Gènes et obésité

Que viennent faire les gènes dans l’obésité ?

L’obésité est le résultat d’un déséquilibre énergétique chronique chez une personne qui absorbe constamment plus de calories provenant des aliments et des boissons que ce qui est nécessaire pour alimenter les fonctions métaboliques et physiques de son corps. L’augmentation rapide de la prévalence de l’obésité dans la population au cours des dernières décennies a été attribuée à un environnement « obésogène », qui offre un accès facile à des aliments riches en calories mais limite les possibilités d’activité physique. L’épidémie d’obésité peut être considérée comme une réponse collective à cet environnement. L’obésité est un problème de santé publique important car elle augmente le risque de développer un diabète, une maladie cardiaque, un accident vasculaire cérébral et d’autres maladies graves.

Même dans un environnement obésogène, tout le monde ne devient pas obèse. Avant l’ère de la recherche génomique, les études portant sur les membres de la famille, les jumeaux et les adoptés offraient des preuves scientifiques indirectes qu’une part non négligeable de la variation du poids chez les adultes est due à des facteurs génétiques. Par exemple, une étude clé qui a comparé l’indice de masse corporelle (IMC) de jumeaux élevés ensemble ou séparément a révélé que les facteurs héréditaires avaient plus d’influence que l’environnement de l’enfance.Icône externe

Un gène ou plusieurs ?

Rares sont les cas où l’obésité survient dans les familles selon un schéma héréditaire clair causé par des changements dans un seul gène. Le gène le plus souvent impliqué est le MC4R, qui code pour le récepteur de la mélanocortine 4. Des modifications du MC4R qui diminuent sa fonction se retrouvent chez une petite fraction (<5%) des personnes obèses dans divers groupes ethniques. Les enfants affectés ressentent une faim extrême et deviennent obèses en raison d’une suralimentation constante (hyperphagie). Jusqu’à présent, des variantes rares dans au moins neuf gènes ont été impliquées dans l’obésité monogénique.

Dans la plupart des personnes obèses, aucune cause génétique unique ne peut être identifiée. Depuis 2006, les études d’association à l’échelle du génome ont trouvé plus de 50 gènes associés à l’obésité, la plupart avec des effets très faibles. Plusieurs de ces gènes présentent également des variantes associées à une obésité monogénique, un phénomène qui a été observé dans de nombreuses autres affections courantes. La plupart des obésités semblent être multifactorielles, c’est-à-dire le résultat d’interactions complexes entre de nombreux gènes et facteurs environnementaux.

Comment les gènes contrôlent-ils l’équilibre énergétique ?

Le cerveau régule la prise alimentaire en répondant aux signaux reçus du tissu adipeux (graisseux), du pancréas et du tube digestif. Ces signaux sont transmis par des hormones – comme la leptine, l’insuline et la ghréline – et d’autres petites molécules. Le cerveau coordonne ces signaux avec d’autres entrées et répond en donnant des instructions à l’organisme : soit manger davantage et réduire la consommation d’énergie, soit faire le contraire. Les gènes sont à la base des signaux et des réponses qui guident la prise alimentaire, et de petits changements dans ces gènes peuvent affecter leurs niveaux d’activité. Certains gènes dont les variantes ont été associées à l’obésité sont énumérés dans le tableau.

L’énergie est cruciale pour la survie. La régulation énergétique humaine est amorcée pour protéger contre la perte de poids, plutôt que pour contrôler la prise de poids. L’hypothèse du « génotype économe » a été proposée pour aider à expliquer cette observation. Elle suggère que les mêmes gènes qui ont aidé nos ancêtres à survivre à des famines occasionnelles sont maintenant mis à l’épreuve par des environnements dans lesquels la nourriture est abondante toute l’année.

Comment ces connaissances peuvent-elles aider la santé publique ?

Les efforts de santé publique pour prévenir l’obésité se concentrent sur des stratégies qui favorisent une alimentation saine et encouragent l’activité physique. Ces stratégies sont employées au niveau communautaire, par exemple en augmentant la disponibilité de choix d’aliments et de boissons sains dans les écoles et dans d’autres lieux de service public. Ces stratégies sont couronnées de succès lorsque de nombreuses personnes individuelles réagissent par des changements de comportement positifs.

Une revue systématique des informations concernant plus de 200 000 adultes a révélé que les porteurs de la variante commune du gène FTO la plus systématiquement associée à l’obésité étaient en mesure de réduire leur risque grâce à l’activité physique.icône externe Savoir que ses actions peuvent faire la différence est important.

Quelques nouvelles directions

Epigénétique. Les expositions environnementales pendant les périodes critiques du développement humain peuvent provoquer des changements permanents dans l’activité d’un gène sans modifier la séquence du gène lui-même. L’étude de ces effets « épigénétiques » consiste à mesurer les modifications chimiques de l’ADN, de l’ARN ou des protéines associées qui influencent l’expression des gènes. Bien que l’épigénétique puisse contribuer à expliquer comment des expositions précoces telles que l’alimentation des nourrissons influencent l’obésité à l’âge adulte, les études épidémiologiques utilisant ces techniques n’en sont encore qu’à leurs débuts.

Tableau : Selected genes with variants that have been associated with obesity

Gene symbol	Gene name	Gene product’s role in energy balance
ADIPOQ	Adipocyte-, C1q-, and collagen domain-containing	Produced by fat cells, adiponectin promotes energy expenditure
FTO	Fat mass- and obesity-associated gene	Promotes food intake
LEP	Leptin	Produced by fat cells
LEPR	Leptin receptor	When bound by leptin, inhibits appetite
INSIG2	Insulin-induced gene 2	Regulation of cholesterol and fatty acid synthesis
MC4R	Melanocortin 4 receptor	When bound by alpha-melanocyte stimulating hormone, stimulates appetite
PCSK1	Proprotein convertase subtilisin/kexin type 1	Regulates insulin biosynthesis
PPARG	Peroxisome proliferator-activated receptor gamma	Stimulates lipid uptake and development of fat tissue

For additional information about genes that have been studied for association with obesity, visit the HuGE Navigator.

Additional reading:

• Herrera BM, Keildson S, Lindgren CM. Genetics and epigenetics of obesityexternal icon. Maturitas. 2011 May;69(1):41-9.
• Thompson AL. Developmental origins of obesity: Early feeding environments, infant growth, and the intestinal microbiomeexternal icon. Am J Hum Biol. 2012 May;24(3):350-60.

Links

Centers for Disease Control and Prevention

• Obesity and Genetics, Office of Public Health Genomics, CDC
• Obesity and Genetics: What We Know, What We Don’t Know and What It Means
• Overweight and Obesity, Centers for Disease Control and Prevention, CDC

Other health organizations

• Obesity Preventionexternal icon
• Dietary guidelinesexternal icon
• Obesity guidelinesexternal icon