Lihavuuden periytyminen keskushermostotasolla

Abstract

Lihavuudessa kehonpaino ylittää normaalin, kun energiansaanti ylittää energiankulutuksen. Nyky-yhteiskunnassa energiansaanti ylittyy helposti, mikä muun muassa vähäisen liikunnan lisäksi altistaa ylipainolle, joka on riskitekijä metabolisen oireyhtymän synnylle. Metabolinen oireyhtymä altistaa monille sairauksille, kuten ateroskleroosille, sekä itsessään painon nousulle. Ihmisten välillä on runsaasti aineenvaihdunnallisia eroja, joita voidaan selittää ympäristön lisäksi geneettisten ja epigeneettisten tekijöiden avulla.

Ihmisen energia-aineenvaihdunta on tarkasti säädelty kokonaisuus, joka ylläpitää elimistön energiatasapainoa. Sen keskuksena toimivat aivot ja erityisesti hypotalamus, joka säätelee, vastaanottaa ja lähettää erilaisia viestejä. Viestejä välittävät hormonit ja välittäjäaineet, jotka voidaan karkeasti jakaa kahteen ryhmään: Anoreksigeeniset välittäjäaineet vähentävät ruokahalua ja ravinnon sisäänottoa sekä tehostavat energiankulutusta. Oreksigeeniset välittäjäaineet lisäävät ruokahalua ja ravinnon sisäänottoa sekä tehostavat energian varastoimista. Keskushermoston (CNS) ulkopuolelta tulevia viestejä välittävät esimerkiksi leptiini, greliini, insuliini ja glukoosi. CNS:n ulkopuolelta saapuvia viestejä välitetään CNS-tasolla eteenpäin muun muassa leptiini-melanokortiini- ja fosfoinositidi-3-kinaasireittien välityksellä.

Aineenvaihduntaa säätelevien hormonaalisten tekijöiden sekä välittäjäaineiden ja niiden reseptorien geneettiset eroavaisuudet ja epigeneettinen säätely aiheuttavat aineenvaihdunnan säätelyssä eroja yksilöiden välillä. Rasvakudosperäinen leptiini korreloi rasvan määrän kanssa ja sen pitoisuus on ylipainoisilla korkeampi kuin normaalipainoisilla. Leptiinin anoreksigeeninen vaikutus on kuitenkin heikentynyt lihavilla, mikä viittaa leptiiniresistenssiin. Leptiiniresistenssille on esitetty monia syitä, kuten histonideasetylaasin aktiviisuuden vähentymistä sekä veri-aivoesteen ja leptiinin signalointireittien, kuten JAK-STAT-reitin, häiriöitä.

Ihmisillä leptiinin ja sen reseptorin geeneissä tapahtuvat mutaatiot voivat aiheuttaa monogeenistä eli yhdestä geenistä johtuvaa sairaalloista lihavuutta. Myös melanokortiini-4-reseptorista ja pro-opiomelanokortiinista tunnetaan mutaatioita, jotka aiheuttavat lihavuutta. Polygeenisessä lihavuudessa lukuisat geenit vaikuttavat lihavuuden kehittymiseen. Lihavuus voi olla myös seurausta periytyvästä oireyhtymästä, kuten esimerkiksi Prader-Willistä. Lihavuuden hoito voidaan jakaa kolmeen osaan: elintapamuutoksiin, lääkehoitoihin ja lihavuusleikkauksiin. Geneettinen tausta voi lisätä lihavuuden riskiä sekä vaikuttaa lihavuuden hoitovasteeseen ja -tapoihin. Hoidossa pyritään yksilöllisen lääketieteen toteuttamiseen.

Energia-aineenvaihduntaan ja ruokahaluun vaikuttavien geenien epigeneettiset muutokset saattavat mahdollisesti periytyä ja vaikuttaa siten jälkeläisten kehonpainoon. Lihavien ja normaalipainoisten henkilöiden sekä heidän lastensa epigeneettisten merkkien, kuten DNA-metylaatioiden, on havaittu eroavan toisistaan. Eroja on havaittu erityisesti geeneissä, jotka ovat yhteydessä energia-aineenvaihduntaan ja sen säätelyyn. Sukusoluissa tapahtuvat epigeneettiset muutokset voivat mahdollisesti siirtyä sukupolvelta toiselle. Esimerkiksi lihavien ja normaalipainoisten miesten spermatosyyttien metylaatioprofiilit ovat erilaiset. Lihavuusleikkauksen jälkeen spermatosyyttien DNA-metylaatiossa tapahtuu nopeasti muutoksia. Epigeneettisen informaation periytyvyyden mekanismit ovat vielä laajalti tuntemattomat.