Економні гени ожиріння, приваблива, але хибна ідея та альтернатива
реферат
вступ
Гіпотеза економного гена
Перш ніж я розбираюся, чому ідея економного гена неправильна, я хочу пояснити, що таке економний ген і як вважається, що він колись був корисним. Економний ген призводить до фенотипу, який називається
надзвичайно ефективно поглинає та/або використовує їжу ». 1 Вважається, що наше історичне середовище було позначене голодом. Наприклад, Прентіс, 9 років, заявив: "Голод завжди був селективним тиском на людську популяцію".
Предки, які змішані з періодами голоду (під час надмірної кількості їжі), повинні пройти святкові періоди
У Прентисі 16 багато історичних випадків голоду були перераховані як прямі підтверджуючі докази. З огляду на цей сценарій чергування бенкету та голоду, Прентік 17 запропонував це
Адаптації, що дозволяють організму швидко розщеплювати жир під час надлишку їжі, матимуть перевагу у виживанні в менопаузі
Голод '. За словами Neel1, передбачається, що ці гени діють шляхом відбору на прийом їжі. Ефекти витрат не знижуються, але вважаються менш вірогідними. 16 Рекомендується позитивно відбирати економні гени в умовах історичного голоду, оскільки вони роблять людей товстими під час свят. Цей жир забезпечує енергію, необхідну людям, щоб вижити під час наступного голоду. Як зазначає Neel 1 ', люди з "економним" генотипом мали б перевагу у виживанні при голодуванні, оскільки вони покладалися на більшу кількість раніше накопиченої енергії для підтримання гомеостазу, тоді як ті, хто не мав "економного" генотипу, були б у невигідному становищі та з меншою вірогідністю '. Тому спочатку основна увага була приділена покращенню виживання, але друга перевага, яку згодом виявили, полягала в тому, що економні гени могли підтримувати фертильність навіть під час голоду. Як заявив Прентіс 16 '
Цей вибір був би опосередкований придушенням народжуваності, а також фактичної смертності »(див. Також Уеллс 18). В середовищі, яке характеризується бенкетами та голодом, вважається, що економні гени вибираються позитивно завдяки виживанню та плодючості, що забезпечуються жиром, що відкладається між голодом. У сучасному суспільстві, де постійно вдосталь їжі, ці гени готують своїх охоронців до голоду, який ніколи не настає, і результатом цього є повсюдне ожиріння.
Чому цей аргумент хибний
Можливим рішенням цієї проблеми з гіпотезою ощадливих генів може бути те, що голод є фактором, що рухає еволюцію ощадливих генів на значно коротший проміжок часу. Існують розбіжності серед прихильників ідеї економного гена щодо цього питання. Чакраварті та Бут 12 ілюструють позицію, коли весь вибір економних генів проводився до неоліту. Це відповідає твердженню Прентіса 16 про те, що "голод був повсюдною вибірковою ознакою людської популяції". З іншого боку, Прентис 17 стверджує, що голод був лише вибірковою силою з тих пір, як ми вперше розвинули сільське господарство 12000 років тому. Як було сказано вище, ми всі були б товсті, якби позитивний відбір у 70 000-10000 поколінь впливав на економні гени. А як щодо альтернативного уявлення про те, що голод відбирав лише економні гени за останні 12 000 років (400–600 поколінь)? Зрозуміло, що будь-який ген, який пропонує лише селективну перевагу (k) 0,001, не має шансів поширитися протягом цього періоду. У такому випадку ми всі були б худими.
Альтернативний спосіб розглянути цю проблему - відвернути питання і поставити запитання, яке вибіркове значення потрібно для того, щоб алель поширився на 30% населення протягом 600 поколінь. (тобто спричиняє ожиріння у 30% людей). Моделювання розповсюдження домінантних алелів дозволяє припустити, що k має бути приблизно 0,03, щоб викликати зсув алелів від 1 до 30% у 600 поколіннях. Тобто 3% різниці виживаності або народжуваності між гомозиготними або гетерозиготними носіями алелю A та гомозиготними носіями aa у кожному поколінні. В решті частини цієї статті я розгляну випадок, коли різниця у виживаності або народжуваності на покоління між людьми з ожирінням та не ожирінням внаслідок впливу голоду є недостатньою для створення спостережуваного генетичного фону для поточної епідемії.
Періоди продовольчої незабезпеченості є відносно поширеними, і історично це відбувалося приблизно кожні десять років. 29, 30 Ці періоди без смертності, проте, не мають значення для генетичного відбору. Голод зі значною смертністю був відносно рідким. Демографічні дослідження показують, що голод трапляється приблизно кожні 150 років (Дюпак’є 31 та Хо 32), тобто приблизно кожні 5–7 поколінь. Якби голод забезпечував селективну силу, кожен голод мав би мати приблизно в 5-7 разів більшу різницю смертності між A та носіями алелів, ніж критичне значення k для кожного покоління 0,03. Різниця смертності між ожирілими (AA або Aa Носії) та худі (носії АА) під час голоду повинні становити від 15 до 21%.
Щорічна смертність ( a ) та народжуваності ( ) в Уху, провінція Аньхой, Китай, між 1956 і 1965 рр. Голод, який проявляла юридична фірма, розпочався в середині 1958 р. і тривав до кінця 1960 р. Дані, зафіксовані в таблицях St Clair et al. 33
Причини смертності від голоду передбачувано складні. Одним з основних факторів, чому люди хворіють на ці хвороби та розлади під час голоду, є, зокрема, те, що вони голодні, і це змушує їх робити катастрофічний вибір щодо вибору їжі. Люди регулярно їстимуть падаль та мертві трупи, і ці звички значно збільшують ймовірність таких проблем з шлунково-кишковим трактом, як діарея. Санітарні умови, як правило, погані, а водопостачання часто забруднене. Це призводить до станів, коли холера 39 та тиф поширюються. Кір і тиф (наприклад, Раульт та ін. 40) також часто зустрічаються у жертв голоду. З огляду на причини, чому більшість людей вмирає від голоду, навряд чи ця смертність буде повністю спрямована на спочатку худорлявих підданих, тим самим повністю щадячи ожиріння.
Можна стверджувати, що, хоча причиною смерті зазвичай є хвороба, смертність все одно може бути націлена на худорлявих людей. Це пов’язано з тим, що худорляві люди ближче до голоду, а отже, у відчаї можуть робити гірший вибір їжі та погіршувати імунну систему, роблячи їх більш схильними до захворювань. Деякі дані підтверджують цю точку зору, оскільки важкі відходи є предиктором ризику захворювань та смертності від голоду (Lindtjorn et al. 41 та Collins and Myatt 42). Індекс маси тіла (ІМТ) не є хорошим показником ризику смерті, оскільки голодне дихання часто збільшує ІМТ. 42
Короткий зміст впливу економних генів на смертність
Голод і родючість
Кількість людей, призваних до голландської армії у віці 18 років, відносно місяця народження, із зони, яка зазнала голландського зимового голоду (заповнені кола), і з місця, позбавленого голоду (відкриті кола). Голод, про який повідомляла юридична фірма, розпочався в листопаді 1944 року і тривав до травня 1945 року. Дані інтерполювали за допомогою графіків у камені. 51
Однак давайте вважати, що я помиляюся. Уявіть, що голод спричинив виділення економних генів, і що мої інтерпретації рівнів та закономірностей голодування та народжуваності є хибними. Як ми можемо перевірити цю ідею безпосередньо? Найпростіший спосіб перевірити гіпотезу «економного гена» - це вивчити рівень ожиріння серед популяцій у періоди між голодом. Якщо був вибір для "економних генів", популяція, яка несе ці гени, повинна страждати ожирінням між голодом. Якщо у них немає ожиріння фенотипу, неможливо зрозуміти, як вони можуть скористатися своїм економним генотипом. Перевага наявності економних генів у всіх раніше опублікованих формулюваннях гіпотези полягає в тому, що люди товстіють між голодом.
Альтернативна перспектива: "керування" генами
Однак гіпотеза звільнення від хижацтва - це лише один із різноманітних сценаріїв, заснованих на дрейфуванні невибраних генів, які можуть пояснити сучасну демографічну епідемію ожиріння. Наприклад, альтернативним сценарієм може бути така ситуація, що раніше ми ніколи не зазнавали високого рівня харчових жирів. Тому мутації, які негативно впливають на функцію генів, що регулюють окислення жиру, також могли бути випадково мутовані та переміщені. Таким чином, здатність окислювати жир у різних людей змінюватиметься, але доки рівень жиру в раціоні буде низьким, ця мінливість не матиме негативних наслідків. Ці мутації будуть виявлені лише в тому випадку, якщо їх носії мають надмірну вагу, якщо вміст жиру в раціоні збільшується. Індивідуальні коливання основних швидкостей окислення жиру є послідовним предиктором схильності до ожиріння у людей 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76 та тварин. 77, 78
Спільним моментом у цих двох сценаріях є те, що вони не покладаються на припущення, що ожиріння історично було корисним. Швидше, вони припускають протилежне припущення, що гени, які схильні до ожиріння, НЕ були позитивно відібрані. У цій ситуації у генах відбуваються випадкові мутації, а частоти цих мутованих алелів випадковим чином дрейфують. Потім ці гени можна називати "рушійними генами", і через їх вплив деякі з нас нещасні в генетичній лотереї і успадковують схильність до умов, які є настільки руйнівними в нашому сучасному суспільстві.