Gén používaný na reguláciu ukladania telesného tepla a tukov - zdravotnícky priemysel BW
Hlavná navigácia
Rovnováha medzi tvorbou tepla a ukladaním energie je v tele regulovaná génom THADA, ako dokázali vedci z Heidelbergu. V pokusoch na zvieratách vedie vypnutie génu k nadmernému príjmu potravy, obezite a citlivosti na chlad. Pretože sa ľudia šíria v rôznych klimatických pásmach, THADA bola vystavená vysokému selekčnému tlaku prostredníctvom evolučnej adaptácie, čo môže vysvetľovať, prečo je predispozícia k obezite obzvlášť rozšírená v teplých krajinách.
Obezita je komplexné chronické ochorenie, pri ktorom telo neprijíma príjem potravy a energiu. Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie (2015) je na celom svete postihnutých viac ako 700 miliónov ľudí. Zdravotné a ekonomické náklady sú obrovské - najmä kvôli komplikáciám spojeným s obezitou, ako je cukrovka 2. typu a kardiovaskulárne ochorenia. Jedlo a životný štýl sú nepochybne dôležitými faktormi šírenia obezity po celom svete - slávny austrálsky diabetológ Paul Zimmet sarkasticky vytvoril termín „kokokolonizácia“ pre dnes už takmer celosvetovo obľúbenú stravu rýchleho občerstvenia a cukrovej sódy. Dvojité štúdie a epidemiologické vyšetrenia u mnohých ľudí však ukazujú, že náchylnosť k obezite je do značnej miery podmienená aj geneticky. Napríklad tichomorskí obyvatelia ostrova, austrálski domorodci a americkí indiáni sú obéznejší ako ľudia európskeho alebo východoázijského pôvodu; Naproti tomu sa zriedka vyskytuje u pôvodného obyvateľstva Sibíri alebo Grónska.
Ovocné mušky ako vzor obezity
Odpor voči obezite u ľudskej populácie v chladnom podnebí na rozdiel od zvýšenej náchylnosti v teplých krajinách sa vysvetľuje podľa bežnej teórie ako evolučná adaptácia na podnebie: Vysoká spotreba energie je výhodou proti chladu; je potrebné na tvorbu telesného tepla (pozri článok „Z bielohnedého a hnedobieleho tuku“). Naopak, znížený metabolizmus, a teda nižšia tvorba tepla, predstavuje adaptáciu na teplé prostredie; prebytočná energia sa potom ukladá vo forme tukových vankúšikov. „Ak je to tak,“ hovorí profesor Dr. Aurelio Teleman z Nemeckého centra pre výskum rakoviny (DKFZ) v Heidelbergu „by mali existovať gény, ktoré riadia rovnováhu medzi produkciou tepla a ukladaním tuku. A tieto gény by sa mali u rôznych ľudí líšiť - v závislosti od zemepisnej šírky. ““
Teleman a jeho spolupracovníci teraz identifikovali gén zvaný THADA, ktorý reguluje rovnováhu medzi telesným teplom a ukladaním tukov. Vedci z Heidelbergu použili ovocnú mušku ako modelový organizmus. Ak ste tento gén vyradili z mušiek, zvieratá si vložili veľa tuku, zjedli viac a zároveň boli citlivejšie na chlad ako bežné mušky. "Takže ich tuk ich neizoluje a dokázali sme dokázať, že skutočne produkujú menej tepla," uviedla Alexandra Moraru, vedúca autorka štúdie publikovanej v časopise "Developmental Cell". Ako ukázali vedci, proteín kódovaný THADA reguluje energetický metabolizmus prostredníctvom vápnikovej signálnej dráhy v bunkách útokom na membránový enzým SERCA (sarco/ER Ca 2+ ATPáza), cez ktorý ióny vápnika z cytosolu vstupujú do cisterien endoplazmatického retikula. U vyraďovacích mušiek THADA sa aktivita vápnikovej pumpy dramaticky zvyšuje. Experimentálnym škrtením kalciového čerpadla sa vyrovnala strata THADA a mušky sa chránili pred obezitou.
THADA u ľudí
Teleman a jeho tím boli tiež schopní preukázať, že gén THADA u ľudí má zjavne rovnaké funkcie ako ovocná muška. U vyradených múch THADA sa dala obezita spôsobená zlyhaním génu kompenzovať expresiou ľudského génu THADA. Po vypnutí THADA v bunkách HeLa (ľudské nádorové bunky v bunkovej kultúre) sa zvýšila hladina vápnika v endoplazmatickom retikulu - ako za letu.
Gén THADA („asociovaný s adenómom štítnej žľazy“) bol u ľudí prvýkrát objavený v roku 2003 pri benígnom zväčšení štítnej žľazy (ktoré hrá rozhodujúcu úlohu pri regulácii energetického metabolizmu a hladín vápnika v tele). V genetických štúdiách to bolo spojené so zvýšeným rizikom vzniku cukrovky 2. typu, čo potvrdzujú aj nové poznatky o jeho funkcii. Podľa analýz sekvencie DNA ľudí rôzneho pôvodu je umiestnenie génu THADA na chromozóme 2 jednou z oblastí celého genómu, ktorá bola najviac modifikovaná SNP („jednonukleotidové polymorfizmy“).
Porovnanie s neandertálskym genómom, ktorý bol medzičasom tiež sekvenovaný, ukazuje, že THADA je jedným z génov, ktoré akumulovali najviac rozdielov vo vývoji moderného človeka. Z toho možno vyvodiť záver, že po rozdelení Homo sapiens a neandertálcov, nášho najbližšieho príbuzného, bola THADA naďalej vystavená silným selektívnym tlakom, ktoré pokračovali v šírení moderných ľudí po celej planéte. Ľudia z rôznych podnebí sa v tomto géne obzvlášť výrazne líšia. Predispozícia k patologickej obezite je rozšírená v teplých krajinách a zmeny v géne THADA poskytujú presvedčivé molekulárne genetické vysvetlenie súvislosti medzi adaptáciou na podnebie a obezitou. Pretože metabolizmus znížený pomocou THADA môže pomôcť zabrániť prehriatiu tela. V kombinácii s našou modernou stravou však táto znížená spotreba energie rýchlo vedie k obezite.
THADA a rakovina
Obezita nielen zvyšuje riziko cukrovky typu 2 a kardiovaskulárnych chorôb, ale predstavuje aj dôležitý rizikový faktor pre mnohé rakovinové ochorenia. Diskutuje sa preto aj o možnej úlohe THADA pri rakovine. Vedci z Pittsburghskej lekárskej fakulty v USA nedávno informovali o konkrétnych zmenách v géne THADA pri rakovine štítnej žľazy (čo nie je až také prekvapivé vzhľadom na prvý popis názvu THADA v adenómoch štítnej žľazy). Poruchy génu THADA boli tiež spojené s akútnou leukémiou, rakovinou prostaty a hrubého čreva. Podľa slov Telemana však zatiaľ nie je možné povedať, „či k tejto asociácii dochádza prostredníctvom vplyvu na THADA na energetický metabolizmus, alebo či súvisí s predtým neznámou funkciou génu.“ Je možné, že THADA nie je iba molekulárnou väzbou medzi Transport vápnika, metabolizmus tukov a telesné teplo, ale aj východiskový bod pre budúce lekárske zákroky pri rakovine.