Natur kontra vård: Vad driver på fetma, diabetes?
Vår miljö och livsstil kan påverka funktionen av våra gener utan att ändra den genetiska koden. En översiktsartikel sammanfattar forskning under det senaste decenniet som visar hur detta bidrar till fetma och typ 2-diabetes.
Natur kontra vård är en fras som många av oss är bekanta med. Våra gener är ansvariga för många av våra egenskaper, men vårda eller miljöpåverkan har säkert en roll att spela.
När det gäller fetma och typ 2-diabetes är det lätt att följa en rak tankegång.
Om vi konsekvent konsumerar mer kalorier än vi förbränner varje dag, går vi upp i vikt, och detta gör att vi kan utveckla typ 2-diabetes.
Våra fettceller och bukspottkörteln återhämtar sig när vi ändrar vår livsstil och går ner i vikt. Denna enkla ekvation lämnar oss dock med många obesvarade frågor.
Varför går vissa människor ner i vikt snabbare än andra, även om de följer samma diet eller träningsplan? Varför utvecklar vissa människor typ 2-diabetes medan andra inte, även om deras genetiska risk är liknande?
Epigenetik kan innehålla svaren på några av dessa frågor. En relativt ung gren av genetik, epigenetik, är studien av förändringar i genfunktionen utan några förändringar i själva den genetiska koden eller genomet.
Kan epigenetik förklara den stigande fetmen och typ 2-diabetes?
Epigenomer är individuella och dynamiska
Epigenetiska modifieringar är ett sätt att påverka hur en gen fungerar.
DNA-metylering är en typ av epigenetisk modifiering. Det inträffar när små kemiska taggar som kallas metylgrupper fäster vid cytosinbaser i DNA-koden. Denna metylering stänger av en gen.
Vi ärver några epigenetiska markörer från våra föräldrar, men många inträffar spontant och förändras under vår livstid och skapar var och en av oss en unik epigenom.
I en artikel i tidskriften Cellmetabolism, forskare från Lunds universitet i Sverige granskade nyligen studier med mänskliga deltagare som undersökte hur DNA-metylering bidrar till fetma och typ 2-diabetes.
Charlotte Ling, professor vid Lunds universitets diabetescenter, förklarar i ett pressmeddelande att ”epigenetik fortfarande är ett relativt nytt forskningsområde; emellertid vet vi nu att epigenetiska mekanismer spelar en viktig roll i sjukdomsutvecklingen. ”
I tidningen förklarar Ling att forskare har hittat ett antal epigenetiska modifieringar genom hela genomet som i viss mån kan förutsäga kroppens massindex.
När man jämför DNA-metyleringsställena i bukspottkörtelöarna - strukturerna som producerar insulin - från personer med typ 2-diabetes och de utan tillståndet identifierade en studie nästan 26 000 regioner som var olika mellan de två grupperna.
Lind rekommenderar dock försiktighet, eftersom det vid denna tidpunkt är oklart om dessa förändringar är orsaken eller effekten av typ 2-diabetes.
Kost, motion och åldrande
Det finns gott om bevis som kopplar fetma och diabetes till västerländska dieter som innehåller höga nivåer av fett och socker.
Epigenetiska studier kan berätta varför.
"En 5-dagars överfodring med hög fetthalt, som efterliknar kosten som ses hos många överviktiga människor, förändrade både genuttrycket och metyleringsmönstren i mänskliga skelettmuskler och fettvävnad", förklarar Ling.
"Det är viktigare att det verkade lättare att framkalla metyleringsförändringar genom övermatning än att vända dem med en kontrolldiet", fortsätter hon.
Träning påverkar också epigenomen. Både enstaka sessioner och långvarig träning förändrade DNA-metylering i skelettmuskler och fett, men genmålen var olika.
"Epigenetik kan förklara varför olika människor reagerar olika på träning", kommenterar Tina Rönn, studieförfattare och en postdoktoral forskare som arbetar med Ling.
När vi åldras fortsätter vår epigenom att förändras och pekar fingret på åldrande som en drivande faktor i epigenetiska förändringar. Forskning kopplar fetma till epigenetisk drift när en person åldras, men hur eller varför detta händer är för närvarande oklart.
Vad händer med nästa generation?
Studier på gnagare visar att en generation kan överföra vissa epigenetiska markörer associerade med fetma och typ 2-diabetes till nästa generation. Hos människor är denna typ av forskning i sin linda, men några intressanta resultat dyker upp.
I en studie hade barn till mödrar som hade typ 2-diabetes under graviditeten en högre risk att utveckla fetma och typ 2-diabetes senare i livet än barn till mödrar utan diabetes.
Flera studier visar att när mödrar upplever svält under graviditeten, har deras barn en ökad risk för fetma och glukosintolerans, möjligen på grund av förändringar i metyleringen av leptingenen.
Ändå är det inte bara mödrar som sätter sitt spår i nästa generations epigenom. Sperma från överviktiga män har unika DNA-metyleringsmönster, som förändras efter bariatrisk kirurgi.
Vad betyder detta för vår hälsa?
Ling och Rönn föreslår att man använder DNA-metylering på kända riskställen i genomet som biomarkörer för att identifiera de personer som har högre risk att utveckla fetma och typ 2-diabetes.
Med hjälp av bättre biomarkörer kan det vara möjligt att visa DNA-metyleringsställen som är signifikanta riskfaktorer och sedan använda farmakologiska medel för att ändra metyleringsmönstret.
Sådana epigenetiska läkemedel finns faktiskt redan, och forskare har testat dem under andra förhållanden, såsom vissa typer av leukemi.
En ny studie visade att behandling med en typ av epigenetiskt läkemedel, en histondeacetylashämmare som heter MC1568, förbättrade insulinsekretionen i bukspottkörtelöar som personer med typ 2-diabetes donerade.
"Den övergående och reversibla naturen hos epigenetiska modifieringar ger ett öppet fält för upptäckt av mål för framtida förutsägelse och terapeutiska begrepp inom fetma och [typ 2-diabetes]."
Charlotte Ling och Tina Rönn
Det är viktigt att komma ihåg att DNA-metylering bara är en typ av epigenetisk modifiering. Med forskningsfältet som långsamt kommer från sin linda, kommer det säkert att finnas några intressanta upptäckter i horisonten.
Det återstår att se om de kommer att lösa debatten en gång för alla om naturen kontra vård i fetma och typ 2-diabetes.
