Jak geny wpływają na wagę i skłonność do otyłości?

Jeśli mielibyśmy wskazać jedną chorobę, której można by skutecznie zapobiec, a jednak występuje ona coraz częściej, byłaby to otyłość. Żyjemy w czasach, w których w krajach rozwiniętych jedzenie stało się tak łatwo dostępne, że zgony z nadmiaru kalorii zaczęły przekraczać te wynikające z ich niedoboru. Ta ponura statystyka dotyczy głównie USA, ale otyłość to problem globalny. Według WHO jedna osoba na osiem na świecie cierpiała na otyłość w 2022 roku. To oznacza podwojenie tej liczby od roku 1990, a wśród nastolatków, poczwórny wzrost. Liczba osób z nadwagą, która jest prekursorem otyłości, przekracza 2,5 miliarda. Jeśli spojrzymy na Europę, według OECD w 2022 roku 59% mieszkańców Słowacji i 60% mieszkańców Czech cierpiało na otyłość lub nadwagę.^[1]

Nadwaga a otyłość

Otyłość i nadwaga są powodowane zaburzeniem równowagi w spożyciu i spalaniu kalorii. Wysokokaloryczne i wysoce przetworzone produkty stały się najbardziej przystępną formą odżywiania, a potrzeba aktywności fizycznej spadła praktycznie do zera, poza zawodami, które wymagają pracy manualnej. To zaburzenie prowadzi do nadmiernego magazynowania tkanki tłuszczowej, która jest głównym powodem otyłości. Kiedy ta nadmiarowa tkanka tłuszczowa przekroczy pewien pułap (np. BMI ponad 30 kg/m²) i zaczyna powodować chroniczne problemy ze zdrowiem, jest określana mianem otyłości.^[2]

Przechowywanie tłuszczu podskórnego może nie być poważnym problemem zdrowotnym, ale tłuszcz trzewny, który gromadzi się w jamie brzusznej dookoła organów wewnętrznych, jest powodem do zmartwień. Ten rodzaj tłuszczu jest także znany jako toksyczny tłuszcz i jest źródłem cytokin, które sprzyjają reakcjom zapalnym. Ten przewlekły, długotrwały stan zapalny w organizmie prowadzi do różnych chorób przewlekłych związanych z otyłością.^[3]

BMI nie zawsze jest wiarygodnym parametrem

Najpowszechniejszym parametrem wykorzystywanym do określania otyłości jest wskaźnik masy ciała (BMI). BMI określa, czy dana osoba ma odpowiednią wagę do jej wzrostu. Można go z łatwością wyliczyć za pomocą internetowego kalkulatora BMI. Osoba z BMI przekraczającym 25 kg/m² jest uznawana za osobę z nadwagą, a z BMI ponad 30 kg/m², za osobę otyłą.

Wyliczanie BMI to prosty sposób na określenie, czy należy zmienić nawyki żywieniowe i zwiększyć ilość aktywności fizycznej. Jednakże prostota BMI ma swoje minusy. Nie bierze ono pod uwagę składu ciała, więc osoba z wyższą proporcją masy mięśniowej może być uznana za osobę z nadwagą w skali BMI. Najlepsi kulturyści mogą mieć BMI powyżej 30 kg/m² i jedynie 6% tłuszczu.^[4]

Lepszym wskaźnikiem może być stosunek obwodu talii do obwodu bioder (WHR), który bezpośrednio wskazuje na nadmiar tkanki tłuszczowej w okolicy brzucha.

Jak zmierzyć WHR?

• Stań prosto i zrób wydech. Użyj miarki krawieckiej, aby sprawdzić odległość wokół najwęższej części talii, zaraz nad pępkiem. To jest twój obwód talii. Jeśli nie możesz znaleźć najwęższej części talii, wykonaj pomiar w połowie odległości między dolną krawędzią klatki piersiowej a górną częścią kości biodrowej.
• Następnie zmierz odległość wokół najszerszej części bioder – najszerszej części swoich pośladków. To jest twój obwód bioder.
• Oblicz swój wskaźnik WHR dzieląc obwód talii przez obwód bioder.

Poniższa tabela wskazuje zagrożenia dla zdrowia związane z WHR:

Ryzyko zdrowotne	Kobiety	Mężczyźni
Niskie	0,80 lub mniej	0,95 lub mniej
Umiarkowane	0,81-0,85	0,95-1
Wysokie	Ponad 0,85	Ponad 1

U mężczyzn WHR pomiędzy 0,95 i 1 jest normalne, ale wartości powyżej 1 wskazują na wysokie ryzyko otyłości. U kobiet, krytyczna wartość to 0,85. Ten wskaźnik jest dobry do badania akumulacji tłuszczu w jamie brzusznej i odzwierciedla ilość tłuszczu trzewnego. Jednakże tłuszcz odkłada się w różnych miejscach w różnym tempie u różnych osób. To oznacza, że nawet ktoś, kogo wartość WHR jest w normalnym przedziale, może mieć nadwagę. ^[5]

Możesz uzupełnić te pomiary dzięki porównaniu talii do wzrostu. Ta proporcja powinna się wahać pomiędzy 0,40 i 0,49. Innymi słowy, obwód talii nie powinien przekraczać połowy wzrostu danej osoby.^[6]

Te wszystkie metody mogą skutecznie pokazać ci, jak wygląda skład twojego ciała oraz waga. Najdokładniejsze pomiary są wykonywane za pomocą urządzeń takich jak InBody, które mogą zapewnić ci szczegółowe informacje o tym, jak wygląda skład twojego ciała, zawartość tkanki tłuszczowej, masy mięśniowej i inne ważne parametry dzięki analizie bioimpedancji.

Te produkty mogą Cię zainteresować:

Otyłość jako czynnik ryzyka różnych chorób

Ryzyko zdrowotne związane z wysokim BMI i dużą proporcją tkanki tłuszczowej niesie za sobą różne choroby przewlekłe. Nadmiar tkanki tłuszczowej u osób z nadwagą i otyłych produkuje duże ilości zapalnych cytokin. Te substancje są normalnie potrzebne, bo układ odpornościowy musi mieć w gotowości wszystkie mechanizmy na wypadek infekcji albo by eliminować stare, uszkodzone i rakowe komórki. Jednakże nadmiar cytokin zapalnych prowadzi do przesunięcia równowagi w organizmie w stronę stałego stanu zapalnego.^[7]

Niskopoziomowy, przewlekły stan zapalny jest blisko związany z insulinoopornością. Insulinooporność to przypadłość, która kiedyś pozwoliła naszemu gatunkowi na przetrwanie długich okresów braków pożywienia poprzez przekierowanie glukozy do kluczowych organów. Dzisiaj taka funkcja jest zbędna, a insulinooporność to punkt wyjścia do cukrzycy typu drugiego, w której komórki organizmu nie reagują poprawnie na insulinę, co prowadzi do niebezpiecznie wysokiego poziomu cukru we krwi.^[8]

Kolejna dolegliwość związana z tkanką tłuszczową to wysokie stężenie wolnych kwasów tłuszczowych i cholesterolu LDL we krwi (dyzlipidemia), co prowadzi bezpośrednio do aterosklerozy. Ma to miejsce, gdy cząsteczki LDL zaczynają odkładać się na ścianach naczyń krwionośnych, powodując stany zapalne, które skutkują narastającymi osadami aterosklerotycznymi. Jeśli taki stan się utrzyma, może on prowadzić do zablokowanych arterii i ataków serca.^[9]

Nadwaga i otyłość są także związane z syndromem metabolicznym, który charakteryzuje się wysokim ciśnieniem, wysokim poziomem cukru we krwi, dyslipidemią, niskim poziomem cholesterolu HDL i dużym obwodem talii (ponad 102 cm u mężczyzn i ponad 88 cm u kobiet). Jeśli dana osoba ma przynajmniej trzy z tych pięciu czynników, zostaje u nich zdiagnozowany syndrom metaboliczny.^[10]

Proces zapalny w organizmie i stres oksydacyjny prowadzą nie tylko do chorób układu krwionośnego, ale także do pewnych rodzajów nowotworu. Nieodpowiednio regulowany układ odpornościowy, który powinien rozpoznawać i eliminować uszkodzone i potencjalnie rakowe komórki, nie może funkcjonować poprawnie. Stres oksydacyjny powodowany przez nadwagę i otyłość może uszkadzać DNA w komórkach. Jeśli takie zmutowane komórki nie zostaną usunięte przez układ odpornościowy, ryzyko raka wzrasta.^[11]

Tym samym, motywacja do utraty wagi, jeśli dana osoba jest otyła lub ma nadwagę, powinna wynikać nie tylko z estetyki, ale także z troski o zdrowie. Otyłość to choroba, która zabija miliony osób rocznie. Pragnienie plażowej sylwetki to dobry punkt wyjścia, ale minimalizowanie ryzyka zdrowotnego powinno być główną motywacją dla każdego.

Czy geny są odpowiedzialne za skłonność do otyłości?

Ludzie mają ponad 19 000 genów, które mówią komórkom co i kiedy robić. Większość procesów jest kontrolowana przez duże grupy genów, których działanie jest skumulowane. Każdy na swój sposób jest mutantem z mutacjami w różnych miejscach i różnych genach. Niektóre mutacje mają widoczne efekty, jak kolor włosów, oczu, czy ton skóry. Inne są mniej oczywiste i wpływają na procesy wewnętrzne organizmu. Czasami jedna mutacja może prowadzić do choroby.

Często predyspozycje do chorowania są tylko nieznacznie uwarunkowane jedną mutacją, w zależności od stylu życia i innych genów. Oznacza to, że możesz wziąć znaczną część odpowiedzialności za swoje zdrowie w swoje ręce, nawet jeśli geny mogą wiele rzeczy komplikować. Dotyczy to również masy ciała i otyłości.

Na pytanie, czy geny są odpowiedzialne za nadwagę i otyłość, mamy dość dobrą odpowiedź. Z perspektywy genetycznej rozróżniamy dwa rodzaje otyłości, w których geny mają znaczący lub niewielki wpływ.^[12]

Otyłość monogeniczna

Typ otyłości, który jest w 100% powodowany przez geny, nazywa się otyłością monogeniczną. Nazwa ta wskazuje, że jest to choroba powodowana mutacją jednego genu. Otyłość monogeniczna dotyka jedynie około 5% wszystkich osób otyłych na całym świecie. Z uwagi na to, że jest ona warunkowana genetycznie, zaczyna się ona w dzieciństwie i bardzo trudno jej zapobiec. Wpływ stylu życia na rozwój otyłości monogenicznej jest minimalny. Na pierwszy rzut oka, może się wydawać, że geny, które powodują otyłość monogeniczną, prowadzą w jakiś sposób do nadmiernego odkładania się tłuszczu.

Prawda jest taka, że nawet przy otyłości monogenicznej, na którą wpływają głównie geny, nadal wszystko rozbija się o bilans kaloryczny. Jeden z najlepiej przebadanych genów, które powodują tę przypadłość to gen receptora leptyny (LEPR). Ten receptor jest kluczowy w regulowaniu ilości przyjmowanego pokarmu. Jest kluczowy w sygnalizowaniu leptyny, która daje mózgowi stały feedback na temat stanu zapasów energii (tłuszczu). Leptyna to hormon produkowany przez tkankę tłuszczową. System jest prosty: im więcej tłuszczu ma dana osoba, tym więcej leptyny dociera do mózgu. Dzięki temu mózg wie, ile tłuszczu pozostało w organizmie i może regulować przyjmowany pokarm, by zachować rezerwy na czarną godzinę. Kiedy ilość tkanki tłuszczowej spada, spada też poziom leptyny, co sygnalizuje mózgowi, że trzeba zacząć oszczędzać energię lub ją uzupełniać. Kiedy wzrasta poziom tkanki tłuszczowej, wzrasta też poziom leptyny, co informuje mózg, że potrzeba mniej pożywienia i można zużywać energię.

W normalnych warunkach ten system działa dobrze. W przypadku otyłości monogenicznej, którą powoduje mutacja genu receptora leptyny, ten system jest zaburzony, przez co mózg cały czas myśli, że ma za mało tłuszczu i trzeba uzupełniać rezerwy. To skutkuje nadmiernym spożyciem pożywienia (hiperfagia), którego osoba z mutacją nie może kontrolować, bo mózg nie reaguje na leptynę i jest w stanie „głodu”.^[13]

Bardzo rzadka mutacja, która występuje u mniej niż 100 osób na całym świecie, to mutacja w samym genie leptyny. Powoduje ona często niedobór leptyny. Jeśli organizm nie produkuje leptyny lub produkuje niedziałającą, wybrakowaną wersję, mózg nie otrzymuje informacji o rezerwach tłuszczu, co prowadzi do stałego jedzenia. Podobnie jak w poprzednim przypadku, osoba z taką przypadłością nie kontroluje ilości przyjmowanego pokarmu.^[14]

Otyłość poligeniczna

Otyłość, w której geny odgrywają mniejszą lub większą rolę jest nazywana poligeniczną. Powodują ją mutacje w większej liczbie genów, z których każda ma minimalny indywidualny wpływ. Ten typ otyłości dotyka pozostałe 95% osób otyłych i jest powodowany głównie przez styl życia. Otyłość poligeniczna wpływa na liczne geny i niewiele o nich wiadomo. Mimo tego, że działanie wielu z nich jest nieznane, można je zidentyfikować w badaniach porównujących geny osób otyłych i bez otyłości. Geny, które są lepiej zbadane, często uwzględniają te same, które pojawiają się przy otyłości monogenicznej, ale z innymi mutacjami. Różne mutacje mogą mieć różne skutki. Jedna może zaburzać sygnalizację leptyny tak bardzo, że kontrola spożycia pożywienia staje się niemożliwa, druga może nieznacznie zwiększać apetyt. Tak więc gen LEPR jest często wymieniany wśród genów o słabszych skutkach.^[14]

Dobrze znany gen związany z otyłością poligeniczną to gen FTO (związany z masą tłuszczową i otyłością). Warianty tego genu zostały zidentyfikowane u osób otyłych i z nadwagą. Jego działanie nie zostało do końca zrozumiane, ale kilka z jego mutacji jest związane ze zwiększoną produkcją leptyny, zmianą lokalizacji receptorów leptyny i zwiększonym spożyciem pokarmu. Możliwe, że mutacje w obszarach regulujących wpływają na inne geny w pobliżu genu FTO.^[15]

Kolejnym interesującym genem jest FGF21, który koduje hormon, który kontroluje apetyt na cukier. Osoby z konkretną mutacją tego genu produkują mniej FGF21, który hamuje apetyt na cukier. Zwiększenie apetytu na cukier i jego uzależniająca natura zwiększają ryzyko przejadania się i tycia.^{[16, 17]}

Styl życia to podstawa przy otyłości poligenicznej, a geny mają mniejsze znaczenie, ale nie można oczekiwać, że zmiana trybu życia będzie prosta dla osoby otyłej. Osoba z nadwagą lub otyłością ma zaburzony system sygnalizacji leptyny nie przez geny, a przez styl życia. Nadmiar tkanki tłuszczowej powoduje długotrwały nadmiar leptyny, do którego mózg się przyzwyczaja. Podobnie jak insulinooporność, leptynooporność to przypadłość, w której mózg nie odpowiada już na sygnały od tkanki tłuszczowej.

Podobnie jak w przypadku otyłości monogenicznej, w której dana osoba nie kontroluje ilości przyjmowanego pokarmu z uwagi na brak leptyny, w przypadku otyłości poligenicznej mózg przyzwyczaja się do wysokiego poziomu leptyny. Przy próbie utraty wagi, poziom leptyny spada, a mózg otrzymuje ten sam sygnał, co przy zaburzeniu genetycznym: „głód, należy uzupełnić zapasy”. Występuje to nawet pomimo wystarczających rezerw. To jeden z głównych powodów, dlaczego utrata wagi jest wymagająca dla osób z nadmiarem wagi i otyłością.

Niektóre warianty wymienionych genów, a także predyspozycje do spożywania większych ilości pokarmu i przybierania na wadze, można wykryć również za pomocą dostępnych testów genetycznych.

Podsumowując

Jeśli chodzi o większość przypadków otyłości, to styl życia jest głównym czynnikiem, a nie genetyka. Przypadki, w których jasne jest, że przyczyną otyłości są geny, są bardzo trudne do zaadresowania za pomocą zmian w stylu życia. Wpływ mutacji jest tak silny, że wprowadzenie zmian podobnych do tych, które są możliwe do osiągnięcia przez pozostałe 95% osób otyłych, jest praktycznie niemożliwe.

Chociaż możemy „wskazywać palcem” styl życia, osobom otyłym nadal niezwykle trudno jest porzucić styl życia, który doprowadził je do tego stanu. Mózg, przyzwyczajony nie tylko do chronicznie wysokiego poziomu leptyny, ale także do stymulacji dopaminy przez jedzenie, jest trudny do przeprogramowania. Nadwaga i otyłość wywołują zaburzenia zdrowia psychicznego, które sprawiają, że jakiekolwiek zmiany stylu życia są niemal niemożliwe. Niezależnie od tego, czy otyłość jest spowodowana genami, czy nie, jest to stan wymagający interwencji specjalisty.

A co z pozytywnymi wnioskami? Większości przypadków otyłości można z łatwością zapobiegać. Jeśli ktoś nie wpadnie w niekończący się cykl przejadania i braku aktywności fizycznej, może skutecznie zapobiegać otyłości i powiązanym problemom zdrowotnym. To prawda niezależnie od tego, czy ma predyspozycje do większego apetytu. Istnieje duże prawdopodobieństwo, że 95 na 100 osób ma swoje zdrowie we własnych rękach. Nie ma czegoś takiego jak „zdrowa otyłość”. To określenie powstało w wyniku przypadków osób z nadwagą, u których nie występowały jeszcze objawy zespołu metabolicznego. Jest to jednak tylko stan przejściowy, a ryzyko chorób przewlekłych wzrasta wraz ze wzrostem BMI powyżej 30.^[17] Jakie są najlepsze sposoby zapobiegania? Wystarczająca aktywność fizyczna, która powinna obejmować co najmniej 150 minut ćwiczeń aerobowych i co najmniej dwie sesje treningu siłowego w tygodniu. ^{[18, 19]}

Żadna sama aktywność fizyczna nie będzie wystarczająca, jeśli spożycie kalorii przekracza liczbę spalonych kalorii, dlatego dobrze zbilansowana dieta z odpowiednim białkiem i błonnikiem także jest kluczowa. Najlepiej powinno się unikać wysoko przetworzonych produktów, którymi można się łatwo przejadać. Wystarczająca ilość snu to dobry sposób na uniknięcie przejadania się słodyczami i innymi smacznymi, ale niezdrowymi produktami. W skrajnych przypadkach rozwiązaniem mogą być leki na odchudzanie, takie jak Ozempic. W ostatnich latach zyskały one popularność, ale wiążą się z wadą w postaci szybkiej utraty masy mięśniowej. Chociaż mogą ratować życie, ich niewłaściwe stosowanie może w dłuższej perspektywie przynieść więcej szkody niż pożytku. Dlatego takie leczenie powinno być kontrolowane i monitorowane przez pracownika ochrony zdrowia.

Źródła:

[1] OECD and E. Union- Health at a Glance: Europe 2022 – https://doi.org/10.1787/507433b0-en

[2] Lin, X., H. Li – Obesity: Epidemiology, Pathophysiology, and Therapeutics – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34552557/

[3] Shuster, A., et al. – The clinical importance of visceral adiposity: a critical review of methods for visceral adipose tissue analysis – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21937614/

[4] Khanna, D., et al. – Body Mass Index (BMI): A Screening Tool Analysis – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35308730/

[5] Khan, I., et al. – Surrogate Adiposity Markers and Mortality – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37728925/

[6] Bener, A., et al. – Obesity index that better predict metabolic syndrome: body mass index, waist circumference, waist hip ratio, or waist height ratio – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24000310/

[7] Kolb, H. – Obese visceral fat tissue inflammation: from protective to detrimental? – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36575472/

[8] Tsalamandris, S., et al. – The Role of Inflammation in Diabetes: Current Concepts and Future Perspectives – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31131037/

[9] Jebari-Benslaiman, S., et al. – Pathophysiology of Atherosclerosis – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35328769/

[10] Saklayen, M.G. – The Global Epidemic of the Metabolic Syndrome – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29480368/

[11] Pati, S., et al. – Obesity and Cancer: A Current Overview of Epidemiology, Pathogenesis, Outcomes, and Management – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36672434/

[12] Loos, R.J.F. and G.S.H. Yeo – The genetics of obesity: from discovery to biology – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34556834/

[13] Park, H.K., R.S. Ahima – Leptin signaling – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25343030/

[14] Huvenne, H., et al. – Rare Genetic Forms of Obesity: Clinical Approach and Current Treatments in 2016 – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27241181/

[15] Fawcett, K.A. and I. Barroso – The genetics of obesity: FTO leads the way – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20381893/

[16] Tezze, C., V. Romanello, and M. Sandri – FGF21 as Modulator of Metabolism in Health and Disease – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31057418/

[17] Avena, N.M., P. Rada, and B.G. Hoebel – Evidence for sugar addiction: behavioral and neurochemical effects of intermittent, excessive sugar intake – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17617461/

[18] Marcus, Y., et al. – Metabolically Healthy Obesity Is a Misnomer: Components of the Metabolic Syndrome Linearly Increase with BMI as a Function of Age and Gender – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37237531/

[19] Bull, F.C., et al. – World Health Organization 2020 guidelines on physical activity and sedentary behaviour – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33239350/