Darwin i praksis: mennesker endrer sine gener på grunn av levevilkår.

Menneskehetens gener endrer seg langsomt og sikkert, og som oftest er endringene noe som fører til noe fordelaktig. Et gammelt eksempel er at samfunn som for en stor del er avhengig av melkeprodukter i det daglige kostholdet, har utviklet en toleranse for melkesukker, også kalt laktose. Befolkninger som er laktosetolerante finner vi i Skandinavia og blant masaier på Afrika høysletter. Det er befolkninger som i lange tider har brukt melk i kostholdet og derfor tåler de nå laktose.

Jeg omtalte i en blogg tidligere i år en genetisk endring i den opprinnelige befolkning i Alaska. Nesten halvparten av inuittene i Alaska hadde en mutasjon i det genet som styrer dannelsen av ett viktig enzym i kroppens fettomsetning.

En nylig publikasjon i tidsskriftet Science forteller oss om andre genetiske endringer i den arktiske befolkningen. En stor dansk forskningsgruppe har utført inngående genetiske analyser av inuitter på Grønland (1) Den opprinnelige befolkningen av inuitter på Grønland har levd meget lenge under ganske ekstreme forhold, både hva gjelder klima og kosthold, og dette har ført til genetiske endringer som har hjulpet befolkningen til å tilpasse seg. Inuittene har levd på Grønland i over tusen år. Men før det levde de i andre arktiske strøk i flere tusen år. Det er derfor ikke overraskende at denne befolkningen viser tegn til adapsjon til kulde og et kosthold med mye flerumettet fett.

Inuittene har i meget lang tid levd på mat som har vært dominert av flerumettet fett og proteiner. De har nemlig hatt et kosthold som vesentlig er bygget på produkter fra fisk, sel og hval. Dette er også et kosthold som inneholder lite karbohydrater, noe som antagelig hos inuittene har ført til en endring i et gen, kalt TBC1D4, som har med opptaket av glukose å gjøre (2). Men kunnskap om hvordan mennesker adapterer seg til kulde og et fettrikt kosthold har til nå vært lite undersøkt.

Ved hjelp av moderne genetisk analyseteknikk fant danskene at det var store endringer i gener lokalisert til kromosom nr. 11. Endringene var blant andre i gener som har avgjørende betydning for viktige enzymer i omsetningen av flerumettede fettsyrer. De genetiske endringene førte til en økning av enzymer som forlenget de flerumettede fettsyrene til metabolsk aktive substanser, noe som er en fordel: de beskytter mot hjerte- og karsykdommer.

En annen endring ble funnet i gener som styrer utvikling av brunt fettvev. Det brune fettvevet er meget aktivt i omsetning av fett, og denne omsetningen fører til at det brune fettvevet skaper varme. En kan derfor si at denne genetiske endringen hos inuittene er med på å forklare at de klarer seg så bra i det kalde arktiske klimaet, med det brune fettvevet har de sin egen, interne varmekilde.

Funnene hos den arktiske befolkningen er et godt eksempel på Darwins evolusjonslære: en genetisk forandring som fører til bedre livsvilkår og overlevelse vil over tid føre til en varig endring i arvematerialet.

  1. Science. 2015 Sep 18;349(6254):1343-7. doi: 10.1126/science.aab2319. Greenlandic Inuit show genetic signatures of diet and climate adaptation..Fumagalli M1, Moltke I2, Grarup N3, Racimo F4, Bjerregaard P5, Jørgensen ME6, Korneliussen TS7, Gerbault P8, Skotte L2, Linneberg A9, Christensen C10,Brandslund I11, Jørgensen T12, Huerta-Sánchez E13, Schmidt EB14, Pedersen O3, Hansen T15, Albrechtsen A16, Nielsen R17.
  2. Nature. 2014 Aug 14;512(7513):190-3. doi: 10.1038/nature13425. Epub 2014 Jun 18. A common Greenlandic TBC1D4 variant confers muscle insulin resistance and type 2 diabetes.

Med hilsen

Kaare R. Norum

Fettvev har mange funksjoner

 

 

Folk verden over blir fetere. Det er ikke vakkert å være betydelig overvektig. Men det er heller ikke særlig pent å være mager. Fettvevet, i passe mengde, gjør oss mer tiltrekkende, med runde, harmoniske former. Dette er en god ting med fettvev.

Fettvevet har en rekke andre funksjoner; det er varmeisolerende, det beskytter viktige organer mot støt og andre skader. Men den viktigste funksjonen, er å være kroppens store energilager. En kvinne som veier 60 kg, har om lag 14 kg fett på kroppen. Hvert gram fett gir ved forbrenning 9 kcal. Hun har altså lagret energi svarende til 126 000 kcal. Det er energi som teoretisk tilsvarer om lag 2 måneders energiforbruk.

På steder, og til tider, da det var periodisk vanskelig med å skaffe seg mat, hadde de mennesker som hadde gode evner til å lagre fett, de beste mulighetene for å overleve. I gamle dager var det å være fet nesten et statussymbol. Det er ikke tilfeldig at alle storbønder eller kongefigurer i eventyrene våre hadde en stor mage og dobbelthake.

Fettvevet har flere andre oppgaver. Tidligere mente en at fettvevet bare var et energilager. I dag vet vi adskillig mer. Fettvevet er et meget aktivt organ. Det produserer en rekke viktige, hormonliknende stoffer, kalt adipokiner, som regulerer både forbrenning, appetitt og insulinfølsomhet, og derved også blodsukkerets og glukosens omsetning i kroppen. Ett av de viktigste og mest utforskete adipokiner er leptin.

Leptin dannes hovedsakelig i fettvev, men kan også produseres muskel, benvev og morkaken. Det siste tyder på at leptin har viktige funksjoner i fosterutviklingen. Leptin kan påvirke flere viktige funksjoner. Det er med på å regulere appetitt, omsetning av glukose og fettsyrer, kjønnsmodning, benvekst, immunrespons og benmargens produksjon av blodlegemer. Leptin kan ha en direkte effekt på vevene, men mye av leptinets påvirkning går via det autonome nervesystemet, der leptin via spesifikke leptinreseptorer både kan oppregulere og nedregulere hormoner eller signalsubstanser som blir dannet i hjernen.

Fettvev består av fettceller, adipocytter. Fettcellene er ulike, de fleste cellene er hvite, andre er brune og noen er beige. Disse tre typene har ulike funksjoner. Brunfargen kommer av at cellene har en mengde av brunfargede organeller, mitochondrier, der forbrenningen av fett og glukose finner sted. Hovedfunksjonen til de brune og beige fettcellene er å skape varme ved å forbrenne fett og sukker i mitochondriene. Dess brunere de er, dess bedre «varmeovner» er de.

Brunt fettvev finnes i ganske store mengder hos dyr som lever i kalde omgivelser, som sel og hval, og hos dyr som går i dvale om vinteren, f. eks. flaggermus og pinnsvin.

Mennesker har ikke meget brunt fettvev. Det finnes mest av dette hos nyfødte og små barn. Hos mennesket er brunt fettvev vesentlig lokalisert rundt halsen og på ryggen mellom skulderbladene. Man mener at det brune fettvevet, som altså er gode varmekilder, bidrar til å varme opp blod som skal til hjernen og kanskje øker temperaturen på luften, som pustes inn. Dette er spesielt viktig hos nyfødte og spedbarn.

Inntil nylig hadde vi ikke gode metoder til raskt å kunne differensiere mellom de ulike typer av fettceller. Hittil har markører for å skille hvite fra brune celler enten vært intracellulære eller utskilte proteiner, og ingen av disse er velegnet for metabolske studier av helt og intakt vev. I en studie offentliggjort nylig i Science Translational Medicine har Ussar og medarbeidere[1] klart å påvise spesielle overflatemarkører for henholdsvis hvite, beige og brune fettceller. Dette kan bli viktig. For skal en kunne påvirke fettcellene, er det viktig å kjenne til deres overflateproteiner.  Det å påvirke brunt fettvev til økt aktivitet med medikamenter, kan i fremtiden kanskje være en metode til å brenne av overflødig fett, med andre ord en slags metabolsk slankekur.

[1] Ussar S, Lee KY, Dankel SN, Boucher J, Haering MF, Kleinridders A, Thomou T, Xue R, Macotela Y, Cypess AM, Tseng YH, Mellgren G, Kahn CR.: ASC-1, PAT2, and P2RX5 are cell surface markers for white, beige, and brown adipocytes. In Sci Transl Med. 2014 Jul 30;6(247):247ra103. doi: 10.1126/scitranslmed.3008490.