Почему на самом деле люди толстеют и как с этим бороться
Глобальной проблемой современности является ожирение, от которого страдают сейчас более 500 млн человек во всем мире. Только в США ожирением больна почти треть взрослого населения, а еще одна треть имеет избыточный вес. Новейшие исследования показывают, что одна из причин ожирения — гены и мутации в них. Именно гены определяют во многом пищевые привычки и пищевое поведение человека. Соответственно, изменив генетический код, можно не только избавиться от лишнего веса, но и предотвратить все связанные с ожирением болезни.
Настоящей сенсацией стало открытие гена FTO, вернее, его идентификация с избыточным весом. До недавнего времени считалось, что лишние килограммы возникают в основном из-за переедания и недостатка физических упражнений. Однако, как оказалось, люди с высоким ИМТ (индексом массы тела) имеют мутации гена FTO, который ученые назвали "геном ожирения".
В процессе исследования ученые из Гарварда и Массачусетского технологического института обнаружили, что в измененном состоянии этот ген активизирует два других — IRX3 и IRX5, которые отвечают за процесс расхода жира и производство из него тепла. Кроме того, они показали, что с помощью технологии редактирования ДНК можно изменять состояние генов, настраивая их либо на накопление, либо на сжигание жира. Как известно, жировые клетки могут быть двух видов — белые адипоциты, которые запасают энергию в виде жира, и бурые адипоциты, использующие ее для производства тепла. Повышенная активность IRX3 и IRX5 способствует формированию белых адипоцитов, приводя к появлению избыточной жировой ткани.
Использовав технологию генного редактирования CRISPR-Cas 9, исследователи отредактировали ген FTO. После этой обработки уровень активности IRX3 и IRX5 снизился, а развивающиеся клетки стали чаще становиться бурыми адипоцитами. У мышей, которым ввели модифицированный ген FTO, началась стремительная потеря веса, причем они ели не меньше, двигались не больше, но жир интенсивно сгорал. Ученые уверены, что аналогичных результатов можно добиться и с клетками человека. Такая технология может стать революционной методикой лечения ожирения: можно предотвратить его развитие, а также вылечить человека с уже имеющимся заболеванием.
Исследовали ген FTO и специалисты из шведского Университета Упсалы. Они доказали, что он отвечает не только за набор веса, но и тахикардию и другие нарушения, которые приводят к сердечным приступам. К такому выводу ученые пришли, изучив ДНК людей с ожирением и проблемами с сердцем. Во время сравнения ученые отмечали мутации в генах, связанных с развитием ожирения, и проверяли, насколько часто их обладатели страдали от проблем с сердцем. Оказалось, что мутации в одном из таких участков ДНК, гене FTO, одновременно влияли и на лишний вес человека, и на его уязвимость к заболеваниям сердечно-сосудистой системы. Каждая условная "мутация" в этом гене приводила к увеличению индекса массы тела на 0,3-0,4 пункта и одновременно повышала риск сердечного приступа и других проблем с сердцем на 20%.
Обнаружились и другие различия в работе генов у стройных и полных людей, в частности, касающиеся производства ферментов в печени и инсулина в поджелудочной железе. Это в очередной раз подтвердило связь ожирения с диабетом II типа. Исследование шведских ученых поможет предсказывать вероятность сердечных приступов у полных людей и заблаговременно их предупредить.
Именно FTO отвечает за острое расстройство пищевого поведения, а не так называемая "пищевая распущенность", как это принято считать. В исследовании, проводившемся в Лондоне, ученые разделили группу из 359 здоровых мужчин с нормальным весом с учетом состояния гена FTO в их организме. У большинства из них были выявлены гены, не связанные с риском ожирения, а у 45 присутствовал мутированный ген, провоцирующий повышенный аппетит и желание потреблять чрезмерное количество калорий.
Чтобы выяснить, как мутированные гены влияют на аппетит, ученые измеряли уровень гормона грелина (отвечает за чувство насыщения) в крови участников эксперимента до и после приема пищи. По сравнению с мужчинами, у которых мутаций FTO обнаружено не было, у испытуемых с мутацией уровень грелина снижался в меньшей степени, что означало неполное насыщение пищей.
Исследования связей, в рамках которых проводится сравнение генетики людей с избыточным и нормальным весом, позволяют быстрее и эффективнее выявлять генетические факторы, способствующие увеличению массы тела и искать способы ими управлять.
Недавно был обнаружен еще один, новый "ген ожирения". При проведении опытов с лабораторными мышами ученые Бостонской детской больницы нашли редкую генетическую мутацию гена Mrap2, из-за которой сложно сжигать поступающие с жиром калории.
Из-за мутации гена Mrap2 подопытные мыши очень быстро прибавляли в весе, хотя порции еды и ее калорийность не отличались от рациона грызунов контрольной группы без мутаций. Как выяснилось, у мышей с мутированным геном жир не расщеплялся для превращения в энергию, а просто откладывался про запас.
И у животных, и у людей два гена Mrap2, и даже при наличии одного дефектного гена отмечается значительное прибавление веса, хотя и не такое заметное, как в случае, когда мутируют оба Mrap2. После наблюдений за грызунами ученые исследовали и гены страдающих ожирением людей. Они отметили четыре мутации человеческого Mrap2, и у каждого из людей с избыточным весом какие-то из них наблюдались.
Последние открытия также демонстрируют, что, воздействуя на гормоны, можно не только избавиться от ожирения, но и замедлить старение организма. Так, в новом номере журнала Molecular Psychiatry ученые из японского Университета Кагосимы опубликовали статью, в которой описывают, как гормон грелин, ассоциирующийся с чувством голода и насыщения, замедляет старение тела, мозга и сосудов. Интересно, что выработку грелина у подопытных мышей стимулировало потребление риккунсито — популярного японского народного средства от болей в желудке.
Грелин давно пытаются использовать и как средство от ожирения, и для продления молодости, но проблема в том, что он действует только в паре с белком SIRT1, связанным с реакцией организма на стресс. А стимулировать выработку и того, и другого до сих пор не удавалось. И вот ученые из Университета Кагосимы обнаружили, что грелин активировать очень просто — при помощи народного японского средства риккунсито, изготовляемого из корней растения Atractylodes lancea. В нем содержится атрактилодин, побуждающий нервные клетки в кишечнике производить молекулы грелина. Но самое главное, вместе с грелином вырабатывается и SIRT1. В процессе экспериментов выяснилось, что регулярный прием риккунсито и атрактилодина снижает вес грызунов без изменения рациона, а также увеличивает продолжительность их жизни до 40%. На очереди эксперименты на обезьянах, и если они пройдут успешно, технологию испытают на людях.
