ژن هایی که موجب ابتلا به چاقی و دیابت در پیری می شوند

 12 ژوئیه – عملاً همه ی افراد با افزایش سن چاق می شوند، اما برخی افراد ژنهای خود را برای افزایش وزن سرزنش می کنند. حال محققان نشان دادند دو نوع متفاوت جهش در ژنی بنام ankyrin-Bموجب می گردد سلولها سریعتر از حالت طبیعی گلوکز را جذب کرده و همین موضوع  آنها را چاق کرده و نهایتاً به دیابت مرتبط با چاقی مبتلا می کند.

سلولهای چربی که حامل جهش R1788W در ژن ankyrin-B هستند (در سمت راست) دارای قطرات چربی بزرگی می باشند. رنگ سبز محل ذخیره ی چربی درسلولهای چربی موش را نشان می دهد. هسته ها به رنگ آبی نشان داده شده اند.

یک میلیون آمریکایی نوع شدیدتری از این دو جهش که R1788Wنامیده می شود را در ژنوم خود دارند. نوع خفیف ترآن که با نام  L1622Iشناخته می شود در هفت درصد از جمعیت آمریکایی آفریقایی وجود دارد که شیوع  آن تقریباً مانند صفت کم خونی داسی شکل است.

این یافته ها که از مطالعه ی موشها حاصل شده است می تواند به افراد  درمعرض خطر کمک کند تا با تصحیح روش تغذیه ای خود و انجام ورزش بیشتراز چاق شدن بپرهیزند. نتایج این مطالعه درمجله ی Clinical Investigationمنتشر گردید.

 پرفسور Bennettنویسنده ی ارشد این پژوهش از دانشکده ی پزشکی دانشگاه Dukeمی گوید: این یکی از اولین نمونه ها از ژن های مستعد کننده است که تنها از طریق شیوه ی زندگی مدرن نمایان  می شود، اپیدمی چاقی در حقیقت از سال 1980 هنگامیکه نوشابه های قندی و سیب زمینی سرخ کرده، محبوب شد ظاهر گردید اما جهش ژنتیکی ناگهانی دراین سال ایجاد نشد بلکه ما این ژن های مستعد  کننده را در ژنوم خود حمل می کردیم و رژیم غذایی جدید بروز آن را تشدید کرد، ما تصور می کنیم این یافته تنها آغاز کار است و در آینده ژنهای بیشتری مانند این ژن را خواهیم یافت.

پرفسور Bennettکه همچنین محقق انستیتوی پزشکی  هاوارد هیوز می باشد  بیش از سی سال قبل ژن ankyrin-Bرا کشف کرد. او دریافت که ankyrin-Bهمانند یک لنگر پروتیئنی، پروتئین های مهم را در داخل غشاء پلاسمایی سلول مهار می کند. از زمان کشف اولیه ی او، پرفسور Bennettو همکارانش دریافتند نقص در ankyrin-Bدر طیف گسترده ای از مشکلات و بیماریها نظیر ضربان نامنظم قلب، اوتیسم، دیستروفی عضلانی، پیری و اخیراً دیابت نقش دارد. با افزایش اندازه ی دور کمر افراد در سراسر جهان و ایالات متحده، دیابت بسرعت به یکی از بزرگترین تهدیدهای جوامع بشری تبدیل شده است، چنانچه روند فعلی ادامه یابد تا سال 2050 از هر سه نفر، یک نفر در آمریکا به دیابت مبتلا خواهد شد.

 دیابت نوع 1 به دلیل ناکافی بودن تولید  انسولین (هورمونی که به فرآوری گلوکز در بدن کمک می کند) ایجاد شده و سبب افزایش قندخون بیماران می شود. در بیماران مبتلا به دیابت نوع 2 که نوعی از دیابت مرتبط با چاقی است با اینکه انسولین تولید  می شود اما بدن فرد به انسولین واثرات آن مقاوم می شود.

 چند سال پیش، محققان آزمایشگاه بنت شواهدی را یافتند که نشان می داد جهش های ankyrin-Bممکن است در ترشح  و متابولیسم انسولین نقش داشته باشند، از آن زمان ، چندین مطالعه ی تحقیقاتی نشان داد که  انواع نادری از ژن ankyrin-Bبا ابتلا به دیابت نوع  2 مرتبط هستند.

یکی از جهش ها R1788Wنام  دارد که در میان نژادهای قفقازی واسپانیایی بیشتر رایج است. نوع دیگر آن L1622Iاست که بطور انحصاری در نژاد  آمریکایی های آفریقایی تبار مشاهده می شود. افراد این نژاد درمعرض خطر بالای ابتلا به دیابت هستند. اما هنوز مشخص نبود که چگونه این تغییرات درکدهای ژنتیکی می تواند موجب مراحلی شود که به دیابت می انجامد.

برای پاسخ به این سوال دانشجوی دکتری پرفسور بنت، "جین هیلی" مدلهایی از موشهای آزمایشگاهی را پرورش داد که دقیقاً همین انواع از جهشهای ژن انسانی را دارا بودند. او  و همکارانش  دریافتند حیواناتی که حامل دو کپی از جهش R1788Wهستند، نسبت به موشهای طبیعی انسولین کمتری می سازند، اما علیرغم این  کمبود مقدار قند خون آنها نرمال است، به همین دلیل محققان از آزمون تحمل گلوکز (آزمونی معادل آنچه برای انسان برای غربالگری دیابت نوع  2 استفاده می شود) برای تعیین سرعت پاک شدن گلوکز از جریان خون موشهای جهش یافته استفاده کردند، با کمال تعجب آنها متوجه شدند موشهای جهش یافته متابولیسم گلوکز را سریعتر از موشهای نرمال انجام می دهد.

Healyمی گوید: ما تصور می کردیم مشکل اصلی در این موشها در تولید وترشح  انسولین، سلولهای بتا هستند درعوض مشخص گردید این سلولهای هدف هستند  که گلوکز را با سرعت  بیشتر از آنچه انتظار می رفت از جریان خون به داخل خود می کشند.

مولکول گلوکز قادر به ورود به سلولها یا بافت ها بخودی خود نیست بنابراین ورود آن به مولکول دومی بنام انتقال دهنده ی GLUT4وابسته است. به طور معمول GLUT4درسلول، مانند یک میزبان درانتظار ورود مهمانان  می گردد. هنگامیکه  انسولین وجود داشته باشد مانند زنگ درب عمل می کند و GLUT4رامطلع کرده و وارد  عمل می نماید تا درب سلول را بروی گلوکز گشوده  و آنها را وارد سلول کند. هنگامیکه انسولین وجود نداشته  باشد انتقال دهنده های GLUT4درب ها  را می بندند و وارد  بخش میانی سلول شده و  در سلول دور می زنند.

دانشجوی فوق دکتری پرفسور بنت، "دکتر Lorenzo" پس از انجام چندین آزمایش بیوشیمیایی متوجه شد در موشهای حامل این جهش، مقادیر زیادی GLUT4بروی سطح سلولهای ماهیچه و چربی دیده می شوند حتی هنگامیکه هیچ انسولینی وجود ندارد، این بدان معناست که مولکولهای گلوکز موجود در جریان خون بدون نیاز به زحمت فشرده شدن زنگ درب سلول توسط انسولین می توانند وارد سلول شوند.

سیاست درهای باز هنگامیکه این حیوانات جوان هستند یک مزیت محسوب می شود زیرا از حیوان در برابر کمبود انسولین محافظت می کند اما هنگامیکه موشها پیرتر می شوند – یا بخصوص هنگامیکه  تحت رژیم غذایی پرچرب تغذیه شوند- این وضعیت به چاق شدن سریعتر آنها و نهایتاً مقاومت به انسولین می انجامد.

 محققان معتقدند از مدت ها قبل جهش R1788Wو نوع ملایم تر آن L1622Iبه دلیل مزیت تکاملی ایجاد شده اند. پیری شکارچی، مانعی برای تعقیب شکار برای وعده ی بعدی است و به همین دلیل حیوان پیر نیاز به داشتن چربی بیشتر برای جلوگیری از گرسنگی دارد و این مکانیزم برای مقابله با چنین شرایطی پیش بینی شده است اما در دنیای امروز که غذاهای پرکالری  و پرچربی به وفور در دسترس می باشند، این واریته های ژنی افراد حامل را درمعرض افزایش خطر ابتلا به مصیبت های دوران مدرن یعنی چاقی و دیابت قرار می دهد.

 دکتر Lorenzoمی گوید: اگر افراد حامل این واریته های ژنی به موقع  شناسایی شوند، نامزدهای نخست برای مداخلات درمانی فردی خواهند بود، ممکن است استراتژیهای خاصی برای  مدیریت  کمبود انسولین، رعایت یک رژیم غذایی نرمال و زندگی فعال بتواند از بروز بیماریهای متابولیک و اختلال شدید  در کیفیت زندگی آنها جلوگیری کند.

در مرحله ی بعد محققان به بررسی این اثرات در انسان خواهند پرداخت، آنها قصد دارند خانواده هایی که حامل جهش های ankyrin-Bهستند  را شناسایی کرده و سپس به بررسی سابقه ی خانوادگی و آزمایشات متابولیسم  گلوکز در این افراد  بپردازند تا عواقب این تغییرات ژنتیکی را در سطح  سلولی ارزیابی کنند.

منبع: www.sciencedaily.com/releases/2015/07/150713172233.htm