Gene economice pentru obezitate, o idee atractivă, dar defectuoasă și o alternativă
abstract
introducere
Ipoteza genei frugale
Înainte de a analiza de ce ideea unei gene frugale este greșită, vreau să clarific ce este o genă frugal și cum se crede că este benefică odată. O genă economisitoare are ca rezultat un fenotip numit
extrem de eficient în absorbția și/sau utilizarea alimentelor ”. 1 Se crede că mediul nostru istoric a fost marcat de foamete. De exemplu, Prentice, 9 ani, a declarat: „Foametea a fost întotdeauna o presiune selectivă asupra populației umane”.
Strămoșii care sunt amestecați cu perioade de foame (în timpul supraabundenței alimentelor) trebuie să treacă prin perioade festive
În Prentice 16, multe cazuri istorice de foamete au fost enumerate drept dovezi directe de susținere. În lumina acestui festival alternativ și a scenariului foamei, Prentice 17 a sugerat acest lucru
Adaptările care permit unui organism să descompună rapid grăsimile în timpul excesului de alimente ar avea un avantaj de supraviețuire în menopauză
Foamete'. Potrivit lui Neel1, se presupune că aceste gene acționează prin selecție asupra aportului alimentar. Efectele cheltuielilor nu sunt actualizate, dar sunt considerate mai puțin probabile. 16 Se recomandă ca genele frugale să fie selectate pozitiv în contextul istoric al foametei, deoarece acestea îngrașă oamenii în timpul vacanței. Această grăsime oferă energia necesară indivizilor pentru a supraviețui în timpul foametei ulterioare. După cum remarcă Neel 1 ', cei cu genotipul „frugal” ar avea un avantaj de supraviețuire în foamete deoarece se bazau pe o energie mai mare stocată anterior pentru a menține homeostazia, în timp ce cei fără genotipul „frugal” ar fi în dezavantaj și ar fi mai puțin probabil să supraviețuiască. '. Accentul s-a pus inițial pe îmbunătățirea supraviețuirii, dar un al doilea beneficiu care s-a constatat ulterior a fost acela că genele frugale ar putea menține fertilitatea chiar și în timpul unei foamete. După cum afirmă Prentice 16 '
Această selecție ar fi fost mediată de suprimarea fertilității, precum și a mortalității efective ”(vezi și Wells 18). Într-un mediu caracterizat de sărbători și foamete, se crede că genele frugale sunt selectate pozitiv din cauza beneficiilor de supraviețuire și fertilitate oferite de grăsimea depusă între foamete. În societatea modernă, unde există o abundență constantă de alimente, aceste gene își pregătesc deținătorii pentru foamete care nu apar niciodată, iar rezultatul este obezitatea pe scară largă.
De ce este acest argument defect
O posibilă soluție la această problemă cu ipoteza genei economice ar putea fi că foametea este un factor care determină evoluția genelor economice pentru o perioadă de timp mult mai scurtă. Există un dezacord între susținătorii ideii de genă frugală pe această temă. Chakravarthy și Booth 12 ilustrează o poziție în care toată selecția genelor frugale a fost făcută înainte de neolitic. Aceasta este în conformitate cu declarația lui Prentice 16 conform căreia „foametea era o caracteristică selectivă omniprezentă a populației umane”. Pe de altă parte, Prentice 17 susține că foametea a fost doar o forță selectivă de când am dezvoltat prima dată agricultura acum 12.000 de ani. Așa cum s-a menționat mai sus, am fi toți grași dacă selecția pozitivă de peste 70.000 până la 100.000 de generații ar fi afectat genele frugale. Ce zici de noțiunea alternativă că foametea a selectat doar gene frugale în ultimii 12.000 de ani (400-600 de generații)? Este clar că orice genă care oferă doar un avantaj selectiv (k) de 0,001 nu are șanse să se răspândească în această perioadă. În acest caz, am fi cu toții subțiri.
O modalitate alternativă de a analiza această problemă este de a întoarce întrebarea și de a întreba ce valoare selectivă ar fi necesară pentru ca o alelă să se răspândească la 30% din populație peste 600 de generații. (adică producerea obezității la 30% dintre oameni). Modelarea răspândirii alelelor dominante sugerează că k trebuie să fie în jur de 0,03 pentru a produce o schimbare a alelelor de la 1 la 30% în 600 de generații. Adică, o diferență de supraviețuire sau fertilitate de 3% între purtătorii homozigoti sau heterozigoți ai alelei A și purtătorii homozigoti aa din fiecare generație. În restul acestui articol voi aborda cazul în care diferența de supraviețuire sau fertilitate pe generație între indivizii obezi și neobezi ca urmare a expunerii la foame este insuficientă pentru a crea fundalul genetic observat pentru epidemia actuală.
Perioadele de insecuritate alimentară sunt relativ frecvente și istoric au avut loc la fiecare zece ani. 29, 30 Aceste perioade fără mortalitate sunt totuși neimportante pentru selecția genetică. Foametele cu mortalitate semnificativă au fost relativ rare. Studiile demografice sugerează că foametea are loc aproximativ la fiecare 150 de ani (Dupaquier 31 și Ho 32), adică aproximativ la fiecare 5-7 generații. Dacă foametea ar furniza forța selectivă, fiecare foamete ar trebui să aibă o diferență de mortalitate de aproximativ 5 până la 7 ori mai mare între A și purtătorii alele decât valoarea critică a k pe generație de 0,03 Portari) și slabi (portari AA) în timpul unei foamete ar trebui să fie între 15 și 21%.
Rata anuală a deceselor ( A ) și rata natalității ( ) în WuHu, provincia AnHui, China, între 1956 și 1965. Foametea arătată de firma de avocatură a început la mijlocul anului 1958 și a durat până la sfârșitul anului 1960. Date înregistrate din tabelele din St Clair și colab. 33
Cauzele mortalității înfometate sunt previzibil de complexe. Un factor major în motivul pentru care oamenii suferă de aceste boli și tulburări în timpul foametei este, în parte, că le este foame și acest lucru îi obligă să facă alegeri dezastruoase cu privire la alegerile lor alimentare. Oamenii vor mânca în mod obișnuit carii și cadavre în descompunere, iar aceste obiceiuri cresc mult probabilitatea apariției unor probleme gastro-intestinale, cum ar fi diareea. Condițiile sanitare sunt în general slabe și alimentarea cu apă este adesea contaminată. Acest lucru duce la condiții în care se răspândesc holera 39 și tifos. Rujeola și tifoidul (de exemplu, Raoult și colab. 40) sunt, de asemenea, frecvente la victimele foamei. Având în vedere motivele pentru care majoritatea oamenilor mor de foame, este puțin probabil ca această rată a mortalității să fie destinată în totalitate subiecților slabi inițial, scutind astfel complet obezii.
S-ar putea argumenta că, deși cauza morții este de obicei boala, mortalitatea ar putea fi totuși vizată persoanelor slabe. Acest lucru se datorează faptului că oamenii subțiri sunt mai aproape de foame și, prin urmare, în disperarea lor, pot face alegeri alimentare mai slabe și pot avea sisteme imune mai sărace, făcându-i mai predispuși la boli. Unele dovezi susțin acest punct de vedere, deoarece deșeurile grele sunt un predictor al riscului de boală și al mortalității înfometate (Lindtjorn și colab. 41 și Collins și Myatt 42). Indicele de masă corporală (IMC) nu este un bun indicator al riscului de deces, deoarece respirația de foame crește adesea IMC. 42
Rezumatul efectelor genelor frugale asupra mortalității
Foamea și fertilitatea
Numărul de persoane înscrise în armata olandeză la vârsta de 18 ani în raport cu luna nașterii dintr-o zonă expusă foametei de iarnă olandeze (cercuri umplute) și o zonă scutită de foamete (cercuri deschise). Foametea raportată de firma de avocatură a început în noiembrie 1944 și a durat până în mai 1945. Datele au fost interpolate folosind grafice în piatră. 51
Totuși, să considerăm că mă înșel. Imaginați-vă că foametea a determinat selectarea genelor frugale și că interpretările mele despre nivelurile și tiparele de foame și fertilitate sunt defectuoase. Cum putem testa direct această idee? Cel mai simplu mod de a testa ipoteza „genei economice” este studierea nivelului de obezitate în rândul populațiilor în perioadele dintre foamete. Dacă a existat o alegere pentru „gene frugale”, o populație care poartă aceste gene trebuie să devină obeză între foamete. Cu excepția cazului în care au un fenotip obez, este imposibil să vedem cum pot profita de genotipul lor frugal. Avantajul de a avea gene frugale în toate formulările publicate anterior ale ipotezei este că oamenii se îngrașă între foamete.
O perspectivă alternativă: gene „conducătoare”
Cu toate acestea, ipoteza eliberării prădării este doar unul dintre diferitele scenarii bazate pe derivarea genelor neselectate care pot explica demografia actuală a epidemiei de obezitate. De exemplu, un scenariu alternativ ar putea fi faptul că nu am fost niciodată expuși la niveluri ridicate de grăsimi dietetice în trecut. Prin urmare, mutațiile care afectează negativ funcția genelor care reglează oxidarea grăsimilor ar fi putut fi mutate și mutate accidental. Capacitatea de oxidare a grăsimilor ar varia astfel între indivizi, dar atâta timp cât nivelurile de grăsime din dietă ar fi menținute scăzute, această variabilitate nu ar avea consecințe negative. Aceste mutații ar fi dezvăluite numai dacă purtătorii lor tind să devină supraponderali, dacă conținutul de grăsimi din dietă crește. Variația individuală a ratelor de oxidare a grăsimilor de bază este un predictor consistent al predispoziției obezității la omul 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76 și la animale. 77, 78
Punctul comun în aceste două scenarii este că nu se bazează pe presupunerea că obezitatea a fost benefică din punct de vedere istoric. Mai degrabă, ei presupun presupunerea opusă că genele care predispun la obezitate NU au fost selectate pozitiv. În această situație, mutațiile aleatorii apar în gene și frecvențele acestor alele mutante derivă aleatoriu. Aceste gene pot fi apoi denumite „gene conducătoare”, iar datorită influenței lor, unii dintre noi suntem nefericiți în loteria genetică și moștenim o predispoziție la condiții atât de devastatoare în societatea noastră modernă.