Wat hebben genen met zwaarlijvigheid te maken?
Obesitas is het resultaat van een chronische energie-onbalans bij een persoon die consequent meer calorieën uit eten en drinken binnenkrijgt dan nodig zijn voor de stofwisselings- en lichaamsfuncties van het lichaam. De snel stijgende prevalentie van obesitas onder de bevolking in de afgelopen decennia wordt toegeschreven aan een “obesogene” omgeving, die gemakkelijk toegang biedt tot calorierijk voedsel maar de mogelijkheden voor lichaamsbeweging beperkt. De obesitasepidemie kan worden beschouwd als een collectieve reactie op deze omgeving. Obesitas is een belangrijk probleem voor de volksgezondheid, omdat het de kans op diabetes, hartziekten, beroertes en andere ernstige ziekten verhoogt.
Zelfs in een obesogene omgeving wordt niet iedereen zwaarlijvig. Vóór het tijdperk van het genoomonderzoek boden studies van familieleden, tweelingen en geadopteerden indirect wetenschappelijk bewijs dat een aanzienlijk deel van de variatie in gewicht onder volwassenen te wijten is aan genetische factoren. Een belangrijke studie die de body mass index (BMI) van samen en apart opgevoede tweelingen vergeleek, vond bijvoorbeeld dat erfelijke factoren meer invloed hadden dan de omgeving van de kindertijd.extern pictogram
Een gen of vele?
Zelden komt zwaarlijvigheid in families voor volgens een duidelijk overervingspatroon, veroorzaakt door veranderingen in een enkel gen. Het meest voorkomende gen is MC4R, dat codeert voor de melanocortine 4 receptor. Veranderingen in MC4R die de functie ervan verminderen, worden aangetroffen in een kleine fractie (<5%) van zwaarlijvige mensen in verschillende etnische groepen. Getroffen kinderen voelen zich extreem hongerig en worden zwaarlijvig door consequent te veel eten (hyperfagie). Tot nu toe zijn zeldzame varianten in ten minste negen genen betrokken bij single-gen (monogene) obesitas.
Bij de meeste mensen met obesitas kan geen enkele genetische oorzaak worden vastgesteld. Sinds 2006 hebben genoomwijde associatiestudies meer dan 50 genen gevonden die in verband worden gebracht met obesitas, de meeste met zeer kleine effecten. Verschillende van deze genen hebben ook varianten die geassocieerd zijn met monogene obesitas, een fenomeen dat is waargenomen bij veel andere veel voorkomende aandoeningen. De meeste vormen van obesitas lijken multifactorieel te zijn, dat wil zeggen het resultaat van complexe interacties tussen vele genen en omgevingsfactoren.
Hoe regelen genen de energiebalans?
De hersenen regelen de voedselinname door te reageren op signalen die worden ontvangen van vetweefsel (adipose), de alvleesklier en het spijsverteringskanaal. Deze signalen worden doorgegeven door hormonen – zoals leptine, insuline en ghreline – en andere kleine moleculen. De hersenen coördineren deze signalen met andere inputs en reageren met instructies aan het lichaam: ofwel om meer te eten en het energieverbruik te verminderen, ofwel om het tegenovergestelde te doen. Genen liggen aan de basis van de signalen en reacties die de voedselinname sturen, en kleine veranderingen in deze genen kunnen hun activiteitenniveaus beïnvloeden. Enkele genen met varianten die in verband zijn gebracht met zwaarlijvigheid staan in de tabel.
Energie is van cruciaal belang om te overleven. De menselijke energieregeling is er eerder op gericht bescherming te bieden tegen gewichtsverlies, dan gewichtstoename te beheersen. De hypothese van het “zuinige genotype” is voorgesteld om deze waarneming te helpen verklaren. Deze hypothese suggereert dat dezelfde genen die onze voorouders hielpen incidentele hongersnoden te overleven, nu worden uitgedaagd door omgevingen waarin het hele jaar door voedsel in overvloed is.
Hoe kan deze kennis de volksgezondheid helpen?
De inspanningen van de volksgezondheid om obesitas te voorkomen richten zich op strategieën die gezond eten bevorderen en lichaamsbeweging aanmoedigen. Deze strategieën worden op gemeenschapsniveau toegepast, bijvoorbeeld door de beschikbaarheid van gezonde voedingsmiddelen en dranken op scholen en in andere openbare instellingen te vergroten. Dergelijke strategieën zijn succesvol wanneer veel individuele mensen reageren met positieve gedragsveranderingen.
Een systematisch overzicht van informatie over meer dan 200.000 volwassenen vond dat dragers van de gemeenschappelijke FTO-genvariant die het meest consistent in verband wordt gebracht met obesitas in staat waren hun risico te verminderen door fysieke activiteit.
Enige nieuwe richtingen
Epigenetica. Milieublootstellingen tijdens kritieke perioden van de menselijke ontwikkeling kunnen permanente veranderingen in de activiteit van een gen veroorzaken zonder de sequentie van het gen zelf te veranderen. Het bestuderen van deze “epigenetische” effecten houdt in het meten van chemische modificaties van DNA, RNA, of geassocieerde proteïnen die genexpressie beïnvloeden. Hoewel epigenetica zou kunnen helpen verklaren hoe vroege blootstellingen zoals zuigelingenvoeding zwaarlijvigheid bij volwassenen beïnvloeden, bevinden epidemiologische studies met deze technieken zich nog in een vroeg stadium.
| 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
