Thrifty genes: zit obesitas in ons DNA?

In een vorige post gaven we een aantal statistieken rond het voorkomen van obesitas in de Westerse wereld. In deze tekst gaan we op zoek naar de evolutionaire context van de obesitasepidemie. Hoe is het mogelijk dat het metabolisme van zoveel mensen zo uit evenwicht is?

 

Evolutie van obesitas. Een straatje zonder eind ?
Bron: bewerkt naar Christopher Dombres, Flickr, publiek domein.
https://www.flickr.com/photos/christopherdombres/7350782488

 

Eén hypothese is alvast dat onze fysiologie nog niet mee geëvolueerd is met de diepgaande culturele verschuivingen die de mens de laatste eeuwen en jaren ondergaat. Dat metabolisme is ontstaan in een omgeving waar het bijzonder voordelig was om in (zeer zeldzame) tijden van overvloed veel energie op te slaan als vetweefsel, en in tijden van schaarste zo lang mogelijk op die reserves te teren. Alleen leidt dat in tijden van ongebreidelde overvloed, zoals vandaag, tot steeds grotere aantallen gezette mensen. De onderzoekers die deze hypothese verdedigen, wijzen vaak op de toename van overgewicht, obesitas en diabetes bij leden van verschillende indianenstammen. Deze mensen leefden tot voor kort in schaarste, maar namen de laatste decennia meer en meer de westerse levensstijl en het bijbehorende voedsel over. Met alle gevolgen van dien.

Niet alle wetenschappers scharen zich achter deze thrifty gene-hypothese (de betrokken genen zijn bv. zelfs niet allemaal geïdentificeerd). Zij wijzen erop dat het niet zozeer de overvloed aan voedsel is die heeft geleid tot de huidige obesitascijfers, maar de veranderingen in onze levensstijl, waarbij we met z’n allen steeds minder bewegen. Bovendien is de stijging van het aantal medeburgers met obesitas (en de start van het computertijdperk) iets van de laatste decennia, terwijl er al langer meer voedsel beschikbaar is dan nodig.

 

De thrifty gene-hypothese schematisch voorgesteld

 

Een stuk van de verklaring is misschien zelfs te vinden in onze embryonale ontwikkeling, wanneer onze gevoeligheid voor insuline wordt geprogrammeerd in onze cellen. Dat blijkt althans uit onderzoek op kinderen van moeders die tijdens de zwangerschap te kampen hadden met voedseltekort. Wanneer dergelijke kinderen in hun latere leven wel over (meer dan) voldoende voedsel beschikten, dan hadden ze meer kans om obesitas en diabetes te ontwikkelen – zelfs tegenover hun broers en zussen bij wie de moeder tijdens de zwangerschap wel voldoende te eten had. Dit werd vastgesteld in Nederland, bij onderzoek op de kinderen die geboren zijn vlak na de Hongerwinter op het einde van de Tweede Wereldoorlog. Kregen ze later in hun leven echter ook te maken met hongersnood en voedseltekorten, dan liepen ze geen verhoogd risico op diabetes (en uiteraard niet op obesitas…). Dat blijkt dan weer uit onderzoek in het sub-Saharagebied in Afrika. Dit is de thrifty phenotype-hypothese.

Maar die hypothese is zeker niet het enige antwoord. Onderzoeker John R. Speakman geeft in een artikel in het gezaghebbende Annual Review of Nutrition immers een zeer overtuigend tegenargument: als de mogelijkheid om snel veel vet op te slaan zo voordelig is geweest in ons niet zo verre verleden, waarom zijn er dan de dag van vandaag zo veel slanke mensen, in een tijd waarin er een overvloed bestaat? Waarom hebben die mensen die zuinige genen niet geërfd?

Een tweede hypothese stelt dat de set genen die verantwoordelijk zijn voor de huidige obesitasepidemie, helemaal geen rol van betekenis speelden in ons biologisch verleden. Deze gedachte volgt de theorie van Kimura, die stelt dat de meeste genvarianten in een bepaalde soort geen effect hebben op de overleving van die soort of van de individuen die ze dragen -in tegenstelling tot de theorie rond natuurlijke selectie, die zegt dat genvarianten (of allelen) bijdragen tot het overleven en dus tot het uitselecteren van bepaalde individuen die minder goede kansen hebben in het dagelijks leven. Hier gaat het dus niet over thrift, maar over genetic drift, genetische willekeur. Alleen blijken die verschillende varianten nu pas, in een tijd van overvloed, een ongezonde bijbetekenis te hebben.

De derde hypothese die genetica koppelt aan het voorkomen van obesitas, verklaart het voorkomen van dergelijke genen als bijproduct van andere genveranderingen, die wel een positief effect hebben gehad. De bluts met de buil, dus. Zo is er een mogelijke koppeling met het bestaan van bruin vetweefsel.  Dergelijk weefsel helpt ons om onze lichaamstemperatuur op peil te houden door extra warmte te produceren wanneer dat nodig is – een proces dat thermogenese heet. Onderzoekers vonden enkele jaren geleden een cruciaal gen (UCP1 genoemd) dat een rol speelt bij het behouden van onze lichaamswarmte. Echter, muizen waarbij dit gen was uitgeschakeld bleken zonder onderscheid obees te worden, of ze nu een normale voeding kregen of niet.

Daarbij hebben dieren – en dus ook mensen - in warme klimaatzones een grote oppervlakte vergeleken met hun lichaamsmassa (om zo gemakkelijk overtollige warmte af te geven), terwijl die in koude gebieden eerder een stevige, geblokte vorm hebben. Er zou dus wel eens een link kunnen bestaan tussen lichaamsvorm (en -gewicht), vetweefsel en de mogelijkheid om warmte bij te houden. Meer nog – een studie uit de USA toonde aan dat obesitas meer voorkwam in bevolkingsgroepen die van oorsprong uit warmere gebieden afkomstig zijn (Latino’s, Afro-Amerikanen, Zuid-Aziaten en de oorspronkelijke inwoners van Noord-Amerika). Daarentegen bleken mensen die afstammen van mensengroepen uit koudere regio’s (blanken en Oost-Aziaten) significant minder zwaarlijvigheid ontwikkelden. Meer nog -  migratie naar koudere gebieden zou geleid hebben tot een efficiënter functioneren van het UCP1-gen en van het bruine vetweefsel. Mensen die aangepast zijn aan koudere klimaten, zouden sneller en gemakkelijker energie produceren om het verlies aan lichaamswarmte te compenseren, waardoor er minder energie werd opgeslagen als vetweefsel. Mensen uit warmere klimaten kunnen hier niet op rekenen, slaan meer energie op, en worden dus makkelijker obees.

Bruin vet is vaak vermengd met wit vet. Rechtsboven zijn typische bruin vetcellen te zien. Links zijn witte vetcellen te zien. In tegenstelling tot wit vetweefsel, dat een enkele vetdruppel bevat, bevatten bruine vetcellen talrijke kleinere druppeltjes en een veel groter aantal (ijzer bevattende) mitochondriën, wat bruin vetweefsel zijn bruine uiterlijk geeft. Bruin vet bevat ook meer capillaire bloedvaatjes dan wit vet, om het weefsel van zuurstof en voedingsstoffen te voorzien en de geproduceerde warmte door het lichaam te verdelen.
Bron: Mjw.hanssen, Wikimedia, CC BY-SA 3.0
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bruin_en_wit_vet.png

 

Welke hypothese het bij het juiste eind heeft, is nog niet duidelijk. Mogelijk zit zelfs een combinatie van de drie het dichtst bij de waarheid. Wat ondertussen wel duidelijk is, is dat het antwoord wellicht op verschillende vlakken te zoeken is. Je lichamelijke toestand alleen vergoelijken met het excuus dat je de foute genen hebt, is niet correct. Maar is er dan eigenlijk wel een oplossing?

 

Geplaatst door Geert op 01/08/2018 om 18:04