Obésité et gènes. Quels gènes causent l'obésité?

L'obésité survient pour de nombreuses raisons, notamment génétiques. Les scientifiques estiment que les gènes peuvent représenter près de 70% des fluctuations du poids corporel. Cela signifie-t-il que les gènes sont responsables de la majorité de l'obésité?

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L'obésité est une maladie chronique compliquée qui découle de nombreuses causes environnementales, métaboliques, psychologiques, hormonales et génétiques. La plus grande influence sur le développement de l'obésité est exercée par des facteurs environnementaux, notamment un apport excessif d'aliments transformés riches en calories et une faible activité physique, ainsi que des perturbations dans le travail des hormones de la faim et de la satiété. La recherche scientifique montre cependant que les gènes jouent également un rôle important dans la genèse de l'obésité. Nous suggérons comment les gènes et leur héritage contribuent à l'obésité et quels sont les types d'obésité génétique.

Table des matières:

1. Obésité et gènes - que sont les polyphormismes génétiques?
2. Obésité et gènes - que sont les mutations génétiques?
3. Obésité et gènes - types d'obésité avec fond génétique
4. Obésité et gènes - obésité monogénique
5. Obésité et gènes - obésité associée à des syndromes génétiques
6. Obésité et gènes - obésité polygénique
7. Obésité et gènes - qu'est-ce qui est responsable de l'obésité: les gènes ou l'environnement?
8. Obésité et gènes - diagnostic moléculaire de l'obésité

Obésité et gènes - que sont les polymorphismes génétiques?

Polymorphismes génétiques, entre autres Polymorphismes mononucléotidiques (SNP) Polymorphismes mononucléotidiques) ce sont de petits changements dans le génome. La conséquence des polymorphismes est l'apparition de divers variants géniques dans la population humaine. Ceci, à son tour, affecte le phénotype, qui est la façon dont chacun de nous ressemble et réagit aux facteurs environnementaux. Ainsi, les polymorphismes génétiques peuvent affecter le risque de développer diverses maladies, le métabolisme des micro et macronutriments, des médicaments, et même déterminer partiellement les caractéristiques psychologiques d'une personne. Chaque polymorphisme a reçu un numéro d'identification qui commence par les lettres «rs», par exemple rs9939609 pour le polymorphisme du gène FTO.

Obésité et gènes - que sont les mutations génétiques?

Le mécanisme de formation du polymorphisme et de la mutation génétique est similaire, c'est-à-dire qu'il résulte d'erreurs commises lors de la duplication de l'ADN, mais leurs conséquences sont différentes. L'effet biologique du polymorphisme est plus subtil que celui de la mutation. Habituellement, il provoque une réponse différente aux facteurs environnementaux, par exemple régime alimentaire, résistance aux toxines. C'est pourquoi on dit que la présence d'un polymorphisme spécifique peut nous prédisposer à, par exemple, l'obésité ou le cancer du sein. Cela ne veut pas dire, bien sûr, que nous devons être malades avec ces maladies. D'autre part, les mutations génétiques sont généralement si nocives pour l'organisme qu'elles conduisent très souvent à de graves maladies héréditaires. Contrairement aux polymorphismes, l'effet de mutation est irréversible et indépendant des facteurs environnementaux. Et bien que cette division semble évidente et claire, les scientifiques n'arrivent pas toujours à tracer une ligne claire entre une mutation et un polymorphisme génétique.

Obésité et gènes - types d'obésité avec fond génétique

• Obésité monogénique (isolée), c'est-à-dire obésité causée par une mutation dans un seul gène.
• Obésité associée à des syndromes génétiques, où l'obésité n'est qu'un symptôme d'une maladie génétique héréditaire.
• Obésité polygénique (fréquente), c'est-à-dire causée par la présence de polymorphismes génétiques dans plusieurs gènes - la forme la plus courante d'obésité à base génétique.

Les «gènes de l'obésité» peuvent prédisposer non seulement l'obésité elle-même. Peu de gènes codent pour des protéines responsables d'une seule voie biochimique, de sorte que les effets d'un polymorphisme génétique peuvent être multidirectionnels. Par conséquent, les «gènes de l'obésité» peuvent également prédisposer au diabète de type 2, aux troubles lipidiques, au cancer et aux maladies cardiovasculaires.

Obésité et gènes - obésité monogénique

L'obésité monogénique ne touche que quelques pour cent de la population et entraîne une obésité de grade III, la soi-disant obésité morbide dans la petite enfance. Jusqu'à présent, plusieurs gènes ont été décrits, dont les mutations peuvent provoquer une obésité monogénique, et ce sont: LEP, LEPR, POMC, MC4R, PCSK1, SIM1, BDNF, NTRK2, GRHB. Ces gènes codent pour des protéines qui peuvent contribuer directement ou indirectement à l'obésité. La plupart d'entre eux sont liés à la soi-disant le système leptine-mélanocortine, qui contrôle la sensation de faim et de satiété.

Les plus étudiés dans le contexte de l'obésité monogénique sont: gen LEP (eng. leptine) codant pour la leptine et le gène LEPR (récepteur de la leptine) codant pour le récepteur de la leptine. La leptine, ou «l'hormone de satiété», est une molécule sécrétée par les cellules graisseuses et régule le métabolisme associé à la prise alimentaire. La leptine agit sur les récepteurs de la leptine situés dans l'hypothalamus par lesquels le réflexe de la faim est inhibé. La découverte du rôle des mutations de la leptine et de ses gènes récepteurs dans la formation de l'obésité monogénique a été faite grâce à des observations sur des souris de laboratoire chez lesquelles LEP et LEPR ils ont été gravement endommagés. On a remarqué que ces souris avaient un appétit effréné, ce qui entraînait une obésité extrême. Des études ultérieures ont montré que les animaux porteurs de la mutation génique LEP avait une concentration trop faible de leptine dans le sang et avec des mutations génétiques LEPR résistaient à l'action de la leptine.

Chez l'homme également, des mutations dans les gènes liés à la leptine se traduisent par une absence presque complète de leptine dans le sang ou une résistance des récepteurs de la leptine à ses effets, et par conséquent un appétit excessif et une obésité. De plus, chez l'homme, les effets d'un manque de leptine sont des troubles du comportement, des déficits immunitaires et des taux élevés d'insuline dans le sang.

Un autre gène important dont les mutations perturbent la voie leptine-mélanocortine est le gène MC4R (eng. récepteur de la mélanocortine 4) codant pour le récepteur de la mélanocortine 4. Ce récepteur se lie à l'hormone proopiomélanocortine, en abrégé POMC. Il est à noter que les mutations génétiques POMC La proopiomélanocortine provoque également une obésité monogénique. Les personnes ayant des mutations génétiques MC4R ont un appétit accru et les repas qu'ils mangent sont beaucoup plus volumineux que ceux des personnes sans cette mutation. De plus, ils ont des niveaux élevés d'insuline dans le sang.

Étant donné que l'obésité monogénique est causée par des mutations génétiques qui perturbent des voies métaboliques irréversiblement importantes, les options de traitement sont limitées. Les personnes ayant une mutation génique font exception LEPcar dans ce cas, la carence en leptine peut être remplacée par l'administration de l'hormone par voie externe.

Obésité et gènes - obésité associée à des syndromes génétiques

Les syndromes génétiques associés à l'obésité sont un groupe de maladies dans lesquelles l'obésité n'est qu'un symptôme. Environ 25 de ces entités pathologiques ont été décrites au total. Outre l'obésité, ils sont caractérisés par des anomalies congénitales, une déficience intellectuelle et des troubles du comportement spécifiques. Les syndromes génétiques associés à l'obésité sont extrêmement rares et sont principalement causés par des altérations génétiques importantes dans la perte ou la duplication de fragments chromosomiques. Les chromosomes sont les structures sur lesquelles tous les gènes d'une cellule résident, par conséquent, leurs dommages entraînent des anomalies dans de nombreux gènes à la fois.

Le plus courant est le syndrome de Prader-Willi. L'incidence de ce syndrome est de 1: 10 000 à 50 000 naissances. La principale cause de PWS est la perte d'un fragment du chromosome 15 (région 15q11-q13) hérité du père. De telles pertes génétiques importantes provoquent le dysfonctionnement de nombreux gènes. Par conséquent, en plus de l'obésité extrême, les personnes atteintes de SPW souffrent d'une diminution du tonus musculaire (hypotonie), de mauvaises expressions faciales, d'un appétit excessif, d'une déficience intellectuelle et de troubles du sommeil. Le mécanisme probable de l'obésité dans ce syndrome est la perturbation des voies biochimiques dans l'hypothalamus liées à la sécrétion de ghréline (appelée «hormone de la faim»). Des niveaux élevés de ghréline chez les patients entraînent un appétit débridé.

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Un autre exemple de syndrome génétique dans lequel l'obésité est le symptôme dominant est le syndrome de Bardet-Biedl.Chez les patients atteints de ce syndrome, l'obésité se développe entre 1 et 2 ans. Les autres symptômes du syndrome comprennent la présence de doigts et d'orteils supplémentaires (polydactylie), la dégénérescence de la rétine de l'œil, une déficience intellectuelle, des troubles du développement des organes génitaux et des reins. Le syndrome est causé par des mutations dans au moins 20 gènes (incl. BBS1, BBS2, BBS3, BBS4, BBS5, BBS6, BBS7, BBS8, BBS9, BBS10).

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D'autres syndromes génétiques décrits associés à l'obésité comprennent:

• Syndrome de Cohen
• Syndrome de Börjeson-Lehman
• Syndrome d'Alström
• Syndrome de Simpson-Golabi
• Syndrome de Carpenter
• Syndrome de Wilson-Turner
• Syndrome de Smith et Magenis
• syndrome de disomie du chromosome 14

Obésité et gènes - obésité polygénique

La découverte de l'obésité polygénique était révolutionnaire car on pense qu'elle pourrait représenter plus de 90% de l'obésité. Dans de très grandes études impliquant des jumeaux identiques (c'est-à-dire avec le même génome), il a été prouvé que les gènes sont responsables de près de 70% de la différence de poids corporel mesurée par l'indice de masse corporelle (IMC). Néanmoins, il est souligné que dans l'obésité polygénique, l'interaction entre les «gènes de l'obésité» et les facteurs environnementaux, c'est-à-dire le mode de vie, est très importante. Par conséquent, dans ce cas, nous parlons d'une prédisposition à l'obésité. En d'autres termes, ce n'est pas parce que nous avons des variantes défavorables des «gènes de l'obésité» que nous devons devenir obèses. Pour cette raison, la recherche sur l'obésité polygénique est très difficile, car il n'est pas facile de prouver une relation de cause à effet entre des gènes spécifiques et un mode de vie.

Le premier gène découvert et en même temps le mieux étudié prédisposant à l'obésité est le gène FTO (eng. gène associé à la masse grasse et à l'obésité). Il encode l'enzyme 2-oxoglutarate déméthylase, qui s'exprime notamment dans l'hypothalamus et les îlots pancréatiques, ce qui indique son rôle important dans la régulation du métabolisme énergétique dans l'organisme. La présence d'une variante défavorable du polymorphisme du gène rs9939609 FTO (la soi-disant variante AA, qui se produit chez 16% des Européens) a été associée à un risque plus élevé d'obésité et de diabète de type 2 par rapport aux variantes typiques de ce gène (dites variantes TT et TA). Bien que les mécanismes moléculaires conduisant à de telles prédispositions n'aient pas été entièrement élucidés, des études impliquant des enfants ont montré que les polymorphismes géniques FTO peut affecter, entre autres sur l'approvisionnement en nourriture, en particulier celui avec des calories élevées. Il a été prouvé que les enfants avec une variante de gène défavorable FTOqui avaient un accès illimité à des aliments riches en calories en consommaient beaucoup plus que les enfants avec les options typiques.

Cependant, l'aspect le plus intéressant des stratégies de traitement de l'obésité polygénique est la «sensibilité» des polymorphismes géniques FTO pour les changements de style de vie. Les méta-analyses publiées ont montré que les personnes obèses atteintes de variante AA, en plus d'être plus sujettes à des effets indésirables sur le mode de vie et donc prédisposées à l'obésité, peuvent réduire plus efficacement leur poids corporel en introduisant une alimentation et une activité physique appropriées que les personnes présentant des variantes. TT et TA. D'autres études ont montré que chez les personnes subissant une chirurgie bariatrique, la variabilité des gènes FTO il peut également aider à maintenir un poids corporel sain après la chirurgie.

Important

Très souvent, des modifications des gènes qui contribuent à l'obésité monogénique peuvent être impliquées dans la formation de l'obésité polygénique. Un exemple est gen MC4R. La différence est que dans l'obésité polygénique, le degré de dommage génétique est plus léger, car il est causé par le polymorphisme. Le mécanisme par lequel les polymorphismes géniques sont supposés être MC4R influencer la prédisposition à l'obésité résulte du grignotage plus fréquent entre les repas et de la tendance à trop manger. Variantes de risque du polymorphisme du gène rs17782313 MC4R (variantes de CT et CC) ont été associés à un IMC plus élevé chez les enfants et les adultes, à des collations plus fréquentes et à une tendance à manger des aliments riches en calories. Fait intéressant, il a été montré que le régime méditerranéen peut affaiblir l'impact des variantes défavorables des deux polymorphismes géniques FTOet MC4R.

Sais-tu cela...

Nous pouvons changer nos gènes avec notre style de vie. Aussi absurde que cela puisse paraître, les découvertes faites ces dernières années le prouvent! La dite les modifications épigénétiques, qui sont une sorte de lien entre la génétique et l'environnement. Les modifications épigénétiques peuvent littéralement «activer» et «désactiver» l'expression de certains gènes par le biais d'étiquettes chimiques moléculaires. Plus important encore, ces types de changements ne changent pas la structure de l'ADN, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas une sorte de mutation génétique irréversible, mais quelque chose qui subit des changements dynamiques, en particulier sous l'influence de facteurs environnementaux. Ce sont des modifications épigénétiques qui peuvent être déclenchées par le mode de vie, modifiant ainsi le risque d'obésité et ses complications.

Obésité et gènes - qu'est-ce qui est responsable de l'obésité: les gènes ou l'environnement?

La réponse à cette question est difficile. Dans le cas de l'obésité monogénique et des syndromes génétiques liés à l'obésité, les facteurs environnementaux n'influenceront pas le phénotype de l'obésité aussi fortement (voire pas du tout) que dans le cas de l'obésité polygénique, dont le phénotype dépend étroitement de l'interaction avec l'environnement.

Les habitudes alimentaires, qui sont en grande partie façonnées par l'environnement dans lequel nous grandissons, sont particulièrement importantes dans le développement de l'obésité. La recherche scientifique montre que le rôle des parents et les habitudes alimentaires qu'ils transmettent sont ici très importants. Il est souligné que cela s'applique particulièrement à la consommation d'aliments moins caloriques, mais plus nutritifs, tels que les légumes, dont la consommation est façonnée par des expériences positives ou négatives avec ces aliments. Contrairement aux aliments riches en calories, par exemple les sucreries, où les prédispositions innées jouent un plus grand rôle.

Sais-tu cela...

Les habitudes alimentaires peuvent être influencées par des gènes, par exemple par le sens du goût. La dite un arôme gras qui peut représenter un sixième type d'arôme reconnaissant les acides gras. Les sensations gustatives associées aux aliments riches en graisses peuvent conduire à son apport excessif dans l'alimentation, et par conséquent provoquer l'obésité. Les polymorphismes géniques peuvent affecter le «goût de la graisse» CD36 (eng. cluster de différenciation 36). Les trois polymorphismes géniques les plus courants ont été distingués CD36: rs1761667, rs1527483 et rs3840546. Il a été démontré que les personnes atteintes des variantes GG et GA du polymorphisme rs1761667 sont plus sensibles au «goût de la graisse» et ont la capacité de détecter une concentration d'acides gras dans les aliments nettement inférieure à celle des variantes AA, qui, pour atteindre le même niveau de sensation gustative, nécessitent une teneur beaucoup plus élevée de ce composant dans les plats. . Le «goût de la graisse» peut affecter indirectement les habitudes alimentaires. L'hypersensibilité aux acides gras présents dans les aliments est associée à un apport plus faible de produits riches en graisses dans l'alimentation et à un indice IMC inférieur.

La recherche a montré que des formes de temps libre, comme regarder la télévision, peuvent également renforcer l'effet négatif des «gènes de l'obésité». Bien sûr, cela ne suggère pas une interaction des gènes avec le temps passé à regarder la télévision, mais une relation entre la façon dont les gens passent leur temps (dans ce cas pas très actifs) avec un risque accru d'obésité. D'autres études ont montré que les personnes qui préfèrent cette forme de temps libre mangent également plus d'aliments riches en calories et malsains.

La plupart des spécialistes soulignent qu'après tout, ce sont les facteurs environnementaux qui jouent un rôle clé dans l'épidémie d'obésité. Expliquant cela, surtout, que nos gènes ne changent pas aussi vite que le style de vie que nous menons actuellement. Les polymorphismes de gènes mentionnés précédemment en sont un exemple FTO, où dans de nombreuses études, il a été démontré que la prédisposition à l'obésité peut être surmontée par une alimentation et une activité physique appropriées.

Obésité et gènes - diagnostic moléculaire de l'obésité

La recherche moléculaire sur la base génétique de l'obésité peut être effectuée à tout âge, car notre génome est inchangé tout au long de notre vie. Lors de la décision d'effectuer le test, une histoire familiale détaillée est importante, car elle peut suggérer la nature héréditaire de l'obésité. Si, en plus de l'obésité, le patient présente d'autres troubles graves, tels qu'une déficience intellectuelle, cela peut suggérer un syndrome génétique associé à l'obésité. Dans le diagnostic des syndromes génétiques liés à l'obésité, des techniques cytogénétiques sont utilisées pour évaluer la structure et le nombre de chromosomes dans une cellule. Lorsque la recherche exclut les syndromes génétiques, l'histoire de la nutrition et des habitudes est également importante. Si cela indique un apport calorique excessif avec une faible activité physique, alors l'obésité polygénique doit être envisagée. Dans un tel cas, des tests de polymorphismes génétiques, par exemple des gènes, peuvent être effectués FTO ou MC4Rqui peut confirmer une prédisposition à l'obésité.

Les tests de présence de mutations et de polymorphismes sont réalisés à l'aide de méthodes de biologie moléculaire, principalement basées sur la réaction en chaîne par polymérase (PCR). Le séquençage Sanger est le plus courant. Les tests peuvent être effectués dans des hôpitaux spécialisés dotés de laboratoires de génétique. En outre, il existe plusieurs sociétés commerciales sur le marché qui effectuent des tests génétiques pour les «gènes de l'obésité». Le résultat obtenu doit être consulté avec un spécialiste en génétique médicale afin d'évaluer la signification clinique de la mutation génétique / polymorphisme détecté.

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