Natuur versus opvoeding: wat voedt zwaarlijvigheid, diabetes?
Onze omgeving en levensstijl kunnen de functie van onze genen beïnvloeden zonder de genetische code te veranderen. Een overzichtsartikel vat het onderzoek van het afgelopen decennium samen en laat zien hoe dit bijdraagt aan obesitas en diabetes type 2.
Natuur versus opvoeding is een uitdrukking waarmee velen van ons bekend zijn. Onze genen zijn verantwoordelijk voor veel van onze eigenschappen, maar voeding of omgevingsinvloeden spelen zeker een rol.
Als het gaat om obesitas en diabetes type 2, is het gemakkelijk om een duidelijke gedachtegang te volgen.
Als we elke dag consequent meer calorieën consumeren dan we verbranden, komen we aan en dit maakt ons vatbaarder voor het ontwikkelen van diabetes type 2.
Onze vetcellen en alvleesklier herstellen zodra we onze levensstijl veranderen en afvallen. Deze eenvoudige vergelijking laat ons echter met veel onbeantwoorde vragen.
Waarom vallen sommige mensen sneller af dan anderen, zelfs als ze hetzelfde dieet volgen of hetzelfde bewegingsregime volgen? Waarom ontwikkelen sommige mensen diabetes type 2 en anderen niet, zelfs als hun genetische risico vergelijkbaar is?
Epigenetica kan de antwoorden op sommige van deze vragen bevatten. Epigenetica, een relatief jonge tak van de genetica, is de studie van veranderingen in genfunctie zonder enige wijziging van de genetische code of het genoom zelf.
Kan epigenetica de stijgende percentages van obesitas en diabetes type 2 verklaren?
Epigenomen zijn individueel en dynamisch
Epigenetische modificaties zijn een manier om het functioneren van een gen te beïnvloeden.
DNA-methylatie is een type epigenetische modificatie. Het komt voor wanneer kleine chemische tags, methylgroepen genaamd, hechten aan cytosinebasen in de DNA-code. Deze methylering schakelt een gen uit.
We erven een aantal epigenetische markers van onze ouders, maar veel komen spontaan voor en veranderen tijdens ons leven, waardoor ieder van ons een uniek epigenoom krijgt.
In een artikel in het tijdschrift Celstofwisseling, hebben onderzoekers van de Universiteit van Lund in Zweden onlangs studies met menselijke deelnemers besproken die onderzochten hoe DNA-methylatie bijdraagt aan obesitas en diabetes type 2.
Charlotte Ling, een professor aan het Lund University Diabetes Center, legt in een persbericht uit dat “epigenetica nog een relatief nieuw onderzoeksgebied is; we weten nu echter dat epigenetische mechanismen een belangrijke rol spelen bij de ontwikkeling van ziekten. "
In de paper legt Ling uit dat onderzoekers in het hele genoom een aantal epigenetische modificaties hebben gevonden die tot op zekere hoogte de body mass index van een persoon kunnen voorspellen.
Bij het vergelijken van de DNA-methyleringsplaatsen in pancreaseilandjes - de structuren die insuline produceren - van mensen met diabetes type 2 en mensen zonder de aandoening, identificeerde één studie bijna 26.000 regio's die verschillend waren tussen de twee groepen.
Lind adviseert echter om voorzichtig te zijn, omdat het op dit moment onduidelijk is of deze veranderingen de oorzaak of het gevolg zijn van diabetes type 2.
Dieet, lichaamsbeweging en veroudering
Er is voldoende bewijs dat obesitas en diabetes in verband worden gebracht met westerse diëten met veel vet en suiker.
Epigenetische studies kunnen ons vertellen waarom.
“Een vijfdaags vetrijk dieet met overvoeding, dat het dieet van veel zwaarlijvige mensen nabootst, veranderde zowel de genexpressie als de methylatiepatronen in menselijke skeletspieren en vetweefsel”, legt Ling uit.
"Belangrijk is dat het gemakkelijker leek om methyleringsveranderingen te induceren door overvoeding dan om ze om te keren door een controledieet", vervolgt ze.
Oefening heeft ook invloed op het epigenoom. Zowel enkele sessies als langdurige lichaamsbeweging veranderden de DNA-methylatie in skeletspieren en vet, maar de gen-doelen waren anders.
"Epigenetica kan verklaren waarom verschillende mensen verschillend reageren op lichaamsbeweging", zegt Tina Rönn, auteur van de studie en een postdoctoraal onderzoeker die samenwerkt met Ling.
Naarmate we ouder worden, blijft ons epigenoom veranderen, waarbij we met de vinger wijzen naar veroudering als een drijvende factor in epigenetische veranderingen. Onderzoek brengt obesitas in verband met epigenetische drift naarmate iemand ouder wordt, maar hoe of waarom dit gebeurt, is op dit moment onduidelijk.
Wat gebeurt er met de volgende generatie?
Studies bij knaagdieren tonen aan dat de ene generatie sommige epigenetische markers die verband houden met obesitas en diabetes type 2, kan doorgeven aan de volgende generatie. Bij mensen staat dit type onderzoek nog in de kinderschoenen, maar er komen enkele interessante resultaten naar voren.
In één onderzoek hadden kinderen van moeders die diabetes type 2 hadden tijdens de zwangerschap een hoger risico op het ontwikkelen van obesitas en diabetes type 2 op latere leeftijd dan kinderen van moeders zonder diabetes.
Verschillende onderzoeken tonen aan dat wanneer moeders hongersnood ervaren tijdens de zwangerschap, hun kinderen een verhoogd risico lopen op obesitas en glucose-intolerantie, mogelijk als gevolg van veranderingen in de methylering van het leptinegen.
Toch zijn het niet alleen moeders die hun stempel drukken op het epigenoom van de volgende generatie. Sperma van zwaarlijvige mannen heeft unieke DNA-methylatiepatronen, die veranderen na bariatrische chirurgie.
Wat betekent dit voor onze gezondheid?
Ling en Rönn stellen voor om DNA-methylatie op bekende risicoplaatsen in het genoom te gebruiken als biomarkers om die individuen te helpen identificeren met een hoger risico op het ontwikkelen van obesitas en diabetes type 2.
Met behulp van betere biomarkers kan het mogelijk zijn om DNA-methyleringsplaatsen aan te tonen die significante risicofactoren zijn en vervolgens farmacologische middelen te gebruiken om het methyleringspatroon te veranderen.
Dergelijke epigenetische medicijnen bestaan in feite al, en wetenschappers hebben ze getest bij andere aandoeningen, zoals bepaalde soorten leukemie.
Een recente studie toonde aan dat behandeling met een type epigenetisch medicijn, een histondeacetylaseremmer genaamd MC1568, de insulinesecretie verbeterde in pancreaseilandjes die mensen met diabetes type 2 schonken.
"De voorbijgaande en omkeerbare aard van epigenetische modificaties biedt een open veld voor het ontdekken van doelen voor toekomstige voorspelling en therapeutische concepten bij obesitas en [type 2 diabetes]."
Charlotte Ling en Tina Rönn
Het is belangrijk om te onthouden dat DNA-methylering slechts één type epigenetische modificatie is. Nu het onderzoeksveld vanaf zijn prille begin langzaam opkomt, zullen er ongetwijfeld enkele interessante ontdekkingen aan de horizon zijn.
Het valt nog te bezien of ze het debat over natuur versus opvoeding bij obesitas en diabetes type 2 voor eens en altijd zullen beslechten.
