Metabolisk syndrom knyttet til kald toleranse

15. februar 2008

Forskere fra University Of Chicago har oppdaget at mange av de genetiske variasjonene som har gjort det mulig for menneskelige populasjoner å tolerere kaldere klima, også kan påvirke deres følsomhet for metabolsk syndrom, en klynge av relaterte abnormiteter som fedme, forhøyede kolesterolnivåer, hjertesykdom og diabetes.

for mer enn 100 år siden bemerket forskere at mennesker som bor i kaldere områder var bulkere og hadde relativt kortere armer og ben. På 1950-tallet fant forskerne sammenhenger mellom kaldere klima og økt kroppsmasseindeks (BMI), et mål på kroppsfett, basert på høyde og vekt.

nå, i en studie publisert i februarutgaven Av open access-tidsskriftet PLoS Genetics, har forskere funnet en sterk sammenheng mellom klima og flere av de genetiske variasjonene som ser ut til å påvirke risikoen for metabolsk syndrom, i samsvar med ideen om at disse variantene spilte en avgjørende rolle i tilpasninger til kulde. Forskerne rapporterer at noen gener forbundet med kald toleranse har en beskyttende effekt mot sykdommen, mens andre øker sykdomsrisikoen.

“Våre tidligste menneskelige forfedre levde i et varmt fuktig klima som satte en premie på dispergerende varme,” Sa Anna Di Rienzo, professor i human genetikk ved University Of Chicago. “Da noen befolkninger migrerte ut Av Afrika til mye kjøligere klima, ville det vært press for å tilpasse seg sine nye innstillinger ved å øke prosessene som produserer og beholder varmen.”

“Tusenvis av år senere,” sa hun, “i en tid som kombinerer utbredt sentralvarme med en overabundant matforsyning, har disse genetiske endringene tatt en annen slags betydning. De endrer vår mottakelighet for et helt nytt sett av sykdommer, som fedme, koronarsykdom og type 2 diabetes.”

forskerne satte seg for å se etter sammenhenger mellom frekvensen av genetiske variasjoner knyttet til metabolsk syndrom og klimavariabler i verdensomspennende befolkningsprøver.

de valgte 82 gener assosiert med energi metabolisme-mange av dem tidligere involvert i sykdomsrisiko-og så etter klimarelaterte variasjoner i disse genene. De studerte genetisk variasjon i 1,034 personer fra 54 populasjoner, og fant utbredt korrelasjoner mellom frekvensene av visse genetiske variasjoner og kaldere klima, målt ved breddegrad samt sommer-og vintertemperaturer.

Et av de sterkeste seleksjonssignalene kom fra leptinreseptoren, et gen involvert i regulering av appetitt og energibalanse. En versjon av dette genet er stadig mer vanlig i steder med kaldere vintre. Denne versjonen av leptinreseptoren er forbundet med økt respiratorisk kvotient-evnen til å ta opp oksygen og frigjøre karbondioksid-som spiller en viktig rolle i varmeproduksjonen. Denne allelen har også vært knyttet til lavere BMI, mindre abdominal fett og lavere blodtrykk, og er dermed beskyttende mot metabolsk syndrom.

andre gener som varierte etter klima inkluderte flere som var involvert i varmeproduksjon, kolesterolmetabolisme, energibruk og blodsukkerregulering.
Ikke alle kaldtoleranserelaterte genvarianter beskytter mot metabolsk syndrom. Økte blodsukkernivåer kan for eksempel beskytte noen mot kulde ved å gjøre drivstoff lettere tilgjengelig for varmeproduksjon, men det øker risikoen for type 2 diabetes. Versjonen av ET gen kjent SOM FABP2 som ble vanligere da temperaturen falt, forårsaker økt BMI, fremmer fettlagring og hever kolesterolnivået. Dette vil beskytte mot kulde, men øke følsomheten for hjertesykdom og diabetes.

” Alle disse genene er sannsynlig å være involvert i metabolske tilpasninger til kaldt klima,” Sa Di Rienzo, “men de har motstridende effekter på metabolsk syndrom risiko. Vi mistenker at de sprer seg raskt som populasjoner avgjort i kaldere og kaldere klima på høyere breddegrader, men i moderne tid har de tatt på seg en helt ny betydning, som tilførsel av kalorier fra mat har sopp og overlevelse fordelen av å generere mer varme har blitt minimert av teknologi.”

forfatterne antyder at søket etter gener som varierer i henhold til klima, kan gi ytterligere ledetråder om utbruddet av stoffskifterelaterte sykdommer.

“de biologiske prosessene som påvirker toleranse for klimatiske ekstremer,” konkluderer forfatterne, ” vil sannsynligvis spille viktige roller i patogenesen av vanlige metabolske forstyrrelser… våre resultater argumenterer For en rolle klimatilpasninger i de biologiske prosessene som ligger til grunn for metabolsk syndrom og dets fenotyper.”

dette arbeidet ble finansiert Av National Institutes Of Health. Andre forfattere inkluderer Angela Hancock, David Witonsky, Adam Gordon, Gidon Eshel, Jonathan Pritchard og Graham Coop ved University Of Chicago.