Otkriven gen koji uzrokuje debljanje unatoč dijeti

Tekst članka se nastavlja ispod banera

Neispravan gen mogao bi objasniti zašto se neki ljudi debljaju čak i kada ne jedu više od drugih i kada se normalno kreću, pokazalo je novo istraživanje znanstvenika iz Centra za genetiku na sveučilištu UT Southwestern.

Studija, objavljena u uglednom časopisu Cell Metabolism, pokazala je da je greška u genu Ovol2 uzrokovala da su miševi s normalnom razinom aktivnosti i unosom hrane u odrasloj dobi postali izuzetno pretili zbog problema sa stvaranjem tjelesne topline. Ako se pokaže da isto vrijedi i za ljude, koji dijele gotovo identičan gen i njegov proteinski produkt, to bi moglo pomoći u otkrivanju mogućih lijekova za pretilost.

Ne vrijedi uvijek ista, jednostavna formula

Uglavnom se smatra da su ljudi koji imaju problema s debljanjem sami odgovorni za svoju prekomjernu težinu jer u većini slučajeva vrijedi jednostavna formula prema kojoj će tijelo razliku između unesenih i potrošenih kalorija pohraniti u obliku masnog tkiva. No stvar nije uvijek tako jednostavna.

"U većini slučajeva pretilost je uzrokovana prejedanjem ili nedostatkom tjelesne aktivnosti, no naše istraživanje pokazalo je da mutacija slabo istraženog gena pod nazivom Ovol2 uzrokuje veliku pretilost isključivo zbog greške u termogenezi, odnosno u proizvodnji topline", rekao je Zhao Zhang, koji je novu studiju vodio zajedno s profesorom imunologije Bruceom Beutlerom koji je 2011. dobio Nobelovu nagradu za otkrića o aktivaciji urođenog imuniteta.

Epidemija pretilosti

Prema Hrvatskom zavodu za javno zdravstvo, u 2019. godini gotovo dvije trećine (65%) stanovnika Hrvatske imale su prekomjernu tjelesnu masu ili debljinu - 42% prekomjernu tjelesnu masu, a 23% pretilost. U SAD-u je udio pretilih u populaciji još veći - oko 42%.

Brojne studije pokazale su da prekomjerna težina uzrokuje razne zdravstvene probleme, među kojima bolesti srca, moždane udare, dijabetes tipa 2 i određene vrste raka.

Mutacija ključna za reguliranje topline tijela

Kako piše na stranici UT Southwesterna, dr. Zhang, Beutler i njihovi kolege odlučili su kemijski uzrokovati stvaranje nasumičnih mutacija u DNA miševa kako bi doznali nešto više o osnovnim mehanizmima pretilosti. U jednoj obitelji modificiranih miševa pretilost je započela već u dobi od oko 10 tjedana i nastavila se sve dok u odrasloj dobi nisu postali izrazito pretili. Istraživači su u toj obitelji u genu Ovol2 identificirali odgovornu mutaciju.

"Nitko prije nije povezivao ovaj gen s pretilošću jer je on neophodan za život", rekao je dr. Beutler.

''Mutacija koju smo stvorili bila je dovoljno blaga da omogući preživljavanje, no dovoljno štetna da otkrije upečatljiv metabolički defekt", dodao je.

U masnim tkivima pretilih miševa zabilježeno je povećanje težine od 556%, koje je bilo popraćeno smanjenjem nemasne težine od oko 20%, u usporedbi s miševima iz legla koje nije bilo podvrgnuto mutagenezi.

Eksperimenti su pokazali da pretile životinje nisu bile u stanju održavati svoju unutarnju tjelesnu temperaturu kada su bile izložene hladnoći, što je vjerojatno proizašlo iz nemogućnosti učinkovite upotrebe tzv. smeđeg masnog tkiva ili smeđeg adipoznog tkiva, čija je primarna funkcija stvaranje topline.

Veliki dio energije odlazi na održavanje topline tijela

Tijelo troši kalorije na različite načine. Neka istraživanja pokazala su da sagorijeva više kalorija kada je izloženo hladnoći kako bi održalo toplinu. U tom procesu posebnu ulogu ima smeđe tkivo koje sadrži mnogo više mitohondrija nego bijelo masno tkivo. Ti mitohondriji smanjuju proizvodnju adenozin trifosfata (ATP) koji služi kao pogon za druge procese u tijelu i pojačava termogenezu, odnosno zagrijavanje tijela.

Bijelo masno tkivo je dominantna vrsta masnog tkiva u ljudskom tijelu. Može se naći ispod kože (potkožno masno tkivo), oko unutarnjih organa (visceralno masno tkivo) i u središnjoj šupljini kostiju (masno tkivo koštane srži), kao i na različitim dijelovima tijela.

Već godinama se zna da male životinje i ljudske bebe imaju smeđe tkivo. No, nedavno se pokazalo da ga imaju i odrasli. Ako je to tkivo kod odraslih aktivno, odnosno ako se u njemu sagorijevaju kalorije kada su izloženi hladnoći, tada oni imaju tendenciju sagorijevati više kalorija, što znači da se neće lako udebljati.

Bolje razumijevanje odnosa između potrošnje energije, smeđeg masnog tkiva, temperature okoliša i tjelesne temperature trebalo bi omogućiti da shvatimo zašto neki ljudi lako postaju pretili, a drugi ne.

Ovo postaje nešto jasnije kada znamo da postoje tri različite vrste metaboličkih aktivnosti u kojima se stvara tjelesna toplina.

Prva je bazalni metabolizam, odnosno metabolizam u mirovanju. Otprilike dvije trećine kalorija koje sagorimo svaki dan pokreću osnovne tjelesne funkcije, od kojih sve stvaraju toplinu: disanje, cirkulacija krvi, rast stanica, rad mozga i probava hrane.

U drugu spadaju sve vrste fizičkog napora u kojima se također stvara toplina u kemijskim reakcijama koje potiču kontrakciju mišića, prenosi Index.

Treća se događa u spomenutom smeđem tkivu. To je zaostala evolucijska prilagodba koja nas je zaštitila od smrzavanja tijekom ledenih doba. Ona započinje kada naša unutarnja temperatura padne na vrlo niske razine, no većina ljudi gubi smeđe masno tkivo samim procesom starenja.

U prosjeku kod umjereno aktivnih osoba oko 60% ukupne dnevne tjelesne potrošnje energije odlazi na metabolizam u mirovanju, oko 32% na tjelesne aktivnosti, a oko 8% na tzv. termički učinak hrane, odnosno na probavljanje.

Pritom treba istaknuti da ugljikohidrati i masti imaju termički učinak hrane oko 5%, a proteini oko 30%. To znači da je za metaboliranje 100 kilodžula (oko 24 kilokalorije) ugljikohidrata potrebno oko 5 kilodžula pa tijelu ostaje oko 95 kilodžula korisne energije. Za usporedbu, za metaboliranje 100 kilodžula proteina potrebno je 30 kilodžula, što znači da tijelu ostaje 70 kilodžula. Drugim riječima, od ugljikohidrata se puno lakše debljamo.

Energija potrebna za termoregulaciju

Dio tjelesne energije troši se i na tzv. termoregulaciju - strogo održavanje tjelesne temperature unutar određenih granica (36.5 - 37.5°C) čak i kada je temperatura okoline bitno drugačija.

U procesu proizvodnje adenozin trifosfata, molekula koje prenose energiju u stanicama svih živih bića (ATP prikuplja kemijsku energiju dobivenu razgradnjom molekula hrane i oslobađa je za pogon drugih staničnih procesa), oko 60% energije troši se u obliku topline tijela.

Ako je temperatura tijela previsoka, hipotalamus može pokrenuti nekoliko procesa kako bi je snizio. To uključuje povećanje protoka krvi do površine tijela kako bi se omogućilo rasipanje topline kroz kožu te kroz pokretanje znojenja kako bi se omogućilo isparavanje vode na koži radi hlađenja njezine površine. Suprotno tome, ako temperatura padne ispod poželjne, hipotalamus može pokrenuti drhtanje tijela kako bi stvorio toplinu. U oba slučaja tijelo troši energiju na održavanje odgovarajuće topline, međutim, više kada je hladno.

Trebalo bi biti moguće i liječenje

Ključno pitanje vezano uz novu studiju je mogu li se njezini rezultati iskoristiti u rješavanju problema pretilosti.

U prilog potvrdnom odgovoru govore dodatna istraživanja tima s UT Southwesterna koja su pokazala da zdravi gen Ovol2 potiskuje razvoj bijelog masnog tkiva, glavnog tkiva odgovornog za skladištenje energije.

Kada su istraživači kod dijela miševa prekomjerno eksprimirali normalni protein Ovol2, otkrili su da su životinje mnogo manje dobivale na težini.

Autori kažu da ova otkrića sugeriraju da je Ovol2 ključni igrač u energetskom metabolizmu, što vjerojatno vrijedi i za ljude jer je ljudski protein Ovol2 vrlo sličan mišjoj verziji.

Dr. Zhang smatra da bi liječnici mogli rješavati problem pretilosti lijekovima koji potiču funkcioniranje Ovol2.