Metabolisk syndrom forbundet med koldtolerance
15.februar 2008
forskere fra University of Chicago har opdaget, at mange af de genetiske variationer, der har gjort det muligt for menneskelige befolkninger at tolerere koldere klimaer, også kan påvirke deres modtagelighed for metabolisk syndrom, en klynge af relaterede abnormiteter såsom fedme, forhøjede kolesterolniveauer, hjertesygdomme og diabetes.
for mere end 100 år siden bemærkede forskere, at mennesker, der beboede koldere regioner, var større og havde relativt kortere arme og ben. I 1950 ‘ erne fandt forskere sammenhænge mellem koldere klimaer og øget kropsmasseindeks (BMI), et mål for kropsfedt, baseret på højde og vægt.
i en undersøgelse, der blev offentliggjort i februarudgaven af Open access-tidsskriftet PLoS Genetics, har forskere fundet en stærk sammenhæng mellem klima og flere af de genetiske variationer, der ser ud til at påvirke risikoen for metabolisk syndrom, i overensstemmelse med ideen om, at disse varianter spillede en afgørende rolle i tilpasninger til kulden. Forskerne rapporterer, at nogle gener forbundet med koldtolerance har en beskyttende virkning mod sygdommen, mens andre øger sygdomsrisikoen.
” vores tidligste menneskelige forfædre levede i et varmt fugtigt klima, der lagde en præmie på spredning af varme,” sagde Anna Di Rienso, professor i human Genetik ved University of Chicago. “Da nogle befolkninger vandrede ud af Afrika til meget køligere klimaer, ville der have været pres for at tilpasse sig deres nye indstillinger ved at øge de processer, der producerer og bevarer varme.”
” tusinder af år senere, “sagde hun,” i en æra, der kombinerer udbredt centralvarme med en overdreven fødevareforsyning, har disse genetiske ændringer fået en anden slags betydning. De ændrer vores modtagelighed for et helt nyt sæt sygdomme, såsom fedme, koronararteriesygdom og type 2-diabetes.”
forskerne satte sig for at se efter sammenhænge mellem hyppigheden af genetiske variationer forbundet med metabolisk syndrom og klimavariabler i verdensomspændende befolkningsprøver.
de valgte 82 gener forbundet med energimetabolisme-mange af dem tidligere impliceret i sygdomsrisiko-og ledte efter klimarelaterede variationer i disse gener. De studerede genetisk variation hos 1.034 mennesker fra 54 populationer og fandt udbredte sammenhænge mellem frekvenserne af visse genetiske variationer og koldere klimaer målt ved breddegrad såvel som sommer-og vintertemperaturer.
et af de stærkeste selektionssignaler kom fra leptinreceptoren, et gen involveret i reguleringen af appetit og energibalance. En version af dette gen er mere og mere almindeligt i lokaliteter med koldere vintre. Denne version af leptinreceptoren er forbundet med øget respiratorisk kvotient-evnen til at optage ilt og frigive kulsyre-som spiller en vigtig rolle i varmeproduktionen. Denne allel har også været forbundet med lavere BMI, mindre abdominal fedt og lavere blodtryk og er således beskyttende mod metabolisk syndrom.
andre gener, der varierede efter klima, omfattede flere involverede i varmeproduktion, kolesterolmetabolisme, energiforbrug og regulering af blodsukker.
ikke alle koldtolerancerelaterede genvarianter beskytter mod metabolisk syndrom. Forhøjede blodsukkerniveauer kan for eksempel beskytte nogen mod kulde ved at gøre brændstof lettere tilgængeligt til varmeproduktion, men det øger risikoen for type 2-diabetes. Versionen af et gen kendt som FABP2, der blev mere almindeligt, da temperaturerne faldt, forårsager øget BMI, fremmer fedtopbevaring og hæver kolesterolniveauer. Dette ville beskytte mod kulde, men øge modtageligheden for hjertesygdomme og diabetes.
” alle disse gener vil sandsynligvis være involveret i metaboliske tilpasninger til kolde klimaer, “sagde han,” men de har modsatte virkninger på metabolisk syndrom risiko. Vi formoder, at de spredte sig hurtigt, da befolkningen bosatte sig i koldere og koldere klimaer på højere breddegrader, men i den moderne æra har de fået en helt ny betydning, da tilførslen af kalorier fra mad er svampet, og overlevelsesfordelen ved at generere mere varme er minimeret af teknologi.”
forfatterne antyder, at søgningen efter gener, der varierer alt efter klima, kunne give yderligere ledetråde om begyndelsen af stofskifterelaterede sygdomme.
“de biologiske processer, der påvirker tolerance over for klimatiske ekstremer,” konkluderer forfatterne, “vil sandsynligvis spille vigtige roller i patogenesen af almindelige metaboliske lidelser… Vores resultater argumenterer for en rolle af klimatilpasninger i de biologiske processer, der ligger til grund for det metaboliske syndrom og dets fænotyper.”
dette arbejde blev finansieret af National Institutes of Health. Andre forfattere inkluderer Angela Hancock, Adam Gordon, Gidon Eshel, Jonathan Pritchard og Graham Coop fra University of Chicago.
