Пестене на гени за затлъстяване, привлекателна, но порочна идея и алтернатива
абстрактно
Въведение
Пестеливата генна хипотеза
Преди да разбера защо идеята за пестелив ген е погрешна, искам да изясня какво е пестелив ген и как се смята, че е полезен веднъж Пестеливият ген води до фенотип, наречен
изключително ефективно при усвояване и/или оползотворяване на храна ”. 1 Смята се, че историческата ни среда е била белязана от глад. Например 9-годишният Прентис заяви: „Гладът винаги е бил селективен натиск върху човешката популация“.
Предците, които са смесени с периоди на глад (по време на прекомерно количество храна), трябва да преминат през празнични периоди
В Прентис 16 много исторически случаи на глад бяха изброени като пряко подкрепящо доказателство. Предвид този сценарий на редуване на пиршество и глад, Прентис 17 предложи това
Адаптациите, които позволяват на организма да разгражда бързо мазнините по време на излишък от храна, биха имали предимство за оцеляване в менопаузата
Глад '. Според Neel1 се предполага, че тези гени действат чрез селекция при прием на храна. Разходните ефекти не се отстъпват, но се считат за по-малко вероятни. 16 Препоръчително е пестеливите гени да бъдат подбрани положително в историческите условия на глад, тъй като те омазняват хората по време на празничния сезон. Тази мазнина осигурява енергията, от която хората се нуждаят, за да оцелеят по време на последващ глад. Както отбелязва Neel 1 ', тези с "пестелив" генотип биха имали предимство за оцеляване при гладуване, тъй като разчитаха на по-голяма съхранена по-рано енергия за поддържане на хомеостазата, докато тези без "пестелив" генотип биха били в неравностойно положение и по-малко вероятно да оцелеят ". Следователно фокусът първоначално беше върху подобреното оцеляване, но втората полза, която по-късно беше установена, беше, че пестеливите гени могат да поддържат плодовитостта дори по време на глад. Както заяви Прентис 16 '
Този подбор би бил опосредстван от потискането на плодовитостта и действителната смъртност “(вж. Също Уелс 18). В среда, характеризираща се с пиршества и глад, се смята, че пестеливите гени са подбрани положително поради ползите за оцеляване и плодовитост, осигурени от мазнините, отложени между глада. В съвременното общество, където има постоянно изобилие от храна, тези гени подготвят пазителите си за глад, който никога не настъпва, а резултатът е широкото затлъстяване.
Защо този аргумент е опорочен
Възможно решение на този проблем с пестеливата хипотеза на гените може да бъде, че гладът е фактор, движещ еволюцията на пестеливите гени за много по-кратък период от време. Има разногласия сред привържениците на идеята за пестелив ген по този въпрос. Chakravarthy and Booth 12 илюстрират позиция, при която всички селекции за пестеливи гени са правени преди неолита. Това е в съответствие с твърдението на Прентис 16, че „гладът е повсеместна селективна характеристика на човешката популация“. От друга страна, Прентис 17 твърди, че гладът е само селективна сила, откакто за първи път развихме земеделието преди 12 000 години. Както беше посочено по-горе, всички щяхме да сме дебели, ако положителната селекция над 70 000 до 100 000 поколения е повлияла на пестеливите гени. Ами алтернативното схващане, че гладът е избрал само пестеливи гени през последните 12 000 години (400–600 поколения)? Ясно е, че всеки ген, който предлага само селективно предимство (k) от 0,001, няма шанс да се разпространи през този период. В такъв случай всички щяхме да сме слаби.
Алтернативен начин за разглеждане на този проблем е да обърнем въпроса и да попитаме каква селективна стойност би била необходима, за да се разпространи алел до 30% от населението в продължение на 600 поколения. (т.е. предизвиква затлъстяване при 30% от хората). Моделирането на разпространението на доминантни алели предполага, че k трябва да бъде около 0,03, за да се получи смяна на алела от 1 до 30% в 600 поколения. Тоест 3% преживяемост или разлика в плодовитостта между хомозиготни или хетерозиготни носители на алел А и хомозиготни носители на аа във всяко поколение. В останалата част на тази статия ще разгледам случая, че разликата в оцеляването или плодовитостта на поколение между затлъстели и не-затлъстели индивиди в резултат на излагане на глад е недостатъчна, за да създаде наблюдавания генетичен фон за настоящата епидемия.
Периодите на продоволствена несигурност са сравнително чести и в историята са се случвали приблизително на всеки десет години. 29, 30 Тези периоди без смъртност обаче са маловажни за генетичния подбор. Гладовете със значителна смъртност бяха относително редки. Демографските проучвания показват, че гладът настъпва приблизително на всеки 150 години (Dupaquier 31 и Ho 32), т.е. приблизително на всеки 5-7 поколения. Ако гладът трябваше да осигури селективната сила, всеки глад щеше да има приблизително 5 до 7 пъти по-висока смъртност между A и носителите на алели от критичната стойност k за поколение от 0,03. Разликата в смъртността между затлъстелите (AA или Aa Носачи) и слаби (AA носачи) по време на глад трябва да бъдат между 15 и 21%.
Годишна смъртност ( а ) и раждаемост ( б ) в WuHu, провинция AnHui, Китай, между 1956 и 1965 г. Гладът, показан от адвокатската кантора, започва в средата на 1958 г. и продължава до края на 1960 г. Данни, записани от таблици в St Clair et al. 33
Причините за смъртността от глад са предсказуемо сложни. Един от основните фактори в причината, поради която хората получават тези болести и разстройства по време на глад, е отчасти, че са гладни и това ги принуждава да правят катастрофални избори относно избора си на храна. Хората редовно ще ядат мърша и разлагащи се трупове и тези навици значително увеличават вероятността от стомашно-чревни проблеми като диария. Санитарните условия обикновено са лоши и водоснабдяването често е замърсено. Това води до състояния, при които холера 39 и тиф се разпространяват. Морбили и коремен тиф (напр. Raoult et al. 40) също са често срещани при жертвите на глад. Като се имат предвид причините, поради които повечето хора умират от глад, е малко вероятно тази смъртност да е изцяло насочена към първоначално слаби субекти, като по този начин напълно щади затлъстелите.
Може да се твърди, че въпреки че причината за смъртта обикновено е заболяване, смъртността все още може да бъде насочена към слаби индивиди. Това се дължи на факта, че слабите хора са по-близо до глада и следователно в отчаянието си може да правят по-лош избор на храна и да имат по-лоша имунна система, което ги прави по-податливи на заболявания. Някои доказателства подкрепят тази гледна точка, тъй като тежките отпадъци са предиктор за риск от заболявания и смъртност от глад (Lindtjorn et al. 41 и Collins and Myatt 42). Индексът на телесна маса (ИТМ) не е добър показател за риска от смърт, тъй като гладният дъх често увеличава ИТМ. 42
Обобщение на ефектите на пестеливите гени върху смъртността
Глад и плодовитост
Брой хора, призовани в холандската армия на възраст 18 години, спрямо месеца на раждане, от зона, изложена на холандски глад през зимата (запълнени кръгове) и зона, пощадена от глад (отворени кръгове). Гладът, докладван от адвокатската кантора, започна през ноември 1944 г. и продължи до май 1945 г. Данните бяха интерполирани с помощта на графики в камък. 51
Нека обаче помислим, че греша. Представете си, че гладът е причинил селекцията на пестеливи гени и че моите интерпретации на нивата и моделите на глад и плодовитост са погрешни. Как можем да тестваме директно тази идея? Най-лесният начин да се тества хипотезата за „пестелив ген“ е да се изследва нивото на затлъстяване сред популациите в периодите между глада. Ако е имало избор за „пестеливи гени“, популация, която носи тези гени, трябва да затлъстее между глада. Освен ако нямат затлъстял фенотип, е невъзможно да се види как могат да се възползват от своя пестелив генотип. Ползата от наличието на пестеливи гени във всички по-рано публикувани формулировки на хипотезата е, че хората се напълняват между глада.
Алтернативна перспектива: „шофиране“ на гени
Хипотезата за освобождаване от хищничество обаче е само един от различните сценарии, базирани на дрейфа на неселектирани гени, които могат да обяснят настоящата демография на епидемията от затлъстяване. Например, алтернативен сценарий може да бъде, че никога не сме били изложени на високи нива на хранителни мазнини в миналото. Следователно мутациите, които влияят отрицателно върху функцията на гените, които регулират окисляването на мазнините, също биха могли да бъдат мутирани и преместени случайно. По този начин способността за окисляване на мазнините ще варира при отделните индивиди, но докато нивата на мазнини в храната се поддържат ниски, тази променливост няма да има отрицателни последици. Тези мутации ще бъдат разкрити само ако носителите им са склонни да имат наднормено тегло, ако съдържанието на мазнини в диетата се увеличи. Индивидуалните вариации в степента на окисляване на мазнините в основата са постоянен предиктор за предразположението към затлъстяване при хора 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76 и животни. 77, 78
Общото в тези два сценария е, че те не разчитат на предположението, че затлъстяването в миналото е било от полза. По-скоро те приемат обратното предположение, че гените, които предразполагат към затлъстяване, НЕ са положително избрани. В тази ситуация се случват случайни мутации в гените и честотите на тези мутирали алели се отклоняват произволно. След това тези гени могат да бъдат наречени „движещи гени“ и поради тяхното влияние някои от нас са нещастни в генетичната лотария и наследяват предразположение към условия, които са толкова опустошителни в съвременното ни общество.