Чому насправді люди товстіють і як з цим боротися

Глобальною проблемою сучасності є ожиріння, від якого страждають зараз понад 500 млн осіб у всьому світі. Тільки в США ожирінням хвора майже третина дорослого населення, а ще одна третина має надлишкову вагу. Новітні дослідження показують, що одна з причин ожиріння — гени і мутації в них. Саме гени визначають багато в чому харчові звички і харчову поведінку людини. Відповідно, змінивши генетичний код, можна не тільки позбутися від зайвої ваги, але і запобігти всі пов'язані з ожирінням хвороби.

Справжньою сенсацією стало відкриття гена FTO, вірніше, його ідентифікація з надмірною вагою. До недавнього часу вважалося, що зайві кілограми виникають в основному через переїдання і нестачі фізичних вправ. Однак, як виявилося, люди з високим ІМТ (індекс маси тіла) мають мутації гена FTO, який учені назвали "геном ожиріння".

У процесі дослідження вчені з Гарварда і Массачусетського технологічного інституту виявили, що в зміненому стані цей ген активізує два інших — IRX3 і IRX5, які відповідають за процес витрати жиру та виробництво з нього тепла. Крім того, вони показали, що за допомогою технології редагування ДНК можна змінювати стан генів, налаштовуючи їх на накопичення, або на спалювання жиру. Як відомо, жирові клітини можуть бути двох видів — білі адипоцити, які запасають енергію у вигляді жиру, і бурі адипоцити, використовують її для виробництва тепла. Підвищена активність IRX3 і IRX5 сприяє формуванню білих адипоцитів, приводячи до появи надмірної жирової тканини.

Використавши технологію генного редагування CRISPR-Cas 9, дослідники відредагували ген FTO. Після цієї обробки рівень активності IRX3 і IRX5 знизився, а розвиваються клітини стали частіше ставати бурими адипоцитами. У мишей, яким ввели модифікований ген FTO, почалася стрімка втрата ваги, причому вони їли не менше, рухалися не більше, але жир інтенсивно згорав. Вчені впевнені, що аналогічних результатів можна досягти і з клітинами людини. Така технологія може стати революційною методикою лікування ожиріння: можна запобігти його розвиток, а також вилікувати людину з уже наявним захворюванням.

Досліджували ген FTO та фахівці зі шведського Університету Упсали. Вони довели, що він відповідає не тільки за набір ваги, але і тахікардію та інші порушення, які призводять до серцевих нападів. До такого висновку вчені прийшли, вивчивши ДНК людей з ожирінням і проблемами із серцем. Під час порівняння вчені відзначали мутації в генах, пов'язаних з розвитком ожиріння, і перевіряли, наскільки часто їх володарі потерпали від проблем з серцем. Виявилося, що мутації в одному з таких ділянок ДНК, ген FTO, одночасно впливали і на зайву вагу людини, і на його вразливість до захворювань серцево-судинної системи. Кожна умовна "мутація" в цьому гені призводила до збільшення індексу маси тіла на 0,3-0,4 пункту і одночасно підвищувала ризик серцевого нападу та інших проблем з серцем на 20%.

Виявилися й інші відмінності в роботі генів у струнких і повних людей, зокрема, що стосуються виробництва ферментів у печінці та інсуліну в підшлунковій залозі. Це в черговий раз підтвердило зв'язок ожиріння з діабетом II типу. Дослідження шведських учених допоможе передбачити ймовірність серцевих нападів у повних людей і завчасно їх попередити.

Саме FTO відповідає за гострий розлад харчової поведінки, а не так звана "харчова розбещеність", як це прийнято вважати. У дослідженні, проведеному в Лондоні, вчені розділили групу з 359 здорових чоловіків з нормальною вагою з урахуванням стану гена FTO в їх організмі. У більшості з них були виявлені гени, не пов'язані з ризиком ожиріння, а у 45 присутній мутірованний ген, що провокує підвищений апетит і бажання споживати надмірну кількість калорій.

Щоб з'ясувати, як мутовані гени впливають на апетит, учені вимірювали рівень гормону греліну (відповідає за відчуття насичення) в крові учасників експерименту до і після прийому їжі. У порівнянні з чоловіками, у яких мутацій FTO виявлено не було, у випробовуваних з мутацією рівень греліну знижувався в меншій мірі, що означало неповне насичення їжею.

Дослідження зв'язків, в рамках яких проводиться порівняння генетики людей з надмірною та нормальною вагою, дозволяють швидше і ефективніше виявляти генетичні фактори, що сприяють збільшенню маси тіла і шукати способи ними керувати.

Нещодавно був виявлений ще один, новий "ген ожиріння". При проведенні дослідів з лабораторними мишами вчені Бостонської дитячої лікарні знайшли рідкісну генетичну мутацію гена Mrap2, з-за якої складно спалювати надходять з жиром калорії.
Через мутації гена Mrap2 піддослідні миші дуже швидко додавали у вазі, хоча порції їжі та її калорійність не відрізнялися від раціону гризунів контрольної групи без мутацій. Як з'ясувалося, у мишей з мутированным геном жир не розщеплювався для перетворення в енергію, а просто відкладався про запас.

І у тварин, і у людей два гена Mrap2, і навіть при наявності одного дефектного гена відзначається значне збільшення ваги, хоча і не таке помітне, як у випадку, коли мутують обидва Mrap2. Після спостережень за гризунами вчені досліджували і гени страждають ожирінням людей. Вони відзначили чотири мутації людського Mrap2, і у кожного з людей з надмірною вагою якісь з них спостерігалися.

Останні відкриття також демонструють, що, впливаючи на гормони, можна не тільки позбутися від ожиріння, але і уповільнити старіння організму. Так, у новому номері журналу Molecular Psychiatry вчені з японського Університету Кагосимы опублікували статтю, в якій описують, як гормон грелін, що асоціюється з відчуттям голоду і насичення, уповільнює старіння тіла, мозку і судин. Цікаво, що вироблення греліну у піддослідних мишей стимулювало споживання риккунсито — популярного японського народного засобу від болів у шлунку.

Грелін давно намагаються використовувати і як засіб від ожиріння, і для продовження молодості, але проблема в тому, що він діє тільки в парі з білком SIRT1, пов'язаних з реакцією організму на стрес. А стимулювати вироблення і того, і іншого досі не вдавалося. І ось вчені з Університету Кагосимы виявили, що грелін активувати дуже просто — за допомогою народного японського кошти риккунсито, виготовленого з коренів рослини Atractylodes lancea. У ньому міститься атрактилодин, спонукає нервові клітини в кишечнику виробляти молекули греліну. Але найголовніше, разом з грелином виробляється і SIRT1. В процесі експериментів з'ясувалося, що регулярний прийом риккунсито і атрактилодина знижує вагу гризунів без зміни раціону, а також збільшує тривалість їх життя до 40%. На черзі експерименти на мавпах, і якщо вони пройдуть успішно, технологію випробують на людях.