Che cosa hanno a che fare i geni con l’obesità?
L’obesità è il risultato di uno squilibrio energetico cronico in una persona che assume costantemente più calorie da cibo e bevande di quelle necessarie per alimentare le funzioni metaboliche e fisiche del suo corpo. Il rapido aumento della prevalenza dell’obesità nella popolazione negli ultimi decenni è stato attribuito a un ambiente “obesogeno”, che offre pronto accesso a cibi ipercalorici ma limita le opportunità di attività fisica. L’epidemia di obesità può essere considerata una risposta collettiva a questo ambiente. L’obesità è un importante problema di salute pubblica perché aumenta il rischio di sviluppare diabete, malattie cardiache, ictus e altre malattie gravi.
Anche in un ambiente obesogeno, non tutti diventano obesi. Prima dell’era della ricerca genomica, gli studi sui membri della famiglia, sui gemelli e sugli adottati offrivano prove scientifiche indirette che una parte considerevole della variazione di peso tra gli adulti è dovuta a fattori genetici. Per esempio, uno studio chiave che ha confrontato l’indice di massa corporea (BMI) di gemelli allevati insieme o separati ha scoperto che i fattori ereditari avevano più influenza dell’ambiente infantile.icona esterna
Un gene o molti?
Raramente, l’obesità si verifica nelle famiglie secondo un modello di eredità chiaro causato da cambiamenti in un singolo gene. Il gene più comunemente implicato è MC4R, che codifica il recettore della melanocortina 4. I cambiamenti in MC4R che diminuiscono la sua funzione si trovano in una piccola frazione (<5%) di persone obese in vari gruppi etnici. I bambini colpiti sentono una fame estrema e diventano obesi a causa di una consistente sovralimentazione (iperfagia). Finora, varianti rare in almeno nove geni sono state implicate nell’obesità monogenica.
Nella maggior parte delle persone obese, nessuna singola causa genetica può essere identificata. Dal 2006, gli studi di associazione genoma-wide hanno trovato più di 50 geni associati all’obesità, la maggior parte con effetti molto piccoli. Molti di questi geni hanno anche varianti che sono associate all’obesità monogenica, un fenomeno che è stato osservato in molte altre condizioni comuni. La maggior parte dell’obesità sembra essere multifattoriale, cioè il risultato di interazioni complesse tra molti geni e fattori ambientali.
Come fanno i geni a controllare l’equilibrio energetico?
Il cervello regola l’assunzione di cibo rispondendo ai segnali ricevuti dal tessuto adiposo, il pancreas e il tratto digestivo. Questi segnali sono trasmessi da ormoni come la leptina, l’insulina e la grelina e altre piccole molecole. Il cervello coordina questi segnali con altri input e risponde con istruzioni al corpo: mangiare di più e ridurre l’uso di energia, o fare il contrario. I geni sono la base dei segnali e delle risposte che guidano l’assunzione di cibo, e piccoli cambiamenti in questi geni possono influenzare i loro livelli di attività. Alcuni geni con varianti che sono stati associati all’obesità sono elencati nella Tabella.
L’energia è fondamentale per la sopravvivenza. La regolazione dell’energia nell’uomo è stata concepita per proteggere dalla perdita di peso, piuttosto che per controllare l’aumento di peso. L’ipotesi del “genotipo parsimonioso” è stata proposta per spiegare questa osservazione. Suggerisce che gli stessi geni che hanno aiutato i nostri antenati a sopravvivere a carestie occasionali sono ora messi alla prova da ambienti in cui il cibo è abbondante tutto l’anno.
Come può questa conoscenza aiutare la salute pubblica?
Gli sforzi della salute pubblica per prevenire l’obesità si concentrano su strategie che promuovono una sana alimentazione e incoraggiano l’attività fisica. Queste strategie sono impiegate a livello di comunità, per esempio aumentando la disponibilità di cibi e bevande sane nelle scuole e in altri ambienti di servizio pubblico. Tali strategie hanno successo quando molte persone individuali rispondono con cambiamenti di comportamento positivi.
Una revisione sistematica di informazioni su più di 200.000 adulti ha trovato che i portatori della comune variante del gene FTO più costantemente associata all’obesità erano in grado di ridurre il loro rischio attraverso l’attività fisica.icona esterna Sapere che le proprie azioni possono fare la differenza è importante.
Alcune nuove direzioni
Epigenetica. Le esposizioni ambientali durante i periodi critici dello sviluppo umano possono causare cambiamenti permanenti nell’attività di un gene senza cambiare la sequenza del gene stesso. Lo studio di questi effetti “epigenetici” comporta la misurazione delle modifiche chimiche del DNA, dell’RNA o delle proteine associate che influenzano l’espressione genica. Anche se l’epigenetica potrebbe aiutare a spiegare come le esposizioni precoci come l’alimentazione infantile influenzano l’obesità adulta, gli studi epidemiologici che utilizzano queste tecniche sono ancora in una fase iniziale.
| 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
