Taupusis genotipas ir fenotipas

Istorija

Yra populiacijų, kurių protėviams nuo senų laikų stigdavo maisto, todėl išlikdavo tik tie, kurie sugebėdavo įsisavinti kiekvieną kaloriją. Mokslininko J. Neel tyrimai parodė, jog taupusis genotipas buvo pritaikytas paleolito žmogui, jo gyvenimo būdui ir aplinkai. Kęsti badą, šalčius, daug jėgų išnaudojant maistui rasti ar pagauti – štai kam buvo naudingas taupusis genotipas. J. Neel nustatė jog taupusis genotipas atsirado paleolito laikais kai žmogus turėjo maisto bet turėjo kęsti ir badą. Taip žmogus prisitaikė greičiau sukaupti maisto atsargų, jei užkluptų badas, o tai šiais laikais tapo nebenaudinga.
Senovėje medžiotojai ir maisto rinkėjai buvo fiziškai aktyvesni, turėdavo mažiau maisto, todėl organizmas prisitaikė prie aplinkos sąlygų, pasikeitė genų veikla, taupųjį genotipą jie perdavė kitoms kartoms. Taupusis genotipas buvo naudingas senovėje, gyventojams keliaujant iš vienų salų į kitas, nes kelionės būdavo labai ilgos, kelias buvo tik per vandenį, o laivai nebuvo gerai išvystyti, taigi išgyvenamumas buvo didesnis tų, kurie buvo prisitaikę kaupti maisto atsargas.

Moksliniai tyrimai

Praėjusio amžiaus antrojoje pusėje mokslininkai pastebėjo, kad kai kuriose tradicinėse Polinezijos, Mikronezijos ar Amerikos bendruomenėse vyrauja aukštesni nei normalūs 2 tipo diabeto rodikliai. Buvo nustatyta, kad taip yra tik tose populiacijose, kurios susidūrė su ekonomikos augimu ir kartu geresnėmis gyvenimo sąlygomis, tuo tarpu tradiciškiau gyvenantys žmonės šia liga serga palyginus rečiau. Norėdami kalbėti apie itin aukštus diabeto lygius įvairiose populiacijose, turime žinoti, kad 1995 metų tyrimais nustatyta, kad tarp žmonių, vyresnių nei 20 metų, diabetu sirgo 6 % žmonių pasiturinčiose valstybėse ir 4% visame pasaulyje.

Tyrimai Polinezijoje

Septintajame dešimtmetyje vykdyti tyrimai Polinezijos šalyse parodė, kad dalyje salų šie rodikliai itin aukšti, o salos, kurios mažiau paveiktos išorinės ekonomikos turi žemesnius diabeto ir nutukimo rodiklius. Taip pat buvo pastebėta, kad Naujojoje Zelandijoje gyvenantys Maori kilmės žmonės, turi daug didesnius diabeto rodiklius negu ten gyvenantys žmonės, kilę iš europiečių. 8-ajame dešimtmetyje atlikti kitos Polinezijos gyventojų grupės – Samojiečių tyrinėjimai. Dalis samojiečių gyveno gan tradicinį gyvenimą vakarinėje Samoa (dabartinėje Samoa), kiti kiek modernėjančioje aplinkoje – Amerikietiškoje Samoa, o dar kiti – visiškai vakarietiškoje kultūroje Kalifornijoje. Diabeto ir nutukimo rodikliai nuosekliai augo – tradicinėje aplinkoje buvo mažiausi, modernėjančioje – didesni, o vakarietiškoje – didžiausi. Panašūs atradimai buvo padaryti ir kitose Ramiojo vandenyno salose. Pavyzdžiui, Tongoje 1971-ųjų metų tyrimų duomenimis diabetu sirgo 7,5 proc. atitinkamo amžiaus žmonių, tuo tarpu 1998-2000 metais šis skaičius išaugo dvigubai. Dauguma sergančiųjų net nežinojo, kad serga šia liga,o tai padidino potencialiai mirtinų komplikacijų riziką.

Tyrimai JAV

Populiacija, ko gero labiausiai žinoma savo dideliais nutukimo ir 2 tipo diabeto rodikliais yra Pima – JAV pietvakariuose gyvenanti indėnų grupė. 1965-75 metais vyresnių nei 35 metai suaugusių tarpe 40-50 % žmonių sirgo 2 tipo diabetu. Kasmetinis naujų ligos atvejų rodiklis buvo didžiausias iš visų žinomų pasaulyje ir buvo 19 kartų didesnis nei Minesotos valstijoje dominuojančių baltaodžių populiacijos. Širdies ir kraujagyslių ligų, ypač išeiminės širdies ligos tikimybė taip pat didesnė tarp indėnų populiacijų nei tokiomis pat sąlygomis gyvenančios bendrosios populiacijos. Tačiau paaiškėjo, kad tokiais aukštais ligų rodikliais pasižymi tik tie indėnai, kurie gyvena labiau vakarietiškoje aplinkoje, nes Pimos indėnai, gyvenantys Meksikoje nerodo ryškaus polinkio į diabetą bei širdies ir kraujagyslių ligas.

Tyrimai Australijoje

Diabetas pasiekė epidemines proporcijas tarp Australijos aborigenų. Vienoje bendruomenėje 75 proc moterų ir 51 proc vyrų turi viršsvorį ar yra nutukę ir 30 proc dalyvavusių tyrime serga diabetu. Rizika susirgti šia liga aborigenams nuo 25 iki 64 metų buvo 11 kartų didesnis nei bendrosios Australijos populiacijos.

Genetinis lygmuo

Genų sandara negali labai greitai pakisti - kinta vadinamoji epigenetika, genų veikimas. Jį, naujausių tyrimų duomenimis, taip pat galima perduoti iš kartos į kartą kaip, tarkime, paveldimą plaukų ar akių spalvą. Augimo programavimo teorijos skelbia, kad individo sveikata programuojama jau keliose ankstesnėse kartose. Nors visiškai tikslaus sąryšio tarp taupiojo genotipo ir II tipo diabeto nerasta, tačiau buvo rasta keletas genų pokyčių. Buvo išsiaiškinta, jog vakarietiška kultūra paskatina taupiojo genotipo poveikį, kuomet maisto ištekliai neriboti, ir fizinis aktyvumas daug mažesnis negu medžiotojų-maisto rinkėjų. Dėl to organizmas kaupia maisto medžiagas, insulinas tampa neveiklus ir išsivysto II tipo diabetas.

Naujagimių nutukimas ir II tipo diabetas

Danijos mokslininkai atliko tyrimą, kaip buvo paveikti palikuonys tų gyventojų, kurie Antrojo pasaulinio karo metais kentė badą. Žurnale „Nature“ paskelbti jo rezultatai parodė, kad tos kartos genomų pokyčių aptinkama ir antroje, ir trečioje kartoje. Gyventojų, kurie stipriai badavo, palikuonys buvo labiau linkę tukti.
Kūdikiai, gimę skurdžioje aplinkoje, yra ypač jautrūs “vakarietiškoms” ligoms. Jeigu aplinka išlieka skurdi, tai individas, gimęs joje, išlieka sveikas. Tačiau, jeigu toks individas apsigyvena labiau “vakarietiškoje“ aplinkoje, jam padidėja rizika susirgti II tipo diabetu, nutukimu ir širdies ligomis. Pasireiškia taupusis fenotipas. Štai Pietų Azijoje naujagimių svoris yra vienas mažiausių pasaulyje. Bet ekonomika ten auga sparčiai. Todėl yra pastebimas ir didelis II tipo diabeto bei širdies ligų sergamumas. Pavyzdys: tradicinis Pimos maistas, susidedantis iš grūdų, surinktų vaisių, žolelių, yra modernizuojamas. Dabar, maisto racionas suteikia tiek energijos bei riebalų, kiek vidutiniškai gauna amerikietis (kepti kiaušiniai, šoninė, bulvytės, kepsniai ir t. t.). Tai nereiškia, kad viena karta bus sunkiai paveikta šių pokyčių, bet kitos kartos prisitaikys ir nebebus paveiktos, nes gaus “teisingus” signalus dar būnant gimdoje. Vaisiaus vystymąsi gimdoje veikia keli faktoriai. Net jei ir motina gauna didesnį energijos kiekį būdama nėščia, kiti svarbūs faktoriai, kaip rūkymas, ligos (kalbama apie skurdžius regionus, veikiamus vakarietiškos kultūros) gali sulėtinti vaisiaus vystymąsi.
Taupiojo fenotipo hipotezė teigia, kad sulėtėjęs vaisiaus augimas yra smarkiai susijęs su padidėjusiu lėtinių ligų skaičiumi vėlesniame gyvenime. Padidėjusi tikimybė susirgti atsiranda dėl adaptacijų, kurias atlieka vaisius ribotomis vystymosi sąlygomis, pavyzdžiui, trūkstant maisto medžiagų. Šiems individams didėja širdies bei kraujagyslių ligų, insulto, diabeto ir hipertenzijos tikimybė. Taip yra todėl, kad vaisiui vystantis esant mažiau maisto medžiagų jis pasiruošia gyvenimui sąlygomis, kai išteklių gali trūkti. Jei maisto medžiagų tokiam individui augant yra pakankamai, viršijami jo poreikiai ir vystosi nutukimas bei kitos ligos.