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Génétique

Génétique de la consommation alimentaire, du poids et de l’obésité

Depuis plusieurs décennies, il a été clairement établi que le maintien du poids corporel est sous contrôle génétique, en grande partie grâce à l’identification de mutations chez la souris qui sont à l’origine de l’obésité. Récemment, dans un climat de grande excitation, plusieurs gènes de ce type ont été clonés chez la souris et l’Homme, et il est très probable que d’autres éléments génétiques déterminants vont bientôt être identifiés.

La motivation à comprendre l’impact de la génétique sur le poids corporel peut être largement attribuée à deux facteurs :

L’obésité constitue un problème monumental dans le monde moderne et le désir de trouver un médicament pour guérir ce problème est fort.
Il existe un lien étroit entre le développement de l’obésité à l’âge adulte et le développement d’autres maladies importantes, notamment le diabète, l’hypertension et les maladies cardiaques.

Identification initiale des “gènes de l’obésité

Pour comprendre la physiologie qui se cache derrière les « gènes de l’obésité » actuellement en étude, il est utile de revenir sur certaines expériences menées dans les années 1960 sur des souris parabiotiques. La technique de la parabiose, rarement utilisée aujourd’hui, consiste à pratiquer une incision le long de la face latérale de deux animaux, puis à les suturer ensemble dans le but de former une paire parabiotique. La principale utilité de cette technique est d’unir les systèmes vasculaires des deux animaux, ce qui permet l’échange de molécules transmissibles par le sang.

mouse

Il y a plusieurs années, des généticiens ont identifié chez la souris deux mutations récessives qui, à l’état homozygote, entraînaient une obésité importante chez ce rongeur. Les deux gènes ont été appelés ob et db. Des paires parabiotiques construites entre des souris ob/ob, db/db et des souris normales ont conduit aux observations suivantes :

  • Appariement d’une souris ob/ob obèse avec une souris normale : la souris ob/ob perd du poids.
  • Appariement d’une souris obèse db/db avec une souris normale : la souris normale a cessé de manger et a perdu du poids.
  • Appariement d’une souris obèse ob/ob avec une souris obèse db/db : la souris ob/ob a cessé de manger et a perdu du poids, alors que la souris db/db n’a pas été affectée.
  • Une expérience supplémentaire a montré que lorsqu’une paire de souris parabiotiques normales était suralimentée, sa « jumelle » perdait du poids.

parabiosis

Ces observations étaient cohérentes avec l’idée qu’une hormone de satiété, vraisemblablement lié au gène ob, est fabriquée et se lie à des récepteurs, vraisemblablement en lien avec le gène db, dans l’hypothalamus et supprime la faim.

Ce modèle a récemment bénéficié d’un soutien considérable grâce au clonage des gènes ob et db de plusieurs espèces. Le gène ob encode l’hormone leptine et le gène db le récepteur de la leptine. Cette dernière est sécrétée par les cellules adipeuses et a la double finalité de diminuer la prise alimentaire et d’augmenter le taux métabolique, ce qui rend l’ancienne « théorie lipostatique » du contrôle de la prise alimentaire très attrayante.

Gènes impliqués dans le maintien du poids corporel

Il est clair que la leptine et son récepteur ne sont que deux parmi de nombreux gènes qui pourraient être des éléments génétiques déterminants dans le contrôle du poids corporel et la pathogenèse de l’obésité. D’autres gènes et produits génétiques impliqués dans le contrôle de la prise alimentaire et du poids corporel ont été identifiés jusqu’à présent, dont les suivants :

  • Le neuropeptide Y est synthétisé dans de nombreuses zones du cerveau et constitue un puissant stimulateur du comportement alimentaire. La leptine semble supprimer l’alimentation en partie en inhibant l’expression du neuropeptide Y.
  • Les mélanocortines agissent sur certains neurones hypothalamiques et inhibent le comportement alimentaire. Les perturbations ciblées du récepteur de la mélanocortine-4 chez les souris sont associées au développement de l’obésité.
  • La carboxypeptidase E (gène de la graisse) est l’enzyme nécessaire au traitement protéolytique de la proinsuline, mais aussi peut-être d’autres hormones telles que le neuropeptide Y. Les souris présentant des mutations au niveau de ce gène deviennent progressivement obèses en vieillissant et développent une hyperglycémie qui peut être supprimée par un traitement à l’insuline.
  • Les protéines de découplage mitochondrial ont d’abord été découvertes dans la graisse brune, puis identifiées dans la graisse blanche et les cellules musculaires. Elles permettent aux mitochondries de ces cellules de découpler la phosphorylation oxydative, ce qui « court-circuite » le gradient de protons à travers la membrane interne, entraînant une diminution de la production d’ATP, mais générant de la chaleur (thermogenèse sans frisson). Certaines recherches suggèrent qu’ils pourraient jouer un rôle important dans la dépense énergétique et donc dans le poids corporel chez l’homme et d’autres animaux qui n’hibernent pas.
  • Des récepteurs bêta-adrénergiques sont présents sur la graisse brune et peut-être sur la graisse blanche. La liaison de la norépinéphrine à ce récepteur sur les cellules adipeuses entraîne une augmentation de la transcription de la protéine de découplage mitochondriale, ce qui permet une production accrue de chaleur par hydrolyse des acides gras. Il a été récemment signalé que certaines mutations de ce gène prédisposaient des personnes à devenir obèses et à développer un diabète avant l’âge moyen.
  • La protéine Tubby, ainsi que les protéines qui y sont liées, sont des facteurs de transcription présumés. Cette protéine est fortement exprimée dans le noyau paraventriculaire de l’hypothalamus et dans d’autres régions du cerveau. Les souris présentant des mutations naturelles ou artificielles du gène Tubby sont obèses à l’âge adulte, mais les mécanismes impliqués ne sont pas connus.

Original: http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/digestion/pregastric/fatgenes.html

Traduit par: https://casinofiables.com/

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