遗传学:宇宙内

第六章

我们发现:新陈代谢

在本章中你将学习

在这一章,我们将介绍:

• 什么是新陈代谢,帮助调节;
• 维生素D是如何发挥作用,如何遗传变异可能影响维生素D代谢;
• 甲状腺功能和共享基因自身免疫性疾病的根源;
• 基因的作用在调节血糖、胰岛素、血脂、和代谢综合征;
• 基因是否能预测阿尔茨海默氏症的风险;和
• 你可以通过基因测试了解这一切。

记住两个重要的点:

• 而科学是很酷的,我们有一些有趣的基因发现和进一步勘探领域,我们仍然知道相对很少。
• 仅仅因为一个基因测试可以告诉你哪些因素可能会影响你的新陈代谢健康,这并不意味着它可以告诉你“完美”的饮食,锻炼,或补充计划。

当你阅读这一章,还记得我们平时注意:

与大多数偏好一样,健康风险,和遗传特征,有许多复杂、相互关联的因素。

几乎从未有一个单基因,就不可避免地导致一个给定的结果。

我们分享任何基因数据只是线索进行进一步的探索。

“新陈代谢”是什么?

生活是不断变化的。

“新陈代谢”一词来自古希腊语metabolē或“改变”,它指的是所有的协调,动态的过程,必须活下去。这些过程包括吸收、运输和使用我们所需要的营养素或合成物质。

通过他们代码的蛋白质,基因影响代谢过程,如:

• 增长,组织复苏和修复;
• 处理营养和运输它们进入细胞;
• 合成激素和其他细胞信号分子;
• 建立基础代谢率(又名“怠速转速”);和
• 我们如何消化、吸收、使用和/或存储任何营养我们吃。

基因是参与许多方面。

例如:

• 基因可能直接作用于这些代谢过程——例如,通过编码细胞蛋白控制营养如何运输到细胞。
• 基因可能会影响其他基因的活性。
• 基因可能有强烈的影响,疲软的影响,或者没有作用…除非其他因素存在。有时看似无关的基因必须co-transcribed产生生理影响。

我们可以把整个课本(或10)对代谢,以及基因可能会影响它。

对于这一章,我们将关注一些关键指标,可能会影响你的新陈代谢健康,健身,和功能。

在下一章,我们将看看影响你的体重和成分。

调节新陈代谢什么?

任务控制:下丘脑

在你的大脑深处是一个almond-sized金块称为下丘脑。这种腺很小但功能强大:它调节身体的许多代谢功能。

丘脑下部的桥梁内分泌(organ-to-organ信号)系统和神经系统:它解释化学信息和信息从内部生理过程和外部世界进入“下一步该做什么”。

特别是,下丘脑帮助维护体内平衡通过解释身体的动作和反应和初始反应保持事物的平衡。

例如,下丘脑帮助调节:

• 血压和心率;
• 体温;
• fluid-salt(又名电解液)平衡;
• 需求/饥饿和干渴;
• 基础代谢率(BMR),身体的“空转速度”;
• 体重和能量储存;
• 消化,胃蠕动;和
• 睡眠和清醒。

下丘脑监控和响应信号从体内以及外界,如:

• 我们有多少能量或存储可用(例如,以脂肪的形式或循环葡萄糖);
• 输入从我们的自主神经系统(ANS),这是神经系统,控制内部器官如心、肺、消化道;
• 光明与黑暗(帮助提示睡眠周期);
• 室外温度和在我们的身体;
• 气味和其他挥发性化学物质;或
• 病原体如细菌或病毒。

下丘脑收集环境信息从内部和外部线索,它将化学消息发送“下游”其他内分泌腺体,如垂体。

外围规定:传感器和存储

随着中央监管我们的新陈代谢,我们总是从生理过程发生周边地收集信息——在身体的其他部位除了大脑,如我们的:

• 感觉器官(如眼睛、皮肤,味蕾,等等);
• 前庭(balance-sensing)和本体感受的(位置和movement-sensing)系统;
• 其他内分泌器官(如甲状腺、肾上腺、性腺等);
• 消化器官;
• 先天和适应性免疫系统;和
• 能量储存仓库(如我们的体内储存的脂肪或储存的肝糖原)。

反馈回路和信号通路

我们通过一系列复杂的调节我们的新陈代谢反馈回路一个周期,一个过程的输出作为输入用于下一步。

举例来说,如果我们的下丘脑感觉我们越来越低存储能源(也许是因为血糖下降,或我们的身体脂肪储存越来越低),它触发我们的欲望中心,把我们吃的。

相反,如果下丘脑感觉我们有多余的能量,它可能储存更多的能量,用它来驱动的代谢功能,或以热能消耗它。

你能想到的基因表达的一部分,这些反馈循环:当事情发生时,它会触发其他东西发生(或停止发生)。

基因表达和表观遗传调节控制开启或关闭;什么会启用或抑制。基因产生的蛋白质反应,附近是什么物质循环,或者环境因素。

细胞分泌和接收分子,帮助他们联系信号通路。这些一系列的交互触发彼此在一个循序渐进的过程。

想象一个快递交付一个包一个办公室的前台。接待员收到包,然后调用别人来让他们知道包交付。

同样的想法在这里工作。

多数情况下,一种物质(称为第一信使)将与细胞膜上的受体结合。这个绑定(即发送信号第二信使——在细胞做特定的任务。整个过程被称为信号转导。

图6.1:信号转导

许多基因的信使rna,使我们将讨论代码信使蛋白质——换句话说,代谢过程的重要部分。基因的表达变化,这些蛋白质会影响代码,例如,信号是否使它的细胞,细胞是否接受信号,第一信使是否能够与第二个,等等。

你不能改变你的基因。

但你可以影响这些信号通路与你的生活方式和环境。

代谢的基因

当你考虑所有的运动部件的新陈代谢,很容易想象遗传因素如何扮演重要而复杂的角色。

在这一章,我们将看看一些生物标记和过程,看看你的基因可能会扮演一个角色,你可能通过基因测试学习。

维生素D

观察维生素D帮助我们理解一些基因表达和调控的机制可以影响我们的新陈代谢,可以反过来影响我们如何应对刺激的食物和锻炼。

维生素D是我们给一群脂溶性secosteroids。类固醇分子在人体多种功能(例如,我们性激素也是类固醇)。我们将在下面类固醇分子看起来更当我们看胆固醇。

我们可以从食物中获得维生素D。维生素D3(维生素D3)被发现在油性鱼类等动物性食品,蛋黄、肝脏和牛奶。维生素D2(维生素D2)存在于一些植物和蘑菇。许多北极原住民传统吃海洋动物肝脏和地衣共生algae-bacteria生物——为他们的维生素D。当然,我们得到维生素D(从阳光维生素d3的形式)。

不管来源,我们的身体需要维生素D转化为一个生物活性形式——他们可以使用一种形式。

这需要三个步骤。

1. 首先,在胃肠道,胆固醇转化为维他命原D3 (7-dehydrocholesterol),然后运送到皮肤,UVB辐射转换为维生素D3(维生素D3)。
2. 我们的肝脏羟化(增加了一对氢氧)D2和D3,这样他们成为25 (OH) D (calcidiol或骨化二醇)。这是维生素D的形式,我们可以存储在我们的组织如肌肉或脂肪(脂肪组织)。
3. 然后,我们的肾脏25 (OH) D转换为其活性形式:1,25 (OH) 2 D(骨化三醇或钙化醇)。(其他细胞也可以这样做,我们的免疫系统细胞等)。

步骤2和3,我们使用酶25-hydroxylase和1-α-hydroxylase肝脏和肾脏,分别。

一旦维生素D制成1,25 (OH) 2 D,它可以影响到超过900个基因的活性。1,25 (OH) 2 D在我们的血液循环可以通过细胞的质膜,并绑定到维生素D受体(VDR)在细胞质中。船舶是一个核受体,这意味着它然后运输到细胞核,它与DNA结合影响基因的表达。

什么维生素D

1,25 (OH) 2 d有很多就业机会。例如:

• 它可以影响骨骼肌代谢和蛋白质合成,影响我们如何建立肌肉和从我们的训练中恢复过来。
• 它会影响钙和磷酸盐在肌纤维膜移动,我们的肌肉纤维鞘,影响肌肉收缩和加油。
• 它移植胰岛素样生长因子(igf - 1)中扮演重要角色合成代谢和恢复。(我们会更多的igf - 1第十一章,当我们看运动和肌肉性能。)
• 它可以调节我们的免疫系统,帮助我们抵御病原体如病毒或细菌。
• 它可以影响细胞程序性死亡(细胞凋亡)。这是一个正常的细胞生命周期的一部分不正常的细胞死亡。
• 参与运输和吸收的矿物质如钙、镁、铁、磷和锌,所有这些可以影响细胞信号传导、组织修复和骨骼健康。
• 它可以加强紧密连接,细胞如皮肤细胞之间的密封或肠粘膜细胞(就像砂浆砖之间),也防止病原体。
• 它有助于调节基因参与葡萄糖和脂质代谢(脂肪)。低维生素D与代谢相关问题,如胰岛素抵抗和高血压。
• 这是参与生殖系统的健康。低维生素D与疾病,如多囊卵巢综合症(PCOS),卵巢癌和乳腺癌和子宫内膜异位症。对于男人来说,维生素D水平与睾酮水平有关。

因此,我们的身体如何处理和使用维生素D显著影响我们的健康和健身。

维生素D是低的人可能不会恢复,建立肌肉,或抵抗感染以及那些维生素D。维生素D低下的人也会感觉更痛苦和有更多的炎症。(顺便说一句,这并不一定意味着低维生素D导致所有的这些事情。它可能相关或继发效应)。

基因变异在使用维生素D

如果你理解基本的维生素D是如何工作的,你可以想象,维生素D代谢的遗传变异可能影响许多组件,以及维生素D影响基因表达的能力。

这里有一些例子,这可能是如何工作的。

胆固醇合成多态性

下面我们将了解更多关于胆固醇,但由于维生素D是家庭的一部分“绝育”分子与胆固醇、胆固醇代谢基因的变化也可以影响维生素D代谢。

的基因DHCR77-dehydrocholesterol还原酶酶编码,转换7-dehydrocholesterol (7-DHC)胆固醇。因为胆固醇和可以从7-dehydrocholesterol合成维生素D, a损失函数突变在DHCR7可以中断维生素D的合成。

羟化酶多态性

我们可能不同基因在我们的身体是如何能够使hydroxlases——酶的家庭(在其他工作)维生素D2和D3转化为维生素D的形式,我们可以存储和使用。

差异基因编码细胞色素p450 (CYP)酶(如CYP3A4, CYP2R1 CYP24A1,或CYP27)可以影响我们自然有多少维生素D。在这些基因突变的人可能没有足够的维生素D,即使他们吃得好,足够的阳光。

维生素D受体(VDR)多态性

一旦可利用维生素D进入细胞,它结合船舶。有几个VDR多态性影响基因的表达,并与许多代谢性疾病(如癌症、糖尿病或心脏病),传染病(如肺结核),自身免疫性疾病(如多发性硬化症或哮喘)和慢性炎症。

例如,FokI变异(rs10735810)可以改变VDR蛋白质的长度,从而改变它是如何工作的。ApaI变化等其它VDR多态性(rs7975232) TaqI变化(rs731236)和标准检验局(rs1544410)变化与骨骼和结缔组织疾病的风险更高(如椎间盘变性,骨质密度低,和骨折)以及其他慢性疾病。

这些VDR变化一个方便的地方:与许多基因变异,他们一直在研究在非欧洲人群(如伊朗人民,中国哈萨克语,古吉拉特语,印尼语,和肯尼亚血统)。这给了我们一些关于这些有用的数据的变异影响可能在不同的群体。

维生素D结合蛋白多态性

对人体组织有影响,维生素D来。

的GC基因编码的维生素D结合蛋白(菲律宾),否则称为Gc-globulin。这种蛋白质与维生素D和传输。

Gc-globulin是我们身体的一部分对损伤的反应。它可以激活巨噬细胞(一种免疫系统细胞的“清理人员”)和绑定肌动蛋白公布的死亡细胞,防止凝结和影响了大局。我们将了解更多关于肌动蛋白第十一章运动和肌肉的性能。

有三个常见变异GC(Gc1F Gc1S Gc2),以及超过120个罕见的变异。(因为这些变异是相对较少,他们可以帮助我们探索遗传和全球人口之间的联系。)欧洲血统的人往往有Gc2,罕见的非洲血统的人,通常有Gc1f代替。

的变化GC(因此菲律宾/ Gc-globulin)与风险(或反对)许多类型的疾病,如骨质疏松症、甲状腺疾病、糖尿病、心血管疾病、多发性硬化症等等。

对你来说意味着什么

• 血液中维生素D含量的是健康和疾病密切相关,以及运动性能和健康。一般来说,维生素D缺乏与贫穷的健康23 andme复苏。
• 鉴于维生素D代谢的复杂性,完全有可能,你可能会影响你的维生素D水平的遗传多态性。拥有这种基因变异的影响可以从重要到次要。
• 基因检测可能给你有用的信息关于你的潜在的维生素D水平和/或不足的风险。
  • 23 andme测试几十VDR snp,尽管它不包括任何关于维生素D水平的预测特征或健康状况列表。
  • 的Nutrigenomix测试工具分析CYP2R1(rs10741657)和GC(rs2282679)的变化来评估维生素D不足的风险。
• 也许更简单和更直接简单地做一个血液维生素D实验室测试来评估你目前的水平。
• 根据您的实验室测试,您可以使用一个营养专业决定是否补充维生素D(或出去在阳光下)是适当的。

甲状腺功能

我们的甲状腺,拥抱我们的气管,是一种内分泌腺,帮助调节许多重要的生理过程。

我们的下丘脑分泌thyrotropin-releasing激素(皇室),然后刺激垂体释放促甲状腺素(又名促甲状腺激素、TSH)。

反过来,这刺激的生产和合成激素降钙素、三碘甲状腺氨酸(T3)、甲状腺素(T4),在身体其他地方采取行动,帮助调节:

• 基础代谢率(BMR);
• 肠道蠕动;
• 消化、吸收和使用营养;
• 心血管和呼吸功能;
• 能源使用和存储;
• 发展;
• 性和生殖功能;
• 睡眠;
• 情绪;和
• 钙代谢(包括骨骼健康和密度)。

重要的是,T3也作用于线粒体和核DNA通过绑定到刺来调节基因的表达和激活转录。

甲状腺功能减退和自身免疫

我们的精度营养的许多客户2022世界杯晋级,尤其是女人,来找我们沮丧,因为他们似乎不能减肥。或者他们的消化迟缓。或者他们似乎没有能源使用。

在许多情况下,问题的一部分海波甲状腺机能亢进——他们的甲状腺“放缓”,因此他们的新陈代谢。(相反的是超甲状腺机能亢进甲状腺过度活跃,“速度”)。

环境因素(如慢性节食)在甲状腺问题可以发挥作用,但可以遗传因素,例如,基因变异,增加的风险自身免疫性甲状腺疾病(AITD)如甲状腺机能亢进或桥本甲状腺炎。

AITD,与其他自身免疫性疾病一样,身体的免疫系统攻击,慢慢地破坏健康组织——在这种情况下,甲状腺。随着时间的推移,甲状腺无法产生激素它需要支持健康的新陈代谢。

一些估计显示,AITD影响大约5%的美国人口,也许多达10 - 20%的女性一生中。

虽然AITD可以被继承,用双胞胎和家庭成员的研究显示,环境因素和压力也扮演了一定的角色。

基因与AITD风险一般分为三组:

• 的人类白细胞抗原(HLA)复杂的编码基因主要组织相容性复合体(MHC)蛋白质在人类。这些细胞表面蛋白调节我们的免疫系统,帮助我们的细胞分子认识到外国。(我们将看看HLA基因更当我们观察事物敏感)。
• Non-HLA免疫相关基因等CD40、CTLA-4 FOXP3 22,CD25代码其他蛋白质的免疫系统。
• Thyroid-specific基因,如:
  • TG,这对于甲状腺球蛋白编码蛋白质。
  • TSHR编码一个受体,结合促甲状腺激素(TSH)。第二个HLA-related基因,TSHR是基因最与甲状腺机能亢进的风险密切相关。
  • 房产申诉专员署,为甲状腺过氧化物酶,编码一种酶,有助于产生甲状腺激素T3和T4。

一些证据也表明,其他因素,如变异基因编码给我们维生素D受体(他们有了!),可能起到了重要的作用。

让我们来看看一些23 andme的snp检测。

PTPN22

的PTPN22基因编码的蛋白质酪氨酸磷酸酶,non-receptor类型22,蛋白表达主要在淋巴,或免疫系统,组织。这个基因的变化与自身免疫性疾病如类风湿性关节炎、多发性硬化症、1型糖尿病、和/或节段性回肠炎。

23 andme测试对这个基因称为rs2476601 SNP。

欧洲研究对象发现,每个副本的腺嘌呤(A)在这个SNP增加1.36倍的人的甲状腺功能减退的可能性,并提高他们的可能性发展桥本甲状腺炎的1.7倍。

其他的研究测试PTPN22韩国人口的变化没有发现相同的结果,但另一个SNP (rs12730735)和一个特定的单体型都与自身免疫性甲状腺炎的风险。中国人口也发现类似的结果。在日本人口,PTPN22似乎没有任何连接AITD,虽然有一个特定的单体型似乎提供一些预防疾病。

在约旦的人口中,研究人员并没有发现rs2476601扮演了一个角色,也许是因为苏格兰民族党并不经常出现在这一组。然而,它是中发现一个埃及人口,增加AITD的风险。

因此,rs2476601的贡献可能因种族而异。

FOXE1

Forkhead框(福克斯)的蛋白质通常参与调节细胞生长、发展、分化和生存。FOXE1编码forkhead盒蛋白E1,蛋白质,帮助开发的物理结构甲状腺。

这种基因突变的原因Bamforth-Lazarus综合症(一种罕见的疾病,甲状腺组织完全是不发达或失踪),先天性甲状腺功能减退。FOXE1已经与TSH水平相关,甲状腺功能减退,甲状腺癌。

研究在欧洲发现人口guanine-guanine GG基因型在rs7850258FOXE1基因是1.35倍,原发性甲状腺功能减退相比与鸟嘌呤(AG)基因型,而患者adenine-adenine (AA)基因型有一个稍低的风险。

另一个SNP附近FOXE1基因(rs755109)被发现与TSH水平在一个孤立的太平洋岛国人口。

SH2B3

的SH2B3Src同源性的基因编码2 b 3 (SH2B3)的蛋白质,这是SH2B蛋白质家族的一部分。这些蛋白质存在于多种组织和细胞。

特别是,SH2B3调节信号相关造血作用(血细胞的形成),炎症和细胞迁移(编程运动细胞的特定位置)。

与PTPN22突变的SH2B3与自身免疫性疾病如乳糜泻和1型糖尿病(近年来)。甲状腺疾病可能涉及自身抗体对甲状腺过氧化物酶(TPO)。在这两个PTPN22和SH2B3、变异与1型糖尿病的风险增加有关也与房产申诉专员署抗体。

23 andme测试一个名为rs3184504的SNP。在欧洲血统的人,拥有thymine-thymine (TT)基因型甲状腺功能减退的风险轻微增加,同时拥有cytosine-cytosine (CC)基因型稍微降低了风险。

另一项研究中,同样在欧洲,显示联系rs653178 SNP和甲状腺机能亢进。

VAV3

VAV3编码的一种蛋白质(鸟嘌呤核苷酸交换因子VAV3)调节ρ的蛋白质家族,调节多种细胞活动,例如信号转导。你能想到的ρ蛋白质作为通信系统,允许你的细胞齿轮正确应对外部和内部的变化。

VAV3像其他与AITD的基因,参与免疫功能。

根据23 andme研究,在欧洲血统的人群:

• 每个C在rs4915077副本VAV3基因与甲状腺功能减退的可能性的1.3倍。
• 在rs2517532 GG基因型的人的机率要高出1.16倍甲状腺功能减退与AG基因型相比。AA基因型的1.16倍降低甲状腺功能减退的可能性。

我们发现在我们的样例

我们问人是否被诊断为甲状腺。

四人。我们看着他们的基因数据,看看他们堆叠起来。我们还看了的人(通过基因预测)应该是在更高的风险。

我们的样本很小,所以很难得出结论。但是我们确实发现,这些特殊的snp一般没有强烈的预测价值。

许多人“应该”有甲状腺症状没有。相反,人诊断甲状腺疾病没有任何已知的基因变异,可能会增加他们的风险。

PTPN22rs2476601

每个副本的腺嘌呤(A)在欧洲人口理论上应该增加一个人的甲状腺功能减退的风险为1.36倍,及其发展的几率桥本甲状腺炎的1.7倍。

然而,我们只有1鸟嘌呤(AG)在我们诊断甲状腺组;其余guanine-guanine (gg)——换句话说,低风险。

在本例中,我们没有高危AAs,但是我们确实有5其他AGs看起来非常健康。

FOXE1rs7850258

GG基因型(guanine-guanine)的人在这个SNP FOXE1基因被1.35倍相比原发性甲状腺功能减退与AG(鸟嘌呤)基因型。

在我们的示例中,2人GG甲状腺功能减退,而2 AG)。

但是,其他12人GG没有甲状腺症状。

SH2B3rs3184504

的TT (thymine-thymine)变体的SNP稍微有甲状腺功能减退的风险增加,而在CC (cytosine-cytosine)基因型稍微降低了风险。

在我们的甲状腺样本,我们有2 CCs和2 CTs,加上其他两个健康的TTs。

VAV3rs2517532和rs4915077

每个C在rs4915077副本VAV3基因与甲状腺功能减退的可能性的1.3倍。

在我们的示例中,没有人与甲状腺功能减退有c都TT。

在rs2517532 GG基因型的人的机率要高出1.16倍甲状腺功能减退与AG基因型相比,和AA基因型的1.16倍降低甲状腺功能减退的可能性。

在我们的样例,2 AG(中度风险)和两个GG(风险最高)。9其他健康的人也有高风险GG。

对你来说意味着什么

• 甲状腺疾病不仅影响我们的甲状腺。它也能影响“下游”,如其他代谢过程。
• 有一种强烈的遗传风险组件甲状腺疾病。此外,甲状腺疾病的遗传风险因素是遗传风险因子为其他(自身免疫性)条件。如果甲状腺疾病或其他自身免疫性疾病运行在你的家人,认为基因检测提醒你任何潜在的风险。
• 你的特定的遗传风险可能因种族而异。这可能意味着不同的基因变异比另一个更重要,或者可能会出现甲状腺疾病相关但不同的通路。
• 即使你有遗传风险因子,它并不意味着你会得到一个给定的疾病。
• 考虑其他因素的大局。例如,AITD患病率显著不同的地理位置,从苏格兰的每100000人448例273/100,000在澳大利亚西部,27/100,000在西班牙。因为这些国家都有大量的白色的欧洲血统,显然有其他环境组件在工作。

葡萄糖、胰岛素和代谢综合征

葡萄糖,一个简单的糖和单糖,是构建ATP的原材料,我们的细胞的能量。

通常情况下,我们的身体维持葡萄糖体内平衡。换句话说,我们平衡血糖在一个相对狭窄的范围内。

如果我们吃碳水化合物(说,面包或米饭),他们当我们消化分解成葡萄糖。运输我们的胰腺释放胰岛素的葡萄糖进入细胞,最终制成ATP或储存糖原和脂肪供以后使用。

这个过程是严格监管。我们的身体感觉葡萄糖的存在;根据需要胰岛素释放;和葡萄糖都存储在细胞。当血糖下降过低,我们释放存储燃料和我们大脑发送信号吃。

胰岛素生产(即。,how well we can make insulin) and胰岛素抵抗(即。,whether our cells respond appropriately to insulin) are heritable.

胰岛素帮助信号葡萄糖转运蛋白(大规模),尤其是GLUT4,葡萄糖进入细胞。胰岛素不能正常工作时,我们可能有更高的循环的血糖/葡萄糖和胰岛素水平。这可能最终损害组织。

所以我们希望胰岛素敏感性高,换句话说,我们希望我们的细胞能够“听”胰岛素的信号,和回应。

代谢综合征

如果我们的血糖持续高于正常,这表明代谢问题。我们可能会在前驱糖尿病的早期阶段,甚至是成熟的2型糖尿病(T2D)。

这种情况下,和其他现象(如高血压、血脂、改变脂肪沉积在内部器官如肝脏或肾脏)统称为代谢综合征。(我们将看看下面胆固醇和甘油三酯更多。)

代谢综合征是富足的一种“疾病”,和目前在全世界最大的健康问题之一。人口可能避免它几十年前(如在中国大陆或撒哈拉以南非洲地区的许多地方)目前面临的健康影响。

代谢综合征是一个复杂的卫生问题,涉及许多流程和组织。随着时间的推移,几乎整个身体都可以以某种方式影响。

例如:

• 神经可能随着血管受损(又名神经病变)。
• 脂肪可能渗入我们的肝、肾、肌肉、心脏和其他器官。
• 我们的免疫系统可能会变得过度活跃,我们可能有慢性炎症。
• 我们的肠道蠕动和微生物群可能会发生变化。
• 我们的眼睛会恶化。
• 我们的皮肤和结缔组织可能打破。

像其他复杂的健康状况,没有单一的“代谢综合征的基因”。

肥胖易感基因和膳食碳水化合物

通常,代谢综合征与更高水平的脂肪,尤其是在上腹部或腹腔(又称内脏脂肪)。

随着存储仓库多余的能量,脂肪(脂肪)组织是我们的一部分内分泌系统:它分泌荷尔蒙(雌激素或瘦素等)以及其他细胞信号和使者。

脂肪组织胰岛素敏感性/阻力密切相关,因此,我们T2D的风险。然而,研究人员想知道:

怎么有些人新陈代谢比其他人更健康,即使有相同数量的脂肪吗?

我们的基因组成的一个因素。

例如,通过它对AMPK信号通路的影响,fat-secreted激素脂联素扮演着一个重要的角色在胰岛素敏感性,帮助我们的肌肉和肝脏氧化脂肪酸和葡萄糖。(这很好)。当我们有大量的脂肪组织,脂联素会下降。(这是不太好。)

然而,人们可能的遗传变异ADIPOQ脂联素基因,改变他们的代谢疾病的风险。例如,在某些人群(如东亚人),拥有GT / TT版本的rs1501299 SNP(而不是GG)与较高的代谢紊乱如脂肪肝或胰岛素抵抗。

所以我们的代谢性疾病的风险可能不仅取决于绝对数量的脂肪组织(虽然过去的某一点,甚至最幸运的组合基因不能保护我们的健康的影响极低或大量的脂肪),但在我们的基因组成。

我们会更多的在体内的脂肪下一章。

现在,这里有基本概念:

• 许多基因与体重和肥胖也参与葡萄糖代谢。
• 一般来说,基因变异与更高的体重或更多的身体脂肪也与体重增加有关,当人们吃高碳水化合物饮食。

重要的是,这并不意味着“坏”的碳水化合物。

或葡萄糖使我们肥胖。

或胰岛素是一种无声但致命的杀手(通常是由低碳时尚饮食的倡导者声称)。

让我们看另一个角度来看:

我们的基因组成可能让我们更有可能在某些方面应对某些营养素。

这一点尤其适用于加工过的碳水化合物,因为许多加工食品提供很多糖的形式消化非常快(这意味着很多糖一下子击中了我们的系统)。

一些研究表明,基因可能会使我们更容易肥胖也会影响我们的身体如何应对膳食碳水化合物。重要的是,这种反应往往不仅仅是碳水化合物,而且我们的身体如何管理和动员脂肪。(更多内容见下文)。

也请记住:这里的研究往往是有些矛盾的。它不是那么简单说:“更多的糖是不好的。”

PLIN和ADRB2基因

例如,有一个复杂的碳水化合物摄入量之间的关系,身体肥胖,和家庭PLIN基因代码perilipin(PLIN)。

在我们的脂肪细胞(脂肪细胞),我们有脂滴——本质上是一种油性泡沫储存的脂肪。

Perilipin围绕这些脂滴,并帮助控制脂肪细胞的代谢调节fat-mobilizing酶(脂酶)与储存的脂肪。

工作以来的脂酶是分解脂肪,这样他们就可以被用于能源、perilipin围绕脂滴像防护墙,并确保它不会随机消化。

我们的β-adrenergic受体回复儿茶酚胺荷尔蒙像肾上腺素和激活过程帮助我们释放储存能量,让我们的肌肉,做其他的自主神经系统的工作。

三个基因β-adrenoreceptors代码:ADRB1, ADRB2和ADRB3。

这些基因及其变体不同种族,可以(当然,以及许多其他遗传因素)影响瘦或胖你可能“自然”。

当某些β-adrenergic受体被激活(例如,在锻炼),他们还告诉我们的身体开始储存的脂肪,这样我们可以使用它。一旦β-adrenergic受体得到这个词的时候,他们告诉perilipin改变形状,回滚门保护脂滴,和公开储存的脂肪脂酶可以分解为燃料。

图6.2:激活perilipinβ-adrenoreceptors和效果

一般来说,我们通常希望我们储存的脂肪很容易。然而,随着一些变化的PLIN基因编码perilipin, perilipin可能不太适应信号打开门。脂肪保持锁定背后的防护墙。

相反,罕见的基因突变PLIN基因可能导致脂肪代谢障碍脂肪代谢障碍,导致脂肪储存的浪费,或者脂肪堆积在不寻常的地方(如手)。

在的拉美裔加勒比血统的人的一项研究中,研究人员发现,当参与者的一个特定的变体PLIN基因(PLIN 11482 G > A)吃更多的复杂,高纤维碳水化合物,精简;当他们吃更少的复杂的碳水化合物,他们更多的可能是肥胖。有趣的是,至少在这项研究中,单糖或总碳水化合物似乎没有任何关系,身体肥胖,也没有PLIN变体。

其他的研究已经证实PLIN变异预测代谢综合征和减肥。

类似的结果与一些PLIN变异和胰岛素抵抗被发现在新加坡人口的中国,马来,南亚人。这些变体的PLIN基因可能是旧的,现在人口分化之前。

具体的关系PLIN基因变异与肥胖似乎还与脂肪摄入量有关,特别是饱和脂肪——当人们有两个拷贝PLIN变体消耗碳水化合物和饱和脂肪,他们更可能有胰岛素抵抗,2型糖尿病的前兆。

其他与肥胖易感性的基因,如FAIM2 FLJ35779, FTO, LRRN6C RBJ,和SEC16B似乎也与膳食碳水化合物增加BMI。

对你来说意味着什么

研究人类的饮食通常自述(而不是仔细控制,像在实验室的动物)。方法测量饮食的反应也有所不同。

所以我们必须要小心我们如何解释任何单个研究的结果。

然而,调查结果显示:

• 并不是所有的身体以同样的方式回应同样的饮食。你的朋友可能茁壮成长在一个低碳水化合物、高脂肪饮食(或高碳水化合物、低脂肪饮食),而你会发现自己的感觉和表现更糟的是,当你试着同样的事情。
• 没有放之四海而皆准的饮食计划,对每个人都有效,所有的时间。是很重要的测试,观察和评估(基于证据)营养协议最适合你独特的身体。
• 基因检测可以给我们一些线索,但不是一个详细的处方,你的“最佳饮食”。我们还不完全了解遗传变异和新陈代谢之间的复杂关系的健康。基因检测可能显示特定的饮食策略可能帮助你做出明智的饮食选择的生理需求。
• 了解遗传学对新陈代谢的影响对你的饮食可以帮助你做出明智的决定。至少,基因检测可能有助于解释为什么一个特定的饮食可能影响你的健康或物理性能。在最好的情况下,你可能会发现匹配你的饮食(即“代谢优势”。,你的身体更喜欢)。
• 加工糖似乎导致最代谢问题,不管具体的遗传变异。

空腹血糖预测

我们预测2型糖尿病的风险(T2D) ?

我们知道T2D是与许多生理和生活方式因素,如:

• 有更多的身体脂肪(和更少的精益质量);
• 久坐的;和
• 有很多加工食品的饮食。

我们也知道,脂肪组织是一个激素活性组织(脂肪)。

早期研究2型糖尿病(T2D)经常使用的人更多的身体脂肪,他们更容易患上T2D。它并不总是清楚T2D的恶化是由于环境影响(例如,高糖饮食),拥有一定量的脂肪,或者一个潜在的遗传易感性(换句话说,有人出生)。

后来的研究观察相对精简的人们占T2D的环境组件,或脂肪组织获得了在今后的生活中可能扮演的角色。

一种测试与空腹血糖对胰岛素抵抗和前驱糖尿病:测量血糖水平后一个人几个小时没有吃东西了。

尽管研究表明,更高的空腹血糖并不总是相关的遗传变异与T2B风险关联整齐,有很多重叠和空腹血糖仍然是一个很好的预测指标。

G6PC2

23 andme看着被称为rs560887 SNP,这与欧洲人群的空腹血糖水平。

这个SNP出现在G6PC2基因,编码glucose-6-phosphatase催化subunit-related蛋白质(也称为内部网关路由选择协议),一种蛋白质,这种蛋白质表达胰腺的胰岛细胞。

这个SNP与胰腺β细胞的功能,存储和释放胰岛素,以及c -肽和胰淀素(这有助于控制葡萄糖释放到血液中的速度)。

在这项研究中所使用的23 andme,每个T rs560887受试者的空腹血浆葡萄糖水平降低了0.06更易/ L (1 mg / dl)。

作为参考,空腹血糖水平低于5.6 L更易被认为是正常的,而任何被认为是前驱糖尿病的。

我们发现在我们的样例

我们周围有一些血液测试,所以我们寻找相关性。

一个人从我们的PN样品刚刚被诊断出患有前驱糖尿病。然而,据G6PC2SNP, CC形象,他们应该有较低的比平均血糖。

我们还有2 TTs,预测血糖高于平均水平但谁,到目前为止,看起来健康。

health-and-fitness-oriented人口不足为奇的是,许多CT人正常或低于平均空腹血糖。这表明,生活方式的选择比单个SNP发挥更大的作用。

对你来说意味着什么

• 血糖是一个重要的健康指标。不要只依赖一个基因测试。在最好的情况下,基因测试只能预测可能的风险。它不能告诉你你的血糖实际上是什么样子。而血糖正常起落在两餐之间吃,快,长期高血糖可以告诉你,有一个潜在的健康问题。
• 完成定期验血。一般来说,空腹血糖的影响时,人们可能会在他们的代谢综合征的方法。所以你的空腹血糖测试,连同你的血脂(见下文)作为常规体检的一部分(例如,每年)是一个好主意,特别是随着你的年龄。
• 如果你是一个自己动手的人,你可以买一个家庭葡萄糖监测器和测试你的血糖一整天,包括饭后。餐后,“饭后”——血糖水平会给你一个更好的主意,早,你的血糖,而空腹血糖。
• 如果你想提高你的整体健康,看到我们的策略对于健康的新陈代谢第十二章。

血脂和脂蛋白

一旦我们吃和消化食物含有膳食脂肪,这些脂肪(又名脂质打包成各种格式(如甘油三酸酯)被运送到全身和使用。

就像血糖水平的这些血甘油三酯和脂蛋白(蛋白质运输脂质)代谢健康的重要指标。(我们会更密切地观察脂质,甘油三酯和低脂蛋白)。

与葡萄糖,循环脂质和脂蛋白是很正常的,但我们不希望太多,过于频繁。

脂质和脂蛋白水平深受多少脂肪以及我们的环境和我们的选择,比如我们的营养,我们的活动、吸烟或饮酒,或其他药物。它们也可以受遗传因素的影响。

每个人都有,众所周知的姑姥姥活到103岁,发誓她每日威士忌和奶油培根三明治。我们见证这强烈顽固不化,显然不朽的豪饮,奉承,bacon-ing,我们扪心自问,为什么我吃这些该死的健康食品呢吗?

在某种程度上,这是一个很好的问题。

一些人能够消费“不健康”食品,一大口一大口地喝酒,一天抽一包香烟,三位数完全无动于衷。

其他人似乎尽“正确”,得到了由心脏病或其他代谢性疾病得太早。

坦白说,有时似乎极为不公平。

,事实上,它可能是不公平的,因为有些人可能自然比其他人更好地管理他们的血脂。这种相对优势,部分是由于遗传因素。

脂类的基因

到目前为止,我们所知道的大约160个基因变异与血脂水平有关。

当然,并不是所有同等重要或密切相关。一些操作主要在特殊过程(如调节其他基因的表达)或特定的组织(如肝脏)。

我们还不完全了解所有的遗传变异与血脂及其他相关的生物标志物。

图6.3:基因参与脂质和脂蛋白
图改编自Willer CJ,施密特EM,森古普塔年代,et al。发现和改进与血脂水平相关的位点。45自然遗传学。2013;(11):1274 - 1283。doi: 10.1038 / ng.2797。

脂蛋白和基本血脂面板

如果你去看医生,做一个“胆固醇测试”,它有助于理解这到底是什么意思。

胆固醇是一种蜡状脂质(想象像猪油)。我们使胆固醇在肝脏,但这也是在我们的食物。我们用胆固醇使许多重要的分子,我们的身体使用,包括我们的性荷尔蒙。

甘油三酸酯脂肪分子由三个脂肪酸甘油骨架连接。当我们消化脂肪,身体脂肪酸打包成这种格式,并通过血液运输它们储存在脂肪细胞。

脂蛋白是蛋白质运输脂质。油和水不能混合,既不做血脂和血液。脂肪必须搭乘脂蛋白,像一群乘客内胎河漂流而下。脂蛋白有不同的尺寸,数量和密度。密度是指fat-to-protein比率:当有更多的脂肪和蛋白质,粒子被认为是密度较低,他们变得更加活跃。

载脂蛋白是脂蛋白的蛋白质成分。他们是由基因编码从字母开始7月(如飞机观测或APOE)。稍后我们会看载脂蛋白。

我们可以基于密度脂蛋白分为几大类:

• 高密度脂蛋白胆固醇高密度脂蛋白,又名“好胆固醇”。这使胆固醇回肝脏进行回收。
• 低密度低密度脂蛋白,即“坏胆固醇”。这个运输胆固醇从肝脏到身体其它部位的,并且可以进程的一部分,炎症引起的心血管疾病的风险。
• idl或中等密度脂蛋白,低密度脂蛋白VLDL粒子之间。
• VLDL也很低密度脂蛋白,一种“坏胆固醇”。我们也希望这是较低的。
• 之内,也被称为ultra-low-density脂蛋白(ULDLs)。

当我们完成一个基本的血脂面板在我们医生的约会,它将最常见的测量:

• 血甘油三酯:总甘油三酯脂蛋白颗粒结合。
• 总胆固醇:胆固醇是在所有脂蛋白颗粒的总和。
• 高密度脂蛋白胆固醇:高密度脂蛋白胆固醇。
• 密度:低密度。

一般来说,我们希望这些低,除高密度脂蛋白,我们想要相对较高。

循环血液中甘油三酯太多被称为高甘油三酯血症。非常高的胆固醇水平被称为高胆固醇血症。这些的组合,创造了一个血液血脂,被称为血脂异常。

这些都是风险因素与代谢综合征及其相关疾病有关,尽管他们不一定意味着有人会总是开发健康问题。

所有这些可以受饮食和锻炼影响的风险因素,以及其他的生活方式和环境因素…但也可以部分由遗传学。

例如,研究发现种族差异LPL和LIPC基因,编码脂酶(酶,帮助我们分解脂肪)和表达在肝脏、心脏、肌肉和脂肪组织。

欧洲血统的人相比,具有非洲血统的人(包括西非,加勒比黑人和非洲裔美国人)更有可能有特殊的脂肪酶变异保护他们从冠状动脉粥样硬化(动脉硬化)。

对你来说意味着什么

• 血脂是重要的健康指标。如果你想知道它们是什么,直接与血液测试测量它们。
• 不要只依赖一个基因测试。在最好的情况下,基因测试只能预测可能的风险。它不能告诉你你的血脂实际上的样子。
• 完成定期验血。有你的血脂检测你的血糖(见上图)作为常规体检的一部分(可能每年)是个好主意。
• 如果你被诊断为血脂异常或其他代谢健康问题,讨论这个与你的健康保健专业人员。如果你有遗传的血脂异常,你仍然应该做所有的事情,促进健康的新陈代谢(你知道,整个“不抽烟,保持一个健康的身体脂肪水平,得到一些锻炼”的事情),但是你可能需要额外的医疗支持。
• 为健康的新陈代谢在接下来的章节审查我们的策略。

高甘油三酯血症和锌手指

通常情况下,我们希望甘油三酯安全地存储在我们的脂肪细胞,等待用于能量。我们不希望太多的漫游在我们血液中太久。

有些人的基因更有可能有更高的血甘油三酯,即高甘油三酯血症。

ZNF259和rs964184

23 andme测试被称为rs964184 SNP的ZNF259(有时也称为基因ZPR1)。

这个基因的ZNF名字代表“锌指”。

而锌指将是一个很棒的乐队名称(实际上,有人已经创建了一个歌,使用另一个ZNF的主要结构蛋白质),它实际上是指锌基的一部分蛋白质,蛋白质特定的形状。(你会记得第二章蛋白质的物理形状和结构影响它是如何工作的。)

大多数与锌指蛋白分子相互作用,旨在结合DNA, RNA,蛋白质分子或其他。所以他们的形状更重要的是影响他们如何能做这项工作。

编码的蛋白质,ZNF259结合的蛋白质参与胰岛素敏感性,葡萄糖和脂肪代谢,和脂肪储存,如过氧物酶体proliferator-activated受体γ(PPAR-γ)或肝细胞的核因子4α(HNF4A)。

ZNF259还靠近另一个基因复杂,血脂:有紧密的联系APOA5- - - - - -A4-C3-A1。变异的APOA5影响新陈代谢之内,VLDL-C,高密度脂蛋白胆固醇。(我们将看看下面的人群的基因家族)。

在一项研究高甘油三酯血症的欧洲血统的人,每个副本rs964184 G的SNPZNF259人高甘油三酯血症的风险增加了约3.3倍。

在日本和其他研究南亚人口找到了一个类似的关系ZNF259和整体代谢综合征的风险。在这种情况下,拥有的G形式rs964184 SNP与拥有更高的血甘油三酯以及更高的空腹血糖和降低低密度脂蛋白胆固醇。

这表明,代谢综合征相关的许多特性。

高胆固醇血症

高甘油三酯血症、高胆固醇血症(血胆固醇过高)可以被继承,一个条件称为家族性高胆固醇血症(FH)。跳频是代谢综合征的危险因素如心血管疾病和相关的健康问题。

跳频时发生基因变异影响我们的身体明显的低密度脂蛋白的能力有效地从血液中。随着时间的推移,低密度脂蛋白胆固醇及其乘客可以建立在我们的血管等组织和结缔组织。

最常见的遗传原因跳频的变化LDLR基因。LDLR规范确定的低密度脂蛋白受体密度可以绑定到一个细胞,然后被运送到安全存储。与跳频约80 - 90%的人基因测试显示这个基因的变化。

第二个最常见的原因FH(只有大约5%的病例)的变化飞机观测基因。你会记住7月载脂蛋白基因代码,在这种情况下,载脂蛋白B。

23 andme看着两个变化飞机观测基因与跳频:

• R3500Q,发现主要在欧洲血统的人。
• R3500W,发现主要在亚洲血统的人。

我们发现在我们的样例

几个PN团队成员抽样报告有一个高于平均水平的总胆固醇测试。

然而这些人的基因变异飞机观测建议他们应该这个概要文件。

有趣的是,所有这些人,往往比普通人更精简。这告诉我们,其他因素可能是在工作中在这些高于平均水平的血液测试。

对你来说意味着什么

• 血脂是重要的健康指标。如果你想知道它们是什么,让他们直接与血液测试来衡量。
• 不要只依赖一个基因测试。在最好的情况下,基因测试只能预测可能的风险。它不能告诉你你的血脂实际上的样子。
• 完成定期验血。有你的血脂检测你的血糖(见上图)作为常规体检的一部分(可能每年)是个好主意。
• 如果你发现高甘油三酯血症、高胆固醇血症或其他代谢健康问题,讨论这个与你的健康保健专业人员。如果你有一个遗传的条件,你还应该做所有的事情促进健康的新陈代谢(你知道,整个“不抽烟,保持一个健康的身体脂肪水平,得到一些锻炼”的事情),但是你可能需要额外的医疗支持。
• 为健康的新陈代谢在接下来的章节审查我们的策略。

阿尔茨海默病

阿尔茨海默氏症是一种神经退行性疾病,大脑细胞和它们的连接缓慢分解,而浪费,斑块和其他crud(如神经原纤维缠结,有点像堵塞下水道的毛团)。

(这是更多的从我们的PN的博客阅读阿尔茨海默氏症。)

阿尔茨海默氏症现在有时被称为大脑的“糖尿病”,因为一些研究者认为它可能与同一类型的葡萄糖和胰岛素特异表达机制我们发现2型糖尿病。

阿尔茨海默氏症是一种可怕的前景,这种担心可能会影响我们的选择我们的DNA测试。

我们中的许多人在PN研究基因数据问我们的父母参加。有些父母是游戏。一些父母没有。

最常见的理由吗?

“我不想找到我将阿尔茨海默氏症什么的。”

我们害怕神经退化。失去了我们的思想和身体功能不可逆,不可阻挡的3月是一个可怕的前景。

我们合作者Krista看着她思维敏捷,激烈的自力更生的祖父变得困惑,虚弱,和害怕阿尔茨海默氏症打洞在他的大脑。现在她和她的母亲想:下一个是谁?

目前,仅在美国就超过500万人被诊断为阿尔茨海默病,预计这个数字到2050年的三倍。1 65年9人有某种形式的阿尔茨海默氏症归因于神经退化;超过3人超过85。这是一个增长最快的为老年人死因。

阿尔茨海默氏症,事实上,在家庭中运行。但是,就像2型糖尿病和其他慢性疾病,而阿尔茨海默氏症是一种遗传性风险,这不是一个遗传命运。

的一个已知的遗传风险因素在发展中阿尔茨海默病是我们的朋友载脂蛋白-在这种情况下,在一个变体APOE蛋白质编码的载脂蛋白E基因,胆固醇航母在大脑和身体其它部位的。

载脂蛋白e蛋白有三种形式:ε2ε3,ε4。(“ε”是希腊字母ε。)

的7月ε4变体是阿尔茨海默氏症的一个主要风险因素在许多人口,而且似乎跨越人的欧洲,非洲,东亚血统。事实上,相比平均为两组:

• 在非洲血统的人,一份ε4变体与患老年痴呆症的几率高1.5倍;两份与4倍赔率在非洲血统的人。
• 在东亚血统的人,一份ε4变体与4倍的几率;两份与几率高出12倍。

而7月ε4变体与更高的患阿尔茨海默氏症的风险,它不能单独行动。例如,风险增加时,除了7月ε4变体——人们也有:

• rs2373115的一种特殊变体,SNPGAB2生长因子的基因,编码receptor-bound蛋白2 (GRB2)。这种蛋白质是参与之间以及细胞内信号和通信。
• 附近的一个SNP rs1799724的特殊形式,肿瘤坏死因子(肿瘤坏死因子)基因,与改变相关的β-淀粉样蛋白斑块水平(一个特定的斑块类型与阿尔茨海默氏症)脑脊液(CSF)。
• 变异的基因调节聚合酶,酶参与DNA和RNA组装。例如,有一个I-G-T 3个snp的单体型POLD1基因和ApoE-ε4变体几乎翻了阿尔茨海默氏症的风险,而只是让ApoE-ε4变体。的POLD基因编码蛋白的聚合酶δ1,也与结肠癌有关,耳聋,脂肪代谢障碍。

对你来说意味着什么

• 保持良好的整体健康。身体健康包括大脑的健康。
• 如果你担心可能的遗传风险,这是值得测试。我们仍然没有治愈老年痴呆症和其他神经退行性疾病,但它确实帮助时采取预防性行动,尽早发现潜在问题。
• 清楚地理解你的数据。一定要与你的医生讨论所有结果和/或遗传顾问,了解研究结果和发现你可以做些什么来降低你的风险。
• 为健康的新陈代谢在接下来的章节审查我们的策略。

下一个是什么

现在,新陈代谢是如何工作的,我们有一个基本的了解和一些遗传因素可能影响它,让我们看看如何遗传学也可以影响我们的身体大小,形状,和肥胖(或缺乏)。