Domāšana evolucionāri par aptaukošanos (2014)

. 2014 Jun; 87 (2): 99 – 112.

Publicēts tiešsaistē 2014 Jun 6.

PMCID: PMC4031802

Fokuss: aptaukošanās

Anotācija

Aptaukošanās, cukura diabēts un vielmaiņas sindroms visā pasaulē izraisa bažas par veselību, tomēr to cēloņi nav pilnībā saprotami. Aptaukošanās epidēmijas etioloģijas izpēti ļoti ietekmē mūsu izpratne par metaboliskās kontroles evolūcijas saknēm. Pusgadsimta garumā gudrā gēna hipotēze, kas apgalvo, ka aptaukošanās ir evolūcijas adaptācija izdzīvojušajiem badu periodiem, ir domājusi par šo tēmu. Aptaukošanās pētnieki bieži vien neapzinās, ka faktiski ir ierobežoti pierādījumi, lai atbalstītu taupīgu gēnu hipotēzi, un ka ir ierosinātas alternatīvas hipotēzes. Šis pārskats sniedz pierādījumus par un pret taupīgu gēnu hipotēzi un iepazīstina lasītājus ar papildu hipotēzēm par aptaukošanās epidēmijas evolūcijas izcelsmi. Tā kā šīs alternatīvās hipotēzes nozīmē ievērojami atšķirīgas pētniecības un klīniskās aptaukošanās stratēģijas, to apsvēršana ir būtiska šīs epidēmijas izplatības apturēšanai.

atslēgvārdi: pārskatīšana, aptaukošanās, diabēts, vielmaiņas sindroms, evolūcija, taupīgs gēnu hipotēze

Ievads

Aptaukošanās biežums visā pasaulē pagājušajā gadsimtā ir krasi palielinājies, lai Pasaules Veselības organizācija varētu oficiāli pasludināt par globālu epidēmiju 1997 []. Aptaukošanās (ko nosaka ķermeņa masas indekss, kas pārsniedz 30 kg / m), kopā ar insulīna rezistenci, dislipidēmiju un ar to saistītiem apstākļiem definē “metabolisko sindromu”, kas ļoti cieš no 2 tipa diabēta, sirds un asinsvadu slimībām un agrīnās mirstības []. Metabolisma sindroms ietekmē 34 procentus amerikāņu, no kuriem 53 procenti ir aptaukošanās []. Aptaukošanās jaunattīstības valstīs arvien vairāk rada bažas [,] un tagad ir viens no galvenajiem novēršamās nāves cēloņiem visā pasaulē [].

Loģiski, ka jebkura medicīniskā stāvokļa straujais pieaugums jāpiešķir vides izmaiņām, tomēr vairākos pētījumos ir pierādīts, ka aptaukošanās ir spēcīga ģenētiskā sastāvdaļa [,], kas norāda uz potenciālu gēnu un vides mijiedarbību []. Interesanti, ka dažas populācijas ir īpaši uzņēmīgas pret aptaukošanos un vielmaiņas sindromu [,], bet citi ir izturīgi [,]. Šī šķietami nelabvēlīgā stāvokļa augstā izplatība kopā ar tās nevienmērīgo sadalījumu starp indivīdiem un populācijām ir izraisījusi spekulācijas par aptaukošanās un metaboliskā sindroma iespējamo evolūcijas izcelsmi [-].

Šeit es pārskatīšu vairākas hipotēzes (gan konkurējošas, gan papildinošas) par aptaukošanās epidēmijas evolūcijas izcelsmi un apspriestu to sekas. Es apgalvoju, ka labāka izpratne par evolucionārajiem spēkiem, kas ir veidojuši cilvēka vielmaiņas kontroli, ir izšķiroša, lai cīnītos pret mūsdienu aptaukošanās epidēmiju. Izpratne par aptaukošanās evolūcijas izcelsmi var novest pie jaunām pieejām aptaukošanās patofizioloģijas izpētei, kā arī tās klīniskajai vadībai.

Kāpēc kontrolēt ķermeņa svaru?

Lai izprastu aptaukošanās mūsdienu patofizioloģiju, ir lietderīgi izpētīt daļu, kāda ir ķermeņa svara regulēšanai dzīvnieku evolucionārajā piemērotībā. Kādi spēki vada organismu, lai saglabātu minimālo vai maksimālo svara ierobežojumu? Vispirms ir svarīgi atzīmēt, ka „ķermeņa masas regulēšana” ir ļoti sarežģīts process, kas ietver daudz vairāk nekā vienkāršu vielmaiņas efektivitāti. Tas ietver gan perifēros, gan centrālos sāta / bada signālus [,] kā arī kognitīvā kontrole [], kurus visi ietekmē gan ģenētiskie, gan vides faktori.

Pastāv daudzi spēki, kas darbojas, lai kontrolētu zīdītāju ķermeņa svaru un taukainību. Bada briesmas rada nepieciešamību saglabāt zemāku ķermeņa tauku robežu. Enerģijas veikali ir nepieciešami, lai izvairītos no nāves nāves pie jebkādiem nelieliem pārtikas piekļuves traucējumiem. Auglību būtiski ietekmē arī ķermeņa tauki []. Olnīcu cikli ir ļoti jutīgi pret enerģijas bilances signāliem [], un sievietes zīdītājiem ir nepieciešams zināms ķermeņa tauku procentuālais daudzums, lai saglabātu auglību un sekmīgi gestētu pēcnācējus []. Turklāt ķermeņa tauki palīdz uzturēt temperatūras homeostāzi. Baltā taukauda darbojas kā izolators [], bet brūnā taukauda aktīvi veicina termoģenēzi [].

Vairāki spēki uztur ķermeņa tauku augšējo robežu dzīvniekiem. Laiks, kas nepieciešams, lai veltītu barību, ir viens. Augstas aptaukošanās saglabāšana ir enerģiski dārga un prasa lielu kaloriju daudzumu []. Lielākajai daļai savvaļas dzīvnieku pārāk daudz laika būtu jāvelta barošanai ar citu svarīgu darbību rēķina, piemēram, pārošanās, miega vai plēsoņu novēršana []. Dzīvniekiem, kas ir gatavi, jābūt pietiekami liesiem, lai izvairītos no plēsoņām. Aptaukošanās dzīvnieks nevar pārvietoties tikpat ātri un nezaudēt tikpat efektīvi kā liess dzīvnieks []. Laboratoriskajos pētījumos ir pierādīts, ka daudzi mazi plēsīgie dzīvnieki ir izturīgi pret uztura izraisītu aptaukošanos, pat ar neierobežotu piekļuvi ļoti kaloriskiem pārtikas produktiem []. Turklāt daži dzīvnieki ir bijuši eksperimentāli pierādīti, lai samazinātu ķermeņa masu, kad plēsēji atrodas to biotopā [,], iespējams, lai izvairītos no plēsoņām.

Mūsdienu cilvēki lielā mērā ir pasargāti no šiem faktoriem. Globālās ekonomikas aizsargā attīstītās valstis no bada un ļauj viegli piekļūt ļoti kaloriskiem pārtikas produktiem. Patvērums un apģērbs mūs pasargā no aukstuma. Mēs reti tiek spiesti medīt upurus, un arī mēs neraizējamies par to, ka mēs paši kļūstam par upuri []. Lai gan mūsdienu cilvēki vairs nav pakļauti šiem spēkiem, tie joprojām ir ļoti svarīgi mūsu veselībai. Izpratne par to, kā šie spēki veicina cilvēka evolūciju, dod mums ieskatu par to, kā tiek regulēts cilvēka ķermeņa svars un kādas izmaiņas ir jāveic mūsu sabiedrībā un veselības aprūpes stratēģijās, lai labāk aizsargātu pret vielmaiņas slimībām.

Pielāgojumi īslaicīgumam

Thrifty gēnu hipotēze

1962, ģenētists Džeimss Neels iepazīstināja ar pirmo lielo evolūcijas pamatā esošo mūsdienu aptaukošanās epidēmijas skaidrojumu []. Viņa sākotnējā hipotēze bija vērsta uz neparasti augsto diabēta izplatības izskaidrošanu dažās cilvēku populācijās, bet tā tika pārskatīta, lai iekļautu gan aptaukošanos, gan citus metaboliskās sindroma komponentus [].

Neels apgalvoja, ka tendence attīstīt diabētu (vai kļūt par aptaukošanos) ir adaptīva iezīme, kas ir kļuvusi nesaderīga ar mūsdienu dzīvesveidu. Viņa „taupīgā gēnu hipotēze” (TGH) balstās uz pieņēmumu, ka cilvēka evolūcijas gaitā cilvēki pastāvīgi tika pakļauti svētku un bada periodiem. Bada laikā indivīdiem, kuriem bija vairāk enerģijas krājumu, bija lielāka iespēja izdzīvot un radīt vairāk pēcnācēju. Tāpēc evolūcija ir bijusi tā, lai izvēlētos gēnus, kas padarīja tos, kuriem tās bija, ļoti efektīvi uzglabāt taukus laikmetu laikā. Mūsdienu industrializētajās sabiedrībās, kur svētki ir bieži un badā reti, šī evolūcijas adaptācija kļūst nepareiza. Tādējādi pastāv neatbilstība starp vidi, kurā cilvēki dzīvo, un vidi, kurā mēs attīstījāmies. Thrifty gēni darbojas, lai efektīvi uzglabātu enerģiju, lai sagatavotos badam, kas nekad nenāk [].

TGH sniedz vienkāršu un elegantu paskaidrojumu par mūsdienu aptaukošanās epidēmiju, un zinātnieki un ļaudis to ātri iekļāva. Daži pierādījumi apstiprina šo hipotēzi. Svarīga TGH ietekme ir tāda, ka ir jābūt identificējamiem ģenētiskiem polimorfismiem, kas piešķir "taupīgu" fenotipu. Ir zināms, ka gan aptaukošanās, gan diabēts ir spēcīgs ģenētiskais komponents [,,,], un ir konstatēti vairāki ģenētiski polimorfismi, kas indivīdiem liek aptaukošanos [,], kas liecina par “taupīga genotipa” potenciālajiem komponentiem. Daudzi vienas nukleotīdu polimorfismi (SNP), kas saistīti ar paaugstinātu aptaukošanās risku, ir identificēti, izmantojot genoma mēroga asociācijas (GWA) pētījumus, lai gan katram ir relatīvi mazs efekts [].

Viena no galvenajām kritiskām piezīmēm par taupīgu gēnu hipotēzi ir tā, ka tā nespēj izskaidrot diabēta un aptaukošanās neviendabīgumu starp populācijām un to vidū []. Ja svētku un bada cikls ir svarīgs virzītājspēks visā cilvēces evolūcijā, kāpēc ne visi cilvēki aptauko? Cilvēku populācijas ir ļoti atšķirīgas pret aptaukošanos un diabētu [,]. Turklāt, pat tādās populācijās, kas dzīvo vienā un tajā pašā vidē, ir daudz cilvēku, kas, šķiet, ir izturīgi pret aptaukošanos []. Lai atrisinātu šo trūkumu, Andrew Prentice vēlāk ierosināja, ka tā vietā, lai bads būtu „vienmēr klāt” selektīvs spiediens cilvēka evolūcijas laikā, tikai nesen, aptuveni 10,000 gados kopš lauksaimniecības parādīšanās, bads ir kļuvis par būtisku selektīvu ir iespējams, ka nav bijis pietiekami daudz laika, lai taupīgi gēni sasniegtu fiksāciju []. Hunter-coller biedrības, kas ir arhaiska cilvēku galvenais dzīvesveids, bieži nejūt badu, jo viņu mobilitāte un elastīgums ļauj viņiem pārvietoties vai izmantot alternatīvus pārtikas avotus, kad viņi saskaras ar vides grūtībām []. Turpretim lauksaimnieki izmanto salīdzinoši maz štāpeļšķiedru, un tiem ir mazāk elastības, lai apstrādātu sausumu un citas katastrofas. Tādējādi svētki / bada cikls varēja izvēlēties taupīgus gēnus tikai lauksaimniecības sabiedrībās []. Tas varētu izskaidrot, kāpēc ne visi cilvēki kļūst aptaukošanās un kāpēc pastāv atšķirības starp populācijām. Dažas populācijas visā vēsturē varēja piedzīvot lielāku badu vai pārtikas trūkuma periodus, un tādējādi tām bija lielāks spiediens, lai izveidotu taupīgu genotipu.

TGH nodrošina vairākas pārbaudāmas prognozes. Viena no šādām prognozēm, ja tiek pieņemts post-lauksaimniecības modelis, ir tāds, ka ģenētiskajiem lokiem, kas saistīti ar aptaukošanos un cukura diabētu, ir jābūt raksturīgām nesenās pozitīvās izvēles pazīmēm. Tomēr pētījums, ko veica Southam et al. (2007) 13 aptaukošanās un 17 tipa 2 ar diabētu saistīto ģenētisko variantu pārbaude (ietverot visizplatītāko aptaukošanās un ar diabētu saistīto loku sarakstu publicēšanas brīdī) atklāja maz pierādījumu par pēdējo pozitīvo atlasi []. Šis pētījums atklāja tikai vienu riska loku, mutāciju ar FTO gēnu, kas saistīts ar aptaukošanos, parādot pierādījumus par pēdējo pozitīvo atlasi. Šķiet, ka tas galvenokārt ir pierādījumi pret TGH; tomēr tā balstījās uz SNP datiem, un tāpēc šie loki var būt tikai asociatīvi, nevis funkcionāli. Aptaukošanās un diabēta riska ģenētikas pilnveidei būtu jākļūst par informatīvākiem atlases testiem.

Vēl viena pēckultūras TGH prognoze ir tāda, ka populācijām, kas vēsturiski ir piedzīvojušas lielāku badu un pārtikas trūkumu, vajadzētu būt vairāk pakļautām aptaukošanās un diabēta gadījumiem, kad tās ir pakļautas aptaukošanās videi. Līdz šim ir pierādījumi par šo prognozi. Dažas mednieku-vācēju populācijas, kurām bads būtu bijis vēsturiski neparasts, šķiet, uzrāda zināmu rezistenci pret uztura izraisītu aptaukošanos [] salīdzinājumā ar iedzīvotājiem ar lauksaimniecības vēsturi, kas atbilst TGH prognozēm. Tomēr šis modelis arī paredz, ka lauksaimniecības sabiedrībām, jo ​​īpaši tām, kurām ir vēsāks klimats, būtu bijis spēcīgākais selektīvais spiediens uz ģenētisko taupību un tādējādi būtu īpaši pakļauts aptaukošanās un 2 tipa diabētam. Eiropa ir lielisks šāda veida vides piemērs: tās tautas jau sen ir nodarbojušās ar lauksaimniecību, un vēsturiskais karš un bads šajā reģionā ir garš un plašs []. Tomēr eiropiešiem ir mazāks aptaukošanās rādītājs nekā daudzām populācijām un šķiet daļēji rezistents pret 2 tipa diabētu [,]. Savukārt Klusā okeāna salu iedzīvotājiem pasaulē ir augstākie aptaukošanās un 2 tipa diabēta rādītāji [], neskatoties uz to, ka dzīvo tropu klimatā ar ļoti mazu bada vēsturi [,].

Daži pētnieki izskaidro šīs atšķirības, skatoties TGH skatījumā, apgalvojot, ka tā vietā, lai nesen izvēlētos taupīgus gēnus, tas faktiski ir gēni, kas rada rezistenci pret aptaukošanos un citiem vielmaiņas traucējumiem, kas ir mūsdienīga pielāgošanās. Šis modificētais TGH paredz, ka taupības pielāgojumi ir seni, bet populācijas, kas pārgājušas uz bagātīgākiem pārtikas avotiem, jo ​​lauksaimniecība ir guvušas zināmus pielāgojumus, lai novērstu vielmaiņas traucējumus. Riccardo Baschetti ģenētiski nezināmu pārtikas produktu hipotēze apgalvo, ka eiropieši ir daļēji pielāgoti diabētiskajai diētai []. Eiropas stila uztura ieviešana iedzīvotājiem, kas tam nav izmantoti, piemēram, Indijas amerikāņi un Klusā okeāna salu iedzīvotāji, rada nesakritību starp to mūsdienu uzturu un uzturu, ko viņi ir attīstījuši, kā rezultātā rodas vielmaiņas traucējumi. Tas potenciāli izskaidro šo populāciju neseno dramatisko pieaugumu un aptaukošanos. Citi liek domāt, ka taupības zudums ir nesenā adaptācija, kas izraisa atšķirības vielmaiņas slimību izplatībā starp populācijām []. Tā vietā, lai meklētu slimību riska gēnus, kas rada jutību pret vielmaiņas slimībām, mums vajadzētu koncentrēt centienus, lai atrastu ģenētiskos variantus, kas piešķir rezistenci pret šiem traucējumiem []. Southam et al. Pētījums. konstatēja pierādījumus par nesen pozitīvu atlasi vienā alēlei, kas aizsargā pret diabētu []. Liela mēroga pētījums, kas meklēja pēdējās pozitīvās atlases pazīmes diabēta un aptaukošanās alēļu gadījumā, varētu būt auglīgs, lai pārbaudītu šīs hipotēzes.

Attiecībā uz aptaukošanās un citu vielmaiņas traucējumu klīnisko pārvaldību TGH nozīmē, ka atgriezties pie tradicionālā iedzīvotāju dzīvesveida būtu labvēlīga metaboliskā sindroma ārstēšanai. Ja aptaukošanos izraisa neatbilstība starp mūsu gēniem un vidi, kuru mēs pašlaik dzīvojam, mainot vidi, lai atbilstu tam, kā mūsu genomi ir pielāgojušies, būtu jāmaina aptaukošanās epidēmija. Acīmredzot, atgriešanās pie mūsu senču tradicionālā mednieka-vākšanas dzīvesveida nav praktiski. Tomēr ir iespējams ierobežot kalorijas un palielināt vingrinājumu, lai imitētu dažādus tradicionālos dzīvesveidus []. Pašreizējās medicīniskās vadlīnijas aptaukošanās un diabēta ārstēšanai ir balstītas uz šo stratēģiju [,]. Lai gan šī stratēģija, šķiet, darbojas dažiem pacientiem, tās efektivitāte ir ļoti atšķirīga, jo īpaši, aptaukošanās un cukura diabēta ilgtermiņa ārstēšanā [,].

Thrifty fenotipu hipotēze

Ne visi pētnieki bija pārliecināti, ka TGH apmierinoši izskaidroja aptaukošanās un metaboliskā sindroma etioloģiju. In 1992, Charles Hales un David Barker ierosināja savu "taupīgs fenotipa hipotēze" (arī dažreiz sauc par Barker hipotēzi), daļēji, lai risinātu nepilnības gēnu balstītas aptaukošanās hipotēzes, piemēram, TGH un arī izskaidrot novēroto parādību: ka bērni ar zemu dzimšanas svars šķiet īpaši jutīgs pret diabētu, aptaukošanos, sirds slimībām un citiem vielmaiņas traucējumiem vēlāk [].

Barkera hipotēze ir vērsta uz jēdzienu “taupība”, bet daudz citādāk nekā Neela hipotēze. Barkera hipotēzē ir jābūt auglīgajai auglim. Nepietiekams uzturs auglim ir rūpīgi jāpiešķir resursi, lai izdzīvotu līdz dzemdībām un pieaugušajiem. Barkers apgalvo, ka jaunattīstības auglis, saskaroties ar enerģijas trūkumu, piešķirs enerģiju prom no aizkuņģa dziedzera citu audu, piemēram, smadzeņu, labā. Tas ir saprātīgs kompromiss, jo, ja tā pati barošanās vide, kurā auglis attīstās, saglabājas bērnībā un pieaugušo dzīvē, būs maz vajadzīgas labi attīstītas glikozes reakcijas sistēmas. Tomēr, ja uzturs uzlabojas vēlāk dzīvē, indivīdam, kurš kādreiz bija taupīgs auglis, būs aizkuņģa dziedzeris, kas nav pietiekami aprīkots, lai risinātu ar glikozes enerģiju, kurai tagad ir piekļuve, un būs tendence attīstīt diabētu un citas vielmaiņas slimības. Tas varētu izskaidrot, kāpēc bērni ar zemu dzimšanas svaru šķiet īpaši pakļauti pieaugušo vielmaiņas traucējumiem [].

Barkera sākotnējā hipotēze nav īpaši vērsta uz evolūcijas vēsturi, bet tai ir evolūcijas sekas. Šajā hipotēze ir gēni, kas ļauj pabeigt pirmsdzemdību attīstību un augļa izdzīvošanu, kas ir izvēlēti, nevis adaptīvās spējas pieaugušo dzīvē. Šis process bija adaptīvs tikai tāpēc, ka agrāk pirmsdzemdību uztura laikā pieaugušo uzturs bija saskaņots. Tagad, kad tas bieži nav noticis, šis resursu sadalījums no aizkuņģa dziedzera kļūst nepareizs.

Kopš tās priekšlikuma, taupīgs fenotipa hipotēze ir iedvesmojusi daudz turpmāku darbu, kas savieno hipotēzi ar evolūcijas teoriju. Džonatans Velss pārskatīja vairākus konkurējošus vai papildinošus modeļus taupīgu fenotipu hipotēžu evolūcijai 2007 []. Šie modeļi parasti iedalās divās kategorijās: laika prognozes modeļi un mātes fitnesa modeļi.

Laika prognozes modeļi apgalvo, ka auglis izmanto signālus no in utero vide - īpaši uztura signāli - lai “paredzētu”, kāda veida vide tā sastopas bērnības un / vai pieaugušo dzīves laikā. Var apgalvot, ka ir evolucionāli izdevīgi „sākotnēji” metabolizēt sistēmas, lai nodrošinātu, ka slikta uztura uztveršana ir agrīnā dzīves posmā, lai labāk risinātu nepietiekamas uztura kalpošanas laiku. Metabolisma traucējumi rodas tad, ja pieaugušo vai bērnības vide un augļa vide ir neatbilstoši. Indivīds, kura augļa vide „paredzams”, bada dzīves ilgums viegli attīstīs cukura diabētu un aptaukošanos, kad viņš vai viņa sastopas ar augstu kaloriju diētu [,,]. Lai gan šī modeļu grupa var izskaidrot strauju aptaukošanās epidēmijas rašanos kultūrās, kas pēkšņi iepazīstināja ar rietumu uzturu, tas nepietiekami izskaidro, kāpēc aptaukošanās un diabēts saglabājas pēc nākamajām paaudzēm.

Mātes fitnesa modeļi apgalvo, ka signāli, ko auglis saņem par uzturu dzemdē, ļauj saskaņot savas enerģijas vajadzības ar mātes spēju piegādāt bērnībā. Cilvēkiem ir neparasti ilgs bērnības izaugsmes periods, kura laikā bērni ir gandrīz pilnībā atkarīgi no mātes, lai iegūtu resursus, pat pēc atšķiršanas. Tādēļ tas ir pielāgojams gan mātei, gan bērnam, ja bērna vielmaiņas pieprasījums tiek sinhronizēts ar mātes paša fenotipu, lai bērns neprasītu vairāk (vai mazāk) nekā viņa var sniegt. Bērnu un mātes metabolisma saskaņošana atvieglo vecāku un pēcnācēju konfliktu un ir svarīga veiksmīgai bērna audzēšanai [,], un tādējādi šī pielāgošana uzlabo iekļaujošu fizisko sagatavotību. Šis taupīgs fenotipa modelis varētu izskaidrot, kāpēc aptaukošanās ir iespējama pat tad, ja auglis nav nepietiekams uzturs.

Tīrās fenotipa hipotēžu ietekme uz vielmaiņas sindroma klīnisko pārvaldību ir skaidra: pareiza mātes un grūtniecības barība ir daudz svarīgāka nekā iejaukšanās pieaugušo dzīvē. Ja taupīga fenotipa hipotēze ir pareiza, profilaktisko sabiedrības veselības resursu koncentrēšana uz grūtnieci darīs daudz vairāk, lai apkarotu aptaukošanās epidēmiju nekā koncentrēšanās uz slimību ārstēšanu pieaugušajiem vai pat bērniem.

Thrifty Epigenome hipotēze

Viena no galvenajām TGH kritikām ir tā, ka, ja bads ir tik spēcīgs cilvēka evolūcijas virzītājspēks, kāpēc ne visi cilvēki kļūst aptaukošanās? Kā minēts iepriekš, TGH atbalstītāji bieži apgalvo, ka varbūt bads kļuva tikai par spēcīgu selektīvu spiedienu kopš lauksaimniecības pieauguma, un tāpēc tikai dažas populācijas ir pakļautas šāda veida selektīvajam spiedienam []. Ričarda Stögera „taupīgā epigenome” hipotēze ir pretējs viedoklis un apgalvo, ka visi cilvēki ieņem taupīgu genomu. Patiesībā viņš apgalvo, ka pārtikas trūkums ir bijis viens no galvenajiem evolūcijas spēkiem visā dzīves vēsturē, un vielmaiņas taupība, iespējams, ir visu organismu iezīme. Stöger hipotēze ir paredzēta, lai saskaņotu dažus taupīgas genotipa hipotēzes caurumus, integrējot tos ar taupīgām fenotipu hipotēzēm [].

Stöger hipotēze balstās uz ģenētiskās kanalizācijas koncepciju. Ģenētiskā kanalizācija ir process, ar kura palīdzību poligēna fenotips kļūst „buferēts” pret ģenētisko polimorfismu un vides izmaiņām. Šis process ir adaptīvs, jo svārstīgie vides spiedieni var atstāt nākamās paaudzes nederīgas jaunajai videi. Tādējādi sugas ilgtermiņa evolūcijas vēsture izvēlas multigenetisku sistēmu, kurā mazās mutācijas vispārēji fenotipiskā izteiksmē nedaudz atšķiras []. Viens no veidiem, kā sugas spēj saglabāt šāda veida fenotipa izturību, ir epigenetisks regulējums [].

Stögers apgalvo, ka vielmaiņas taupība ir pakļauta ģenētiskai kanalizācijai un ir fenotipiska iezīme, kas spēj pielāgoties dažādiem vides spiedieniem, izmantojot epigenetisko modifikāciju. Visiem cilvēkiem ir taupīgs genoms, bet fenotipiskā izpausme var mainīties atkarībā no vides ieguldījuma, kas radies paaudžu laikā pārmantoto epigenetisko modifikāciju dēļ. Tādējādi paaudzei, kas dzimusi bada laikā, var būt epigenetiskas genoma modifikācijas, kas ļauj efektīvāk uzglabāt enerģiju, un šīs modifikācijas var nodot cauri dzimumšūnu līnijai. To apliecina „Nīderlandes badu ziemas” pētījuma pierādījumi. Šajā pētījumā tika izsekota vīriešu dzimuma veselība, kas dzimusi pirms, pēc un pēc smagā badā, kas notika Nīderlandē Otrā pasaules kara laikā []. Pētījumā konstatēts, ka vīriešiem, kuru mātes bija piedzīvojušas badu pirmajos divos grūtniecības trimestros, bija daudz augstāks aptaukošanās un diabēta līmenis nekā vīriešiem, kas dzimuši pirms vai pēc bada []. Svarīgi, ka daudzas holandiešu badu kohortas iezīmes ir nodotas nākamajām paaudzēm, kā rezultātā tika konstatēta hipotēze, ka šī kohortas pakāpe ir pakļauta kādam epigenetiskam pārveidojumam, kas ietekmē ķermeņa svaru, un tādējādi var teikt, ka tam ir „taupīgs epigenotips” []. Lai pārbaudītu šo hipotēzi, Tobi et al. (2009) pārbaudīja metilēšanas modeļus indivīdiem, kas bija iecerēti 1944 bada laikā vai neilgi pirms tam, un salīdzināja tos ar viendabīgajiem brāļiem un māsām, kas nav pakļautas viendzimumam []. Viņi atrada izmaiņas vairāku augšanas un vielmaiņas izraisītu loku DNS metilēšanas modeļos bada iedarbībai pakļautiem indivīdiem, atbalstot hipotēzi, ka in utero uztura vide var izraisīt epigenetiskas izmaiņas [].

Līdzīgi paaudzei, kas piedzimst lielas pārtikas pārpalikuma laikā, vajadzētu ieprogrammēt šo vides stāvokli un tādējādi mazāk pakļautu aptaukošanos. Stöger apgalvo, ka tieši tas notiek Klusā okeāna dienvidu daļā esošo Nauru cilvēku vidū. Tiek uzskatīts, ka šī populācija vēsturē ir saskārusies ar atkārtotiem pārtikas trūkuma cēloņiem un šobrīd pasaulē ir viens no augstākajiem aptaukošanās un cukura diabēta rādītājiem, norādot, ka viņiem ir „taupīgs genotips”. Tomēr pēdējos gados šī tendence ir sākusies pretēji, 2 tipa cukura diabēta līmenis samazinās, neraugoties uz nelielām izmaiņām diētā vai dzīvesveidā. Stöger apgalvo, ka Nauruans sāk pāriet uz „svētkiem”.].

Šīs hipotēzes svarīgs aspekts ir tas, ka ģenētiskajiem polimorfismiem var būt ļoti maza ietekme uz aptaukošanās patofizioloģiju. Tas varētu būt izskaidrojums tam, kāpēc, neskatoties uz gadu desmitiem ilgiem pētījumiem un neskaitāmiem GWA pētījumiem par ģenētisko polimorfismu, ir konstatēts salīdzinoši maz ģenētisko variantu, kas saistīti ar aptaukošanās attīstību vai 2 tipa diabētu. Tā vietā taupīga epigenoma hipotēze nozīmē, ka GWA pētījumi par aptaukošanās epigenetiskiem marķieriem būtu auglīgāki.

Turklāt netieši šajā hipotēze ir ideja, ka aptaukošanās epidēmija galu galā atrisinās sevi, ja rietumu uzturs saglabāsies nemainīgs. Populācijas, kurām pašlaik ir aptaukošanās problēma, galu galā pāriet no taupīga epigenoma uz svētkiem. Nesenie pierādījumi liecina, ka šī pāreja jau ir sākusies. Šķiet, ka ASV aptaukošanās līmenis pēdējos gados ir izlīdzinājies [], un pasaules mēroga dati liecina, ka arī bērnu aptaukošanās ātrums ir palielinājies [].

Uzvedības pielāgošana

Lai gan aptaukošanās un vielmaiņas sindroms bieži tiek aplūkoti tikai attiecībā uz tīri fizioloģiskiem procesiem un galvenajiem izdzīvošanas mehānismiem, daudzi citi ir izveidojuši šos traucējumus sociālā kontekstā. Mankar (2008) parādīja, ka cilvēki saista dažādus aptaukošanās līmeņus ar sociālo statusu []. Citi apgalvo, ka cilvēces vēstures laikā aptaukošanās ir bijis signāls bagātībai vai auglībai, ļaujot tiem, kas viegli kļuva aptaukošanās, piesaistīt vairāk biedru un veiksmīgi ražot un aizvest vairāk pēcnācēju []. Patiešām, daži no vecākajiem cilvēka mākslas piemēriem - paleolītiskajām Venus figūriņām - attēlo sievietes ar aptaukošanās ķermeņiem un tiek uzskatīts par auglības simbolu []. Cilvēki ir ļoti sociālas sugas, un tādējādi sociālā mijiedarbība ir bijusi nozīmīga loma cilvēka evolūcijas veidošanā.

Watve un Yajnik (2007) „uzvedības slēdža hipotēze” apvieno gan sociālos, gan fizioloģiskos mehānismus vienotā teorijā par insulīna rezistences un aptaukošanās evolūcijas izcelsmi. Tā apgalvo, ka vielmaiņas slimības ir sociāli ekoloģiskas adaptācijas blakusprodukti, kas ļauj cilvēkiem pāriet no reproduktīvās un sociāli uzvedības stratēģijas. Stratēģijas, ko tās pārslēdz, ir r un K izvēlēta reprodukcija un „spēcīgākas un gudrākas” dzīvesveida stratēģijas (ko tās raksturo kā „karavīrs diplomātam” pārejai). r / K atlases teorija attiecas uz vecāku ieguldījumu pēcnācējiem un kompromisu starp kvalitāti un kvantitāti. Organismi, kas izvēlas “r” izvēli, iegulda vairāk enerģijas daudzu pēcnācēju ražošanā, ar mazāku ieguldījumu katras aprūpes aprūpē []. Tas ir labvēlīgāks, ja suga ir daudz zemāka par savas vides nestspēju []. Organismi, kas izmanto K-atlasi, iegulda daudz laika un enerģijas savos pēcnācējos, bet ražo salīdzinoši maz []. Tā ir labvēlīga sugām, kas ir tuvu to vides pārvadāšanas spējai []. Autori apgalvo, ka vides un sociālie apstākļi, kas dod priekšroku “K izvēlētajai” reproduktīvajai stratēģijai (piemēram, augstam iedzīvotāju blīvumam), ir tādi paši kā tie, kas dod priekšroku „diplomāta” uzvedības stratēģijai (piemēram, pārtikas pārpilnība un sociālā konkurence), un insulīns ir attīstījies kā kopīgs slēdzis abām šīm pārejām.

Šajā hipotēzē vides stimuli, piemēram, pārtikas pārpilnība, iedzīvotāju blīvums, sociālie stresa faktori un citi, kalpo kā vienots ķermenis, lai mainītu insulīna lietošanu. Viņu hipotēze ir atkarīga no idejas, ka dažādiem audiem ir atšķirīgs atkarības līmenis no insulīna glikozes uzņemšanai, un skeleta muskuļu audi ir viens no insulīna atkarīgākajiem un smadzeņu un placentas audi ir viens no insulīna neatkarīgākajiem []. Samazinot insulīna lietošanu ar muskuļiem un citiem no insulīniem atkarīgiem audiem, insulīna rezistence atbrīvo enerģiju lietošanai smadzenēs un / vai placentā, veicinot pāreju gan uzvedības, gan reproduktīvajā stratēģijā. Vairāk glikozes, kas novirzīta uz placentu, varētu izraisīt lielākus zīdaiņu dzimšanas svarus un mediju pāreju uz K izvēlēto reproduktīvo stratēģiju. Turklāt insulīna rezistence samazina ovulāciju, tādējādi samazinot pēcnācēju skaitu un ļaujot katram veikt lielāku ieguldījumu. Glikozes novirzīšana no muskuļu audiem uz smadzenēm varētu būt starpnieka pāreja no „karavīra” uz „diplomātu” dzīvesveidu. Ja pārtika ir ierobežota, enerģija tiek novirzīta uz skeleta muskuļiem, lai palielinātu barības spēju, tāpēc palielinās insulīna jutība. Kad pārtika ir bagāta, smadzenes ir svarīgākas par muskuļiem, lai nodrošinātu dzīvnieka veselību, tāpēc insulīna jutība samazinās, lai smadzeņu attīstībai piešķirtu vairāk resursu. Insulīna signalizācija smadzenēs ir iesaistīta daudzos kognitīvos procesos. Autori ierosina, ka tad, kad nepieciešama intensīva smadzeņu darbība, insulīna līmeņa paaugstināšanās plazmā, ļaujot vairāk smadzeņu signālu smadzenēs. Tā kā augsts plazmas insulīna līmenis var izraisīt hipoglikēmiju, organismam attīstās perifēra insulīna rezistence pret kompensāciju [].

Hipotēze liecina par saistību starp insulīna rezistenci un saslimstību. Autori atzīmē, ka paaugstināts testosterona līmenis palielina vīriešu agresiju un ir saistīts ar „karavīra” dzīvesveidu, imūnsistēmas funkciju pārdalot, lai uzsvērtu subkutānos audus, paredzot lielāku vajadzību pēc brūču dzīšanas []. Viņi pozitīvi vērtē, ka vēdera aptaukošanās, kas saistīta ar pāreju no karavīra uz diplomātu dzīvesveidu, ir pretēja: tā atkārtoti sadala imūnsistēmu no perifērijas un koncentrējas uz vairāk centrāliem audiem. Mūsdienu civilizācijas pārspīlētajā “diplomātiskajā” dzīvesveidā šī pārdalīšana kļūst patoloģiska, izraisot pavājinātu brūču dzīšanu un palielinātu iekaisuma reakciju, kas ir saistīta ar daudziem metaboliskā sindroma traucējumiem []. Svarīgi, ka tas nozīmē, ka insulīna rezistences saslimstību izraisa izmaiņas iekaisuma reakcijā, kas ir uzvedības pārejas blakusprodukti, nevis paša insulīna dēļ. Ja tā ir taisnība, tam ir dziļa ietekme uz insulīna rezistences un aptaukošanās klīnisko pārvaldību. Uzmanības pievēršana vielmaiņas sindroma izraisīto imunoloģisko pārmaiņu kontrolei varētu darīt vairāk, lai mazinātu slimības un mirstību, nekā mēģinot ārstēt aptaukošanos vai insulīna rezistenci.].

Uzvedības slēdža hipotēze izskaidro mūsdienu metabolisko slimību pandēmiju, ko izraisa ekstrēmi vides stimuli: iedzīvotāju blīvums, urbanizācija, sociālā konkurence, pieeja kalorijām un mazkustīgs dzīvesveids, kas pārspīlēts tādā mērā, kas nekad nav bijis redzams cilvēces vēsturē []. Tāpat kā “taupīgā” hipotēžu ģimenē, agrāk adaptīvās fizioloģiskās reakcijas mūsdienu vidē ir kļuvušas nepareizas. Tas nozīmē klīnisko un epidemioloģiskās pārvaldības stratēģiju, kas ievērojami atšķiras no standarta aprūpes vadlīnijām. Hipotēze liecina, ka sociālās reformas būs būtiskas, lai apkarotu aptaukošanos un metabolisko sindromu kā pandēmiju. Hipotēze paredz, ka aptaukošanās un cukura diabēts ir jāpastiprina apgabalos ar augstāku iedzīvotāju blīvumu un lielāku sociālekonomisko konkurenci []. Samazinot pārapdzīvotību pilsētu teritorijās un mazinot sociālo konkurenci, samazinot labklājības atšķirības un padarot sabiedrību vienlīdzīgāku, tas var ietekmēt šo ārpus insulīna atbildes reakciju.

Aptaukošanās nespēja pielāgoties

Lai gan visi citi šajā pārskatā piedāvātie paskaidrojumi ir balstījušies uz pieņēmumu, ka aptaukošanās reiz bija mūsu evolūcijas pagātnes adaptīvs mehānisms, biologs Džons Speakmans savā “drifitajā gēnu hipotēzē” apgalvo tieši pretēji: ka aptaukošanās nav adaptīva un ir ar neitrālu (ti, nejaušu, neselektīvu) evolūcijas procesu palīdzību,,].

Speakmana hipotēze tiek piedāvāta kā tieša alternatīva Neela hipotēzei. Izmantojot statistiskos modeļus, viņš apgalvo, ka, ja svētki / bads cikls būtu cilvēka evolūcijas „vienmēr klāt” dzinējspēks, kā to apgalvoja sākotnējais TGH, pat nelielas selektīvās priekšrocības palielinātas aptaukošanās gadījumā būtu izraisījušas tuvu fiksāciju visiem cilvēkiem virs 2 miljonu gadu cilvēka evolūcijas []. Ja šī TGH versija ir precīza, Speakman apgalvo, ka visi cilvēki būtu aptaukošanās. Tomēr pat mūsdienu industrializēto valstu ļoti aptaukošanās vidē tikai neliela daļa iedzīvotāju ir aptaukošanās, bet citi šķiet rezistenti pret aptaukošanos []. Patiešām, kā jau iepriekš minēts, ASV aptaukošanās līmenis nesen ir apstājies []. Iespējamais izskaidrojums ir tāds, ka visi cilvēki, kas ir pakļauti aptaukošanās gadījumiem, jau ir kļuvuši aptaukošanās, atstājot vietu tālākai izaugsmei. Alternatīvi Speakman apgalvo, ka, ja trūcīgums ir adaptācija pēc lauksaimniecības, kā apgalvo Prentice un citi [] nav pagājis pietiekami daudz laika, lai izskaidrotu mūsdienu aptaukošanās epidēmijas apmēru, ņemot vērā līdz šim apzināto aptaukošanās gēnu nelielo ieguldījumu aptaukošanās.

Speakman arī apgalvo, ka TGH svētki / bada cikls nav vēsturiski precīzs. Viņš atzīmē, ka, lai gan nelielas pārtikas trūkuma periodi ir samērā bieži, šie periodi nerada paaugstinātu mirstību. Patiesas nāves gadījumi, kas izraisa augstu mirstību, ir bijuši salīdzinoši reti visā cilvēces vēsturē, un šajos laikos vislielākā mirstība ir starp ļoti veciem un ļoti jauniem, un tādējādi maz ticams, ka tas būs spēcīgs evolūcijas spēks [].

Speakman apgalvo, ka brīvība no selektīva ierobežojuma pār augstu aptaukošanos, nevis adaptāciju ir labāks modelis, lai izskaidrotu pašreizējo aptaukošanās izplatību mūsdienu sabiedrībā. Lai izskaidrotu, kas būtu ļāvis šo brīvību no selektīva ierobežojuma, Speakman piedāvā hipotēzi par “predation-release”. Ir pierādīts, ka plēsēju apdraudējums ietekmē svara regulēšanu dzīvniekiem. Zīdītāji, kas gūst prieku, samazina ķermeņa lielumu un barošanās laiku, kad ir plēsēji [,]. Ja plēsēji tiek eksperimentāli izslēgti no teritorijas, bankas un prērijas augi palielina ķermeņa svaru, salīdzinot ar kontrolēm []. Laboratorijā šie paši dzīvnieki samazina ķermeņa masu, ja tie tiek pakļauti izkārnījumiem no plēsoņa, bet ne izkārnījumi no ne-plēsējiem [,]. Tiek uzskatīts, ka tas pasargās no plēsoņām, jo ​​mazāki dzīvnieki var pārvietoties ātrāk, ievietot lielāku skaitu slēptuvju un padarīt mazāk pievilcīgus upuru mērķus [].

Agrāk arhaisks cilvēks arī bija pakļauts spēcīgam spiedienam []. Tomēr, sākot ar aptuveni 2 miljoniem gadu, kad radās Homo ģints, arhaisks cilvēks izveidoja lielāku ķermeņa lielumu, palielināja inteliģenci, izmantoja rīku, un lielākoties vairs nebija pakļauts plēsēju spiedienam []. Speakman apgalvo, ka, tā kā zādzība vairs nebija svarīga, nebija spēcīga selektīva spiediena, lai paliktu liesa. Tādējādi gēni, kas kontrolē ķermeņa svara augšējo robežu cilvēkiem, tika atbrīvoti no selektīviem ierobežojumiem un pakļauti ģenētiskai novirzei. Tas ļāva mutācijās brīvi parādīties šajos gēnos, kā rezultātā dažiem indivīdiem un populācijām tika zaudēta vai samazināta to darbība []. Speakman apgalvo, ka ģenētiskā novirze ir labāks skaidrojums par cilvēka ķermeņa svara atšķirībām nekā adaptācijas modeļiem.

Speakmana hipotēze ir kritizēta par dažiem punktiem, jo ​​īpaši, ja nav ņemta vērā bada ietekme uz auglību. Tieši atspēkojot Speakmana hipotēzi, Prentice et al. (2008) [] piekrita Speakman, ka mirstība bada laikā nav bijusi pietiekami liela, lai virzītu taupīgu genotipu, bet apgalvoja, ka dziļas sekas, ko badam ir sievietes auglība, izraisīja metabolisma taupības izvēli. Viņi norāda, ka vēsturiski stipros bados ir novērota gandrīz pilnīga auglības nomākšana un ka 30 līdz 50 procentiem var samazināt auglību mūsdienās Gambijā un Bangladešā []. Tādējādi TGH joprojām var būt dzīvotspējīgs, jo vielmaiņas trūcīgums palielina iekļaujošu fitnesa spēju. Speakman ir vērsies pret šiem argumentiem, norādot, ka pēc bada periodiem bieži ir auglības atjaunošanās, pieaugot koncepcijām, kas kompensē zemas auglības periodu bada laikā [,].

Neskatoties uz pretrunām, šai hipotēzei ir intriģējoša ietekme uz cilvēka aptaukošanās izpēti. Ja cilvēkiem, kuri reaģējot uz plēsoņām nomāca ķermeņa masas palielināšanos, kādreiz pastāvēja mehānismi, līdzīgu mehānismu noteikšana dzīvniekiem var novest pie cilvēka gēnu un vielmaiņas mehānismu identifikācijas, kas ir atbildīgi par ķermeņa masas kontroli, un variācijām, kuras mēs redzam populācijās. Tiesa vai nē, Speakmana hipotēze uzsver nepieciešamību labāk izprast ķermeņa svara regulēšanu citos dzīvniekos ar virkni evolūcijas vēstures, lai patiesi saprastu cilvēka aptaukošanās izcelsmi.

Attiecībā uz klīniskām sekām, ja aptaukošanās ir kaitīgu mutāciju un ģenētiskās novirzes rezultāts, nevis iesakņojusies adaptīvs mehānisms, to var ārstēt kā heterogēnu slimību. Ieskats no pētījumiem par to, kā liesās tautas (un citi dzīvnieki) regulē ķermeņa svaru, var palīdzēt noteikt, kuri gēni ir mutēti aptaukošanās laikā. Speakman's hipotēze varētu paredzēt, ka daudzas dažādas svara regulēšanas sistēmas varētu būt cietušas no funkcionālās mutācijas ģenētiskās novirzes dēļ, un dažādas personas var ietekmēt dažādas sistēmas. Mūsdienu zinātne strauji tuvojas personīgās ģenētikas laikmetam. Ja ķermeņa masas ierobežojuma kontroles ģenētika bija labi saprotama, svara pārvaldības intervences varētu pielāgot indivīdam, pamatojoties uz viņa individuālo ģenētisko profilu. Piemēram, svara pārvaldības stratēģijas būtu ļoti atšķirīgas kādam, kura aptaukošanos izraisīja ģenētiskā problēma, kas saistīta ar pārtikas uzņemšanu, salīdzinot ar kādu, kam ir metabolisks ātrums.

secinājumi

Šajā pārskatā es esmu apspriedusi vairākus svarīgus konkurējošus hipotēzes par aptaukošanās epidēmijas evolūcijas izcelsmi. Tie ir apkopoti Tabula 1, ar papildu hipotēzēm, kas uzskaitītas lasītāju interesēm. Šīs hipotēzes šķiet atšķirīgas, bet ne vienmēr ir nesaderīgas. Taupīga epigenoma hipotēze ir tilts starp taupīgu gēnu un taupīgu fenotipu hipotēzi. Tas piedāvā mehānismu, ar kura palīdzību taupīgi fenotipi darbojas metabolisma veidošanā in utero, veicot tādus pašus pieņēmumus par evolucionārajiem spēkiem uz genoma, ko TGH pozicionē. Uzvedības slēdža hipotēze arī nav nesaderīga ar taupīgu hipotēžu ģimeni. Pārtikas nepietiekamības spiediens (vai tā trūkums) ir svarīgs faktors, kas veicina pāreju no reproduktīvās un dzīvesveida stratēģijas. Pārtikas trūkums veicina „karavīra” dzīvesveidu, savukārt pārtikas bagātība dod priekšroku “diplomāta” dzīvesveidam. Metabolisma taupība joprojām ir svarīgs evolūcijas spēks uzvedības slēdža hipotēzi. Visbeidzot, neskatoties uz to, ka tika veidota drifta gēnu hipotēze, lai tieši apstrīdētu TGH, abu hipotēžu elementi ir precīzi. Izvēlēties taupīgus gēnus varēja paātrināt ar plēsoņu atbrīvošanu / brīvību no selektīva ierobežojuma scenārija. Attālā pagātnē var pastāvēt līdzsvars starp metabolisko taupību un svara kontroli, lai izvairītos no plēsoņām, kam var būt ierobežota izvēle taupīgiem gēniem. Kad plēsēju draudi tika novērsti un vairs nebija atlases liesumam, būtu iespējams izvēlēties, ka trāpīgums ir nepieciešams.

Tabula 1 

Metaboliskā sindroma evolūcijas hipotēžu kopsavilkums.

Lai gan ir daudz vairāk nekā vienas hipotēzes pareizības, joprojām ir svarīgi noteikt precīzu aptaukošanās evolūcijas izcelsmi. Neskatoties uz ļoti mazajiem stingrajiem pētījumiem, lai to atbalstītu, gan pētnieki, gan sabiedrība kopumā ir pieņēmušas TGH. Tā rezultātā ir izdarīti daudzi pieņēmumi par aptaukošanās cēloņiem, kas balstīti uz TGH, kas ir ļoti ietekmējuši aptaukošanās un diabēta pētniecību un klīnisko pārvaldību. Ievērojami pētnieciskie līdzekļi ir izlietoti, lai atrastu nenovēršamus "taupīgus" gēnus, kas varētu izskaidrot aptaukošanās epidēmijas apmēru, tomēr tie, kas tika atklāti, izskaidro aptaukošanos tikai ļoti nelielā iedzīvotāju daļā vai palielina aptaukošanās risku ar ļoti maziem pasākumus. Stingrāka TGH derīguma pārbaude varētu novest pie mērķtiecīgākas un efektīvākas pieejas aptaukošanās etioloģijai. Katra manis apspriestā hipotēze liecina par ļoti atšķirīgām pētniecības stratēģijām.

Visbeidzot, evolūcijas mehānismi, kas pieļauj aptaukošanos, ir ļoti svarīgi epidēmijas klīniskajai un sabiedrības veselības pārvaldībai. TGH norāda, ka vienkāršām izmaiņām diētā un fiziskajā slodzē jānovērš aptaukošanās, un, lai gan šī intuitīvi ir jēga, mēs zinām, ka šī stratēģija ir vieglāk pateikt nekā izdarīts. Lai gan „nesakritības” korekcija starp vidi, kurā cilvēki attīstījās, un mūsdienu vide, iespējams, varētu apkarot aptaukošanās epidēmiju saskaņā ar lielāko daļu apspriesto hipotēžu, citas hipotēzes nodrošina daudz atšķirīgas un specifiskākas stratēģijas aptaukošanās ārstēšanai un profilaksei, un TGH. Drifty gēnu hipotēze nozīmē, ka, lai ārstētu aptaukošanos, ir nepieciešama vairāk uz slimību balstīta stratēģija, kas vērsta uz individuālo ģenētisko vēsturi. Uzsvars tiek likts gan uz taupīgu fenotipu, gan uz taupīgām epigēnām hipotēzēm in utero uzturs un nozīmē, ka pieaugušo vecumā veiktās dzīvesveida izmaiņas lielā mērā ir veltīgas. Šīs hipotēzes ir īpaši svarīgas, lai cīnītos pret aptaukošanās pieaugumu jaunattīstības valstīs. Visbeidzot, uzvedības slēdža hipotēze liecina par radikāli atšķirīgu 2 diabēta un aptaukošanās ārstēšanas stratēģiju, galvenokārt uzsverot cīņu pret iekaisuma reakciju, nevis pašiem šiem traucējumiem. Turklāt uzvedības maiņas hipotēze liecina, ka plašas sociālās un ekonomiskās reformas samazinās aptaukošanās epidēmijas pamatcēloņus un apturēs tās izaugsmi.

Lai gan visas šīs klīnikas vadības stratēģijas nav nesaderīgas un to noteikti var piemērot paralēli, ņemot vērā globālo veselības aprūpes iestāžu ierobežotos resursus, ir skaidrs, ka ir nepieciešama turpmāka izpēte, lai pielāgotu ārstēšanu un atrastu tos, kas būs visefektīvākie. Cilvēka evolūcijas izpēte ir ļoti svarīga mūsdienu cilvēku veselībai, un tā nav vienkārša akadēmiska darbība.

Saīsinājumi

TGHtaupīgs gēnu hipotēze
SNPvienu nukleotīdu polimorfismu
GWAgenoma mēroga asociācija
 

Autora piezīme

Finansējums tiek nodrošināts, izmantojot Nacionālās Zinātnes fonda absolventu pētniecības stipendiju programmu.

Atsauces

  • Caballero B. Aptaukošanās globālā epidēmija: pārskats. Epidemiol Rev. 2007, 29: 1 – 5. [PubMed]
  • Beltrán-Sánchez H, Harhay MO, Harhay MM, McElligott S. Metabolisma sindroma izplatība un tendences pieaugušo ASV populācijā, 1999-2010. J Am Coll Cardiol. 2013, 62 (8): 697 – 703. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Ervins RB. Metaboliskā sindroma izplatība pieaugušajiem 20 gadus veciem un vecākiem pēc dzimuma, vecuma, rases un etniskās piederības un ķermeņa masas indeksa: Amerikas Savienotās Valstis, 2003-2006. Natl Health Stat ziņojums. 2009 (13): 1 – 7. [PubMed]
  • Popkin BM, Adair LS, Ng SW. Globālā uztura pāreja un aptaukošanās pandēmija jaunattīstības valstīs. Nutr Rev. 2012; 70 (1): 3 – 21. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Prentice AM. Jaunās aptaukošanās epidēmija jaunattīstības valstīs. Int J Epidemiol. 2006, 35 (1): 93 – 99. [PubMed]
  • Barness LA, Opitz JM, Gilbert-Barness E. Aptaukošanās: ģenētiskie, molekulārie un vides aspekti. Am J Med Genet A. 2007; 143A (24): 3016 – 3034. [PubMed]
  • Stunkard AJ, Sørensen TIZ, Hanis C, Teasdale TW, Chakraborty R, Schull W. et al. Cilvēka aptaukošanās pētījums. N Engl J Med. 1986, 314 (4): 193 – 198. [PubMed]
  • Sørensen TIZ, Price RA, Stunkard AJ, Schulsinger F. Aptaukošanās ģenētika pieaugušajiem un viņu bioloģiskajiem brāļiem un māsām. BMJ. 1989, 298 (6666): 87 – 90. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Speakman JR. Thrifty gēni aptaukošanās un metaboliskā sindroma - laiks, lai izsauktu meklēšanu? Diab Vasc Dis Res. 2006, 3 (1): 7 – 11. [PubMed]
  • Diamond J. Diabēta dubultā mīkla. Daba. 2003, 423 (6940): 599 – 602. [PubMed]
  • Beck-Nielsen HH. Insulīna rezistences sindroma vispārīgās īpašības: izplatība un pārmantojamība. Eiropas grupa insulīna rezistences pētīšanai (EGIR). 1999; 58 (Suppl 1): 75 – 82. [PubMed]
  • Neel JV. Diabēts Mellitus: “Thrifty” genotips, ko „Progress” nodara kaitējumu? Am J Hum Genet. 1962: 14: 353 – 362. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Speakman JR. Attīstības perspektīvas par aptaukošanās epidēmiju: adaptīvie, nepareizie un neitrālie viedokļi. Annu Rev Nutr. 2013: 33: 289 – 317. [PubMed]
  • Wells JCK. Vides kvalitāte, attīstības plastiskums un taupīgs fenotips: evolūcijas modeļu pārskats. Evol Bioinform Online. 2007: 3: 109 – 120. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Watve MG, Yajnik CS. Insulīna rezistences evolūcijas izcelsme: uzvedības slēdža hipotēze. BMC Evol Biol. 2007: 7: 61. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Simpson K, Parker J, Plumer J, Bloom S. CCK, PYY un PP: Enerģijas bilances kontrole. Eksperimentālās farmakoloģijas rokasgrāmata. Berlīne, Heidelberga: Springer Berlin Heidelberg; 2011. lpp. 209 – 230. [PubMed]
  • Karatsoreos IN, Thaler JP, Borgland SL, Champagne FA, Hurd YL, Hill MN. Domas par uzturu: hormonālas, pieredzes un neirālas ietekmes uz barošanu un aptaukošanos. J Neurosci. 2013, 33 (45): 17610 – 17616. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Vainik U, Dagher A, Dubé L, Fellows LK. Ķermeņa masas indeksa un ēšanas uzvedības neirobiedarbības korelācijas pieaugušajiem: sistemātiska pārskatīšana. Neurosci Biobehav Rev. 2013, 37 (3): 279 – 299. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Frisch RE. Sieviešu auglība un ķermeņa tauku savienojums. Čikāga: Čikāgas preses universitāte; 2002.
  • ESHRE Capri darbnīcas grupa. Uzturs un reprodukcija sievietēm. Hum Reprod atjaunināšana. 2006, 12 (3): 193 – 207. [PubMed]
  • Daniels F, Baker PT. 15 C. J Appl Physiol saikne starp ķermeņa tauku un drebuļiem gaisā. 1961: 16: 421 – 425. [PubMed]
  • Cannon B, Nedergaard J. Brown Adipose Tissue: Funkcija un fizioloģiskā nozīme. Physiol Rev. 2004, 84 (1): 277 – 359. [PubMed]
  • Rowland N, Vaughan C, Mathes C, Mitra A. Barošanas uzvedība, aptaukošanās un neiroekonomika. Physiol Behav. 2008; 93 (1-2): 97 – 109. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Speakman JR. Nonadaptīvs scenārijs, kas izskaidro ģenētisko nosliece uz aptaukošanos: „predation release” hipotēze. Šūnu metabs. 2007, 6 (1): 5 – 12. [PubMed]
  • Peacock WL, Speakman JR. Augsta tauku satura diētas ietekme uz ķermeņa masu un enerģijas bilanci bankā. Physiol Behav. 2001; 74 (1-2): 65 – 70. [PubMed]
  • Liesenjohann T, Eccard JA. Ēdināšana ar vienādu risku no dažāda veida plēsoņām. BMC Ecol. 2008: 8: 19. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Carlsen M, Lodal J, Leirs H, Secher Jensen T. Iedarbības riska ietekme uz ķermeņa svaru laukā, Microtus agrestis. Oikos. 1999 (87): 277 – 285.
  • Neel JV. „Thrifty genotips” 1998. Nutr Rev. 1999; 57 (5 Pt 2): S2 – S9. [PubMed]
  • Newman B, Selby JV, King MC, Slemenda C, Fabsitz R, Friedman GD. 2 tipa (insulīnneatkarīga) cukura diabēta atbilstība vīriešu dvīņiem. Diabetologia. 1987, 30 (10): 763 – 768. [PubMed]
  • Poulsens PP, Kyviks KOK, Vaags AA, Beks-Nīlsens HH. II tipa (no insulīna atkarīga) cukura diabēta pārmantojamība un patoloģiska glikozes tolerance - divu populāciju populācijas pētījums. Diabetologia. 1999; 42 (2): 139–145. [PubMed]
  • Razquin CC, Marti AA, Martinez JAJ. Pierādījumi par trim attiecīgajiem obesogēniem: MC4R, FTO un PPARγ. Personalizētas uztura pieejas. Mol Nutr Food Res. 2011, 55 (1): 136 – 149. [PubMed]
  • Loos RJF. Nesenie panākumi kopējā aptaukošanās ģenētikā. Br J Clin Pharmacol. 2009, 68 (6): 811 – 829. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Speakman JR. Thrifty gēni aptaukošanās, pievilcīga, bet kļūdaina ideja, un alternatīva perspektīva: “drifty gēnu” hipotēze. Int J Obes (Londona) 2008, 32 (11): 1611 – 1617. [PubMed]
  • Flegal KMK, Carroll MDM, komplekts BKB, Ogden CLC. Aptaukošanās izplatība un tendences ķermeņa masas indeksa sadalījumā starp ASV pieaugušajiem, 1999-2010. JAMA. 2012, 307 (5): 491 – 497. [PubMed]
  • Prentice AM, Hennig BJ, Fulford AJ. Aptaukošanās epidēmijas evolūcijas izcelsme: taupīgu gēnu dabiska atlase vai ģenētiskā dreifēšana pēc plēsēju atbrīvošanas? Int J Obes (Lond) 2008, 32 (11): 1607 – 1610. [PubMed]
  • Prentice AM. Agrīna ietekme uz cilvēka enerģijas regulēšanu: taupīgi genotipi un taupīgi fenotipi. Physiol Behav. 2005, 86 (5): 640 – 645. [PubMed]
  • Southam L, Soranzo N, Montgomery SB, Frayling TM, Mccarthy MI, Barroso I. et al. Vai taupīga genotipa hipotēze pamatojas uz pierādījumiem, kas balstīti uz apstiprinātiem 2 tipa diabēta un aptaukošanās variantiem? Diabetologia. 2009, 52 (9): 1846 – 1851. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Baschetti R. Diabetes epidēmija jaunās rietumu populācijās: vai tas ir saistīts ar taupīgiem gēniem vai ģenētiski nezināmiem pārtikas produktiem? Karaļa Medicīnas biedrības žurnāls. 1998, 91 (12): 622 – 625. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Sharma AM. Thrifty-genotipa hipotēze un tās ietekme uz cilvēka sarežģītu ģenētisko traucējumu izpēti. J Mol Med (Berl) 1998, 76 (8): 568 – 571. [PubMed]
  • Kagawa Y, Yanagisawa Y, Hasegawa K, Suzuki H, Yasuda K, Kudo H. et al. Enerģijas vielmaiņas taupīgu gēnu viens nukleotīdu polimorfisms: evolūcijas izcelsme un iejaukšanās izredzes, lai novērstu ar aptaukošanos saistītās slimības. Biochem Biophys Res Commun. 2002, 295 (2): 207 – 222. [PubMed]
  • Lau DCW, Douketis JD, Morrison KM, Hramiak IM, Sharma AM, Ur E. 2006 Kanādas klīniskās prakses vadlīnijas par aptaukošanās pārvaldību un profilaksi pieaugušajiem un bērniem [kopsavilkums] CMAJ. 2007, 176 (8): S1 – S13. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Grundy SM, Hansen B, Smith SC, Cleeman JI, Kahn RA. Metabolisma sindroma klīniskā vadība: Amerikas Sirds asociācijas / Nacionālās sirds, plaušu un asins institūta / amerikāņu diabēta asociācijas konference par zinātniskiem jautājumiem, kas saistīti ar vadību. Cirkulācija. 2004, 109 (4): 551 – 556. [PubMed]
  • Rolls BJ, Bell EA. Uztura pieejas aptaukošanās ārstēšanai. Med Clin North Am. 2000, 84 (2): 401 – 418. [PubMed]
  • King NA, Horner K, Hills AP, Byrne NM, Wood RE, Bryant E. et al. Vingrojumi, apetīte un svara vadība: izpratne par kompensējošām reakcijām ēšanas paradumos un to, kā tās veicina svārstību svārstību īstenošanu. Br J Sports Med. 2012, 46 (5): 315 – 322. [PubMed]
  • Hales CN, Barker DJ. 2 tipa (insulīnneatkarīgs) cukura diabēts: taupīga fenotipa hipotēze. Diabetologia. 1992, 35 (7): 595 – 601. [PubMed]
  • Bateson P. Augļa pieredze un labs pieaugušo dizains. Int J Epidemiol. 2001, 30 (5): 928 – 934. [PubMed]
  • Gluckman P, Hanson M. Augļa matrica: evolūcija, attīstība un slimība. Ņujorka: Cambridge University Press; 2005.
  • Wells JCK. Taupīga fenotipa hipotēze: taupīgs pēcnācējs vai taupīga māte? J Theor Biol. 2003, 221 (1): 143 – 161. [PubMed]
  • Prentice AM. Bads cilvēkiem: evolūcijas fons un mūsdienu sekas. Mech Aging Dev. 2005, 126 (9): 976 – 981. [PubMed]
  • Stöger R. Taupīgs epigenotips: iegūta un iedzimta nosliece uz aptaukošanos un diabētu? Bioessays. 2008, 126 (9): 976 – 981. [PubMed]
  • Kawecki TJ. Ģenētiskās kanalizācijas evolūcija svārstīgā atlasē. Evolūcija. 2000, 54 (1): 1 – 12. [PubMed]
  • Stein Z, Susser M, Saenger G, Marolla F. Bada un cilvēku attīstība: holandiešu 1944-1945 bada ziema. Oxford University Press; 1975.
  • Ravelli GP, Stein ZA, Susser MW. Aptaukošanās jauniem vīriešiem pēc bada iedarbības dzemdē un agrā bērnībā. N Engl J Med. 1976, 295 (7): 349 – 353. [PubMed]
  • Tobi EW, Lumey LH, Talens RP, Kremers D, Putter H, Stein AD. un citi. DNS metilēšanas atšķirības pēc pirmsdzemdību bada iedarbības ir kopīgas un laika un dzimuma specifika. Hum Mol Genet. 2009, 18 (21): 4046 – 4053. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Olds TT, Maher CC, Zumin SS, Péneau SS, Lioret SS, Castetbon KK. un citi. Pierādījumi, ka bērna liekais svars ir izplatīts: dati no deviņām valstīm. Int J Pediatr Obes. 2011; 6 (5-6): 342 – 360. [PubMed]
  • Mankar M, Joshi RS, Belsare PV, Jog MM, Watve MG. Aptaukošanās kā uztverts sociālais signāls. PLoS ONE. 2008, 3 (9): e3187. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Wells JK. Cilvēka tauku un jutības pret aptaukošanos attīstība: etoloģiska pieeja. Biol Rev Camb Philos Soc. 2006, 81 (2): 183 – 205. [PubMed]
  • Seshadri KG. Venusiešu stāsts par paleolītiskām proporcijām. Indijas J Endokrinola Metaba. 2012, 16 (1): 134 – 135. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Pianka ER. R-un K-atlasē. American Naturalist. 1970: 592 – 597.
  • Braude S. Stress, testosterons un imunoristirācijas hipotēze. Uzvedības ekoloģija. 1999, 10 (3): 345 – 350.
  • Berger LR. Īss paziņojums: Predatorijas putnu bojājumi Taung tipa galvaskausa Austropithecus africanus Dart 1925. Am J Phys Antropols. 2006, 131 (2): 166 – 168. [PubMed]
  • Kuzawa C. Pieaugušo veselības attīstības izcelsme: paaudžu inercija adaptācijā un slimībās. Evolūcija un veselība. 2008: 325 – 349.
  • Belsare PV, Watve MG, Ghaskadbi SS, Bhat DS, Yajnik CS, Jog M. Metabolisma sindroms: Agresijas kontroles mehānismi vairs nav kontrolēti. Med hipotēzes. 2010, 74 (3): 578 – 589. [PubMed]
  • Corbett SJ, McMichael AJ, Prentice AM. 2 tipa diabēts, sirds un asinsvadu slimības un policistisko olnīcu sindroma evolucionālais paradokss. Am J Hum Biol. 2009, 21 (5): 587 – 598. [PubMed]