột parabiotic. Kỹ thuật parabiosis, hiếm khi được sử dụng ngày nay, liên quan đến việc làm rạch dọc theo khía cạnh bên của hai con vật, sau đó khâu chúng lại với nhau để tạo thành một cặp parabiotic. Các tiện ích quan trọng của kỹ thuật này là nó kết hợp các hệ thống mạch máu của hai loài động vật, cho phép trao đổi các phân tử sinh ra máu.

Nhiều năm trước, các nhà di truyền học đã xác định được ở chuột hai đột biến lặn mà, nếu đồng hợp tử, dẫn những con chuột trở nên béo phì. Hai gen được gọi là ob và db. Cặp parabiotic được xây dựng giữa ob / ob, db / db và chuột bình thường dẫn đến những quan sát sau đây:

  • Ghép một con chuột ob / ob obese với một con chuột bình thường: ob / ob mouse giảm cân
  • Ghép nối một con chuột db / db béo phì với một con chuột bình thường: con chuột bình thường ngừng ăn và giảm cân
  • Ghép nối một con chuột ob / ob obese với một con chuột db / db béo phì: chuột ob / ob ngừng ăn và giảm cân, trong khi con chuột db / db không bị ảnh hưởng.
  • Một thí nghiệm bổ sung cho thấy rằng khi một trong hai con chuột parabiotic bình thường bị overfed, “đôi” bị mất cân nặng.

Những quan sát này phù hợp với ý tưởng rằng một hormon no, có lẽ là sản phẩm gen ob, được sản xuất gắn với thụ thể, có lẽ là sản phẩm gen db, trong vùng dưới đồi và ngăn chặn đói.

Hỗ trợ đáng kể gần đây đã thu được cho mô hình này bằng cách nhân bản gen ob và db từ một số loài. Gen ob mã hóa hormone leptin và gen db của thụ thể leptin. Leptin được tiết ra bởi các tế bào mỡ và có hoạt động kép giảm lượng thức ăn và tăng tỷ lệ trao đổi chất, điều này làm cho “lý thuyết lipostatic” cũ để kiểm soát lượng thức ăn rất hấp dẫn.

Gen tham gia vào việc duy trì trọng lượng cơ thể

Rõ ràng là leptin và thụ thể của nó chỉ là hai trong số những gì có thể hóa ra là một số lượng lớn các gen là yếu tố quyết định di truyền quan trọng trong việc kiểm soát trọng lượng cơ thể và bệnh sinh của bệnh béo phì. Một số gen và gen khác được xác định cho đến nay có liên quan đến kiểm soát lượng thức ăn và trọng lượng cơ thể bao gồm:

  • Neuropeptide Y được tổng hợp trong nhiều lĩnh vực của não và là một chất kích thích mạnh mẽ của hành vi cho ăn. Leptin dường như ngăn chặn ăn một phần bằng cách ức chế sự biểu hiện của neuropeptide Y.
  • Melanocortin ảnh hưởng đến một số tế bào thần kinh hypothalamic và ức chế hành vi cho ăn. Các gián đoạn mục tiêu của thụ thể melanocortin-4 ở chuột có liên quan đến sự phát triển của bệnh béo phì.
  • Carboxypeptidase E (chất béo gen) là enzyme cần thiết cho quá trình phân giải protein proinsulin và có lẽ các hormon khác như neuropeptide Y. Chuột có đột biến trong gen này dần trở nên béo phì khi chúng già đi, và phát triển tăng đường huyết có thể bị ức chế bằng cách điều trị bằng insulin.
  • Protein tách rời ty thể lần đầu tiên được phát hiện trong chất béo màu nâu, và sau đó được xác định trong các tế bào mỡ và cơ trắng. Chúng cho phép ty lạp thể trong các tế bào đó làm phosphoryl hóa oxy hóa không phân tán, “ngắn mạch” gradient proton xuyên qua màng trong, dẫn đến giảm sản xuất ATP, nhưng tạo ra nhiệt (sinh nhiệt không phát sinh). Một số nghiên cứu cho thấy rằng chúng có thể đóng một vai trò quan trọng trong chi tiêu năng lượng và do đó trọng lượng cơ thể ở con người và các động vật không hybernating khác.
  • Các thụ thể beta-adrenergic có mặt trên chất béo màu nâu và có lẽ là chất béo màu trắng. Việc gắn kết norepinephrine với thụ thể này trên các tế bào mỡ dẫn đến sự sao chép tăng lên của protein tách rời ty thể, cho phép tăng sản xuất nhiệt thông qua quá trình thủy phân các axit béo. Gần đây đã có báo cáo rằng một số đột biến trong gen này khiến người ta dễ mắc bệnh béo phì và phát triển bệnh tiểu đường trước tuổi trung niên.
  • Protein tubby, cùng với các protein liên quan đến tubby, được coi là yếu tố phiên mã. Protein tubby được thể hiện rất cao, nhân tế bào của vùng dưới đồi và các vùng khác của não. Những con chuột có đột biến xuất hiện tự nhiên hoặc được thiết kế trong gen tubby cho thấy người lớn bắt đầu béo phì, nhưng các cơ chế liên quan không được biết đến.

Tham khảo và đánh giá

  • Comuzzie AG và Allison DB: Tìm kiếm các gen béo phì ở người. Khoa học 280: 1374, 1998.
  • Gura T: Uncoupling protein cung cấp đầu mối mới cho các nguyên nhân của bệnh béo phì. Khoa học 280: 1369, 1998.
  • Martin RJ, BD trắng, Hulsey MG: Quy định trọng lượng cơ thể. Nhà khoa học Amer 79: 528-541, 1991. [xem xét các thí nghiệm parabiosis và kiểm soát lượng thức ăn nói chung]
  • Naggart JK, Fricker LD, Varlomov O, v..v: Hyperproinsulinemica ở những con béo béo / béo béo liên quan đến đột biến carboxypeptidase E làm giảm hoạt động của enzyme.
  • Santagata S, Boggon TJ, Baird CL, vv: tín hiệu protein G thông qua protein tubby. Khoa học 292: 2041-2050, 2001.
  • Wolf G: Một protein tách mới: một thành phần tiềm năng của hệ thống điều chỉnh trọng lượng cơ thể con người. Đánh giá dinh dưỡng. 55: 178, 1997.
  • Rừng SC, Seeley RJ, Porte D, Schwartz MW: Tín hiệu điều chỉnh lượng thức ăn và cân bằng nội môi. Khoa học 280: 1378, 1998.

Original Source: http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/digestion/pregastric/fatgenes.html