Metaboliskt syndrom kopplat till kalltolerans
15 februari 2008
forskare från University of Chicago har upptäckt att många av de genetiska variationer som har gjort det möjligt för mänskliga populationer att tolerera kallare klimat kan också påverka deras mottaglighet för metaboliskt syndrom, ett kluster av relaterade abnormiteter som fetma, förhöjda kolesterolnivåer, hjärtsjukdomar och diabetes.
för mer än 100 år sedan noterade forskare att människor som bodde i kallare regioner var skrymmande och hade relativt kortare armar och ben. På 1950-talet fann forskare korrelationer mellan kallare klimat och ökat kroppsmassindex (BMI), ett mått på kroppsfett, baserat på höjd och vikt.
nu, i en studie publicerad i februariutgåvan av Open access-tidskriften PLoS Genetics, har forskare funnit en stark korrelation mellan klimat och flera av de genetiska variationer som verkar påverka risken för metaboliskt syndrom, i överensstämmelse med tanken att dessa varianter spelade en avgörande roll i anpassningar till förkylningen. Forskarna rapporterar att vissa gener associerade med kalltolerans har en skyddande effekt mot sjukdomen, medan andra ökar sjukdomsrisken.
“våra tidigaste mänskliga förfäder bodde i ett varmt fuktigt klimat som satte en premie på spridande värme”, säger Anna Di Rienzo, professor i mänsklig genetik vid University of Chicago. “Eftersom vissa befolkningar migrerade från Afrika till mycket kallare klimat, skulle det ha varit press att anpassa sig till sina nya inställningar genom att öka processerna som producerar och behåller värme.”
” tusentals år senare, “sade hon,” i en tid som kombinerar utbredd Centralvärme med en överdriven livsmedelsförsörjning, har dessa genetiska förändringar fått en annan slags betydelse. De förändrar vår mottaglighet för en helt ny uppsättning sjukdomar, såsom fetma, kranskärlssjukdom och typ 2-diabetes.”
forskarna satte sig för att leta efter korrelationer mellan frekvensen av genetiska variationer kopplade till metaboliskt syndrom och klimatvariabler i globala befolkningsprover.
de valde 82 gener associerade med energimetabolism-många av dem tidigare inblandade i sjukdomsrisk-och letade efter klimatrelaterade variationer i dessa gener. De studerade genetisk variation hos 1 034 personer från 54 populationer och fann utbredda korrelationer mellan frekvenserna för vissa genetiska variationer och kallare klimat, mätt med latitud samt sommar-och vintertemperaturer.
en av de starkaste signalerna för urval kom från leptinreceptorn, en gen som är involverad i reglering av aptit och energibalans. En version av denna gen är allt vanligare i lokaler med kallare vintrar. Denna version av leptinreceptorn är associerad med ökad respiratorisk kvot-förmågan att ta upp syre och frigöra koldioxid-som spelar en viktig roll i värmeproduktionen. Denna allel har också kopplats till lägre BMI, mindre bukfett och lägre blodtryck och är därmed skyddande mot metaboliskt syndrom.
andra gener som varierade beroende på klimat inkluderade flera involverade i värmeproduktion, kolesterolmetabolism, energianvändning och blodsockerreglering.
inte alla kalltoleransrelaterade genvarianter skyddar mot metaboliskt syndrom. Ökade blodsockernivåer kan till exempel skydda någon från kylan genom att göra bränsle mer tillgängligt för värmeproduktion, men det ökar risken för typ 2-diabetes. Den version av en gen som kallas FABP2 som blev vanligare när temperaturen sjönk orsakar ökat BMI, främjar fettlagring och höjer kolesterolnivåerna. Detta skulle skydda mot kyla, men öka mottagligheten för hjärtsjukdomar och diabetes.
“alla dessa gener kommer sannolikt att vara involverade i metaboliska anpassningar till kalla klimat”, säger Di Rienzo, “men de har motsatta effekter på metaboliskt syndromrisk. Vi misstänker att de sprider sig snabbt som befolkningar bosatte sig i kallare och kallare klimat på högre breddgrader, men i modern tid har de fått en helt ny betydelse, eftersom utbudet av kalorier från mat har svampat och överlevnadsfördelen med att generera mer värme har minimerats av teknik.”
författarna föreslår att sökandet efter gener som varierar beroende på klimat kan ge ytterligare ledtrådar om uppkomsten av metabolismrelaterade sjukdomar.
“de biologiska processerna som påverkar tolerans mot klimatiska extremiteter”, avslutar författarna, ” kommer sannolikt att spela viktiga roller i patogenesen av vanliga metaboliska störningar… våra resultat argumenterar för en roll av klimatanpassningar i de biologiska processerna som ligger bakom det metaboliska syndromet och dess fenotyper.”
detta arbete finansierades av National Institutes of Health. Ytterligare författare inkluderar Angela Hancock, David Witonsky, Adam Gordon, Gidon Eshel, Jonathan Pritchard och Graham Coop vid University of Chicago.
