Badania bliźniąt i „dziedzictwo korpulencji”

„To, co wydawało się niekończącym się strumieniem identycznych ośmioletnich bliźniaków płci męskiej, wlewało się do pokoju. Bliźniak za bliźniakiem… ich twarze, ich powtarzająca się twarz, bo między nimi była tylko jedna… (s. 172) „… jak robaki roiły się od nich…” (s. 178) napisał Aldous Huxley w Odważny nowy świat . (1932) Oto „zasada masowej produkcji w końcu zastosowana w biologii” (s.9) stworzenie milionów identycznych bliźniaków (a nie „nie błahe dwójkami i trójkami, jak za dawnych żyworodnych dni”) (s. 8), ale „niesamowity postęp w przyrodzie” (s. 8), który miał stworzyć społeczna stabilność.

Obrazy Odważny nowy świat są przerażające i odstraszające, ale bliźniaki fascynowały ludzi na przestrzeni dziejów. Istnieją kultowe bliźniaki z rzymskiej mitologii, Romulus i Remus, którzy zostali karmieni przez wilczycę i których Romulus założył starożytny Rzym. I byli wyraźnie różni bracia bliźniacy Jakub i Ezaw w Księdze Rodzaju: Ezaw, „pierwszy wyszedł cały czerwony, jak włochata szata”. (I Mojżeszowa 25:25) „Oto Ezaw, mój brat, jest człowiekiem włochatym, a ja jestem człowiekiem gładkim”. (Rdz 27:11) (Aby uzyskać komiczną interpretację tego fragmentu z Księgi Rodzaju, posłuchaj kazania: Weź ławkę, Alan Bennett, z Beyond the Fringe: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) A u Szekspira Dwunasta noc Bliźniacy Viola i Sebastian są do siebie tak podobni, że są opisywani jako „jedna twarz, jeden głos, jeden nawyk i dwie osoby. Naturalna perspektywa, to znaczy i nie jest” - mówi książę. A Antonio dodaje: „Jak dokonałeś podziału siebie? Rozszczep jabłka na dwie części nie jest bardziej bliźniaczym niż te dwa stworzenia”. (Akt V, scena 1)

Chociaż Viola i Sebastian byli trudni do odróżnienia od siebie, są bliźniakami płci męskiej i żeńskiej, braterskimi lub dwuzygotycznymi (DZ) i powstają w macicy z jednoczesnego zapłodnienia dwóch jajeczek przez dwa plemniki. Dzielą, podobnie jak inne rodzeństwo w rodzinie, tylko 50% swojego DNA. Bliźnięta identyczne lub jednojajowe (MZ) powstają w wyniku podziału pojedynczego zarodka i mają zasadniczo 100% wspólnego DNA, a zatem są zawsze tej samej płci. Diagnostyczna determinacja w celu ustalenia zygotyczności jest pierwszym krokiem w ocenie bliźniąt i jest zwykle dokonywana na podstawie badania koloru włosów, oczu, kształtu uszu, ust, zębów i innych cech fizycznych, w tym odcisków palców, a także zaawansowanych badań antygenów grup krwi . (Börjeson, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

Sugestia wykorzystania bliźniaków w badaniach jest zwykle przypisywana Sir Francisowi Galtonowi, kuzynowi Karola Darwina, pod koniec XIX wieku. Galton opublikował dwie książki, w tym Historia bliźniaków i był zainteresowany rozróżnieniem „między skutkami skłonności pojawiających się przy urodzeniu a tymi narzuconymi przez szczególne okoliczności życia”, tj. między naturą a wychowaniem. (jak cytowano w Gedda, Bliźniaki w historii i nauce , 1961, s. 24-25). Galton nie porównał jednak bliźniaków jednojajowych i braterskich, więc „nie można go uważać za wynalazcę metody bliźniaczej”. (Teo i Ball, Historia nauk humanistycznych , 2009)

Inni badacze poszli za nim, ale jest ciemna strona bliźniaczych badań na początku i połowie XX wieku, czego dowodem jest praca von Verschuera, który był mentorem Josefa Mengele, niesławnego ze swoich bliźniaczych studiów w Auschwitz podczas World II wojna. Najwyraźniej von Verschuer, który był szanowanym naukowcem, był nazistowskim i zjadliwym antysemitą, który wykorzystał swoje bliźniacze badania do promowania swojej dyskryminującej polityki rasowej. (Müller-Hill, Historia i filozofia nauk o życiu , 1999) Podobno Mengele wysłał do analizy von Verschuer próbki oczu i krwi od 200 bliźniaków, na których prowadził nieetyczne badania na ludziach. Tylko 10% tych bliźniaków przeżyło eksperymenty Mengele na ludziach. (Müller-Hill, 1999) W celu omówienia wypaczenia nauki autorstwa von Verschuera i Mengele oraz wagi zaangażowania w „przedkładanie dobra pacjenta ponad interes lekarza”, zob. Coller, Journal of Clinical Investigation , 2006, który podkreśla, że ​​istnieją cztery „podstawowe wartości humanizmu medycznego: cenność lub świętość każdego życia ludzkiego; szacunek dla godności ludzkiej, celebrowanie różnorodności ludzkiej i życzliwe uznanie złożoności kondycji ludzkiej”. (Coller, 2006) A omówienie pominięć i „rewizjonistycznej historii” bliźniaczych badań, które można znaleźć w niektórych podręcznikach, patrz Teo i Ball, 2009.

Jednak badacze z początku XX wieku, w tym von Verschuer, zaczęli rozważać rolę genetyki szczególnie w dziedzinie otyłości. Dr George A. Bray w swojej książce naukowej Bitwa o Ardeny (2007), zbadał historię badań nad otyłością i przedrukował oryginalne prace Davenporta (s. 474 i nast.) (1923), a także von Verschuera (s. 492 i nast.) (1927). znany jako wskaźnik masy ciała (BMI), jako pierwszy badał związek genetyki i środowiska w otyłości i zapytał: „Jak dalece ta różnica w budowie między osobami szczupłymi i mięsistymi zależy od czynników konstytucyjnych?” (s. 474) To od doktora Braya (który pożyczył go od mentora Edwina B. Astwooda) (s. 148), że otrzymałem tytuł Dziedzictwo korpulencji .

Następnie przeprowadzono główne badania bliźniaków, w tym szwedzki badacz Börjeson (1976), który przeanalizował znaczenie dziedziczności i środowiska, porównując różnice wewnątrz parowe bliźniaków MZ i DZ, i którego obrazy bliźniaków pojawiają się tutaj. Co więcej, kanadyjski badacz Claude Bouchard i współpracownicy opracowali tak zwane długoterminowe badanie „Quebec Overfeeding Study”, w którym badali 12 par identycznych bliźniaków płci męskiej o normalnej masie ciała, którzy pozostawali w kontrolowanych warunkach przez 120 dni na oddziale szpitalnym i byli karmieni. 1000 dodatkowych kalorii każdego dnia przez sześć dni w tygodniu przez 84 z tych dni. (Bouchard i in., New England Journal of Medicine , 1990; Redden i Allison, Recenzje otyłości , 2004; Bouchard, American Journal of Clinical Nutrition , 2009; Bouchard i in., International Journal of Obesity , 2014; ) Średni przyrost masy ciała wynosił 8,1 kg, ale wahał się od 4,3 do 13,3 kg. Co ciekawe, przekarmienie doprowadziło do istotnie podobnej masy ciała i procentowego przyrostu tkanki tłuszczowej w każdej parze bliźniaczej MZ, ale różnice były trzy razy większe między różnymi parami niż w parach. Innymi słowy, rygorystyczna kontrola takiej samej ilości nadmiernego spożycia pokarmu i ograniczona aktywność fizyczna spowodowały różne reakcje pod względem masy ciała, składu ciała, a nawet regionalnej dystrybucji tłuszczu u bliźniaków różniących się genetycznie. Bouchard podkreślił, że ponieważ wpływ jakiejkolwiek interakcji między genami a środowiskiem jest zwykle niewielki, naukowcy muszą próbować zminimalizować błąd, a jednym ze sposobów uniknięcia błędów jest faktyczny pomiar wzrostu i masy ciała, a nie poleganie na samoopisach, które są tak powszechne w wielu badaniach. . (Bouchard, Otyłość, Suplement, 2008). Ponadto, Bouchard wyjaśnił, że „ludzka zmienność”, w tym „biologiczny determinizm” w niektórych przypadkach, która jest bardziej podatna na przyrost masy ciała lub utratę wagi, jest „absolutnym warunkiem wstępnym” w poszukiwaniu jakiejkolwiek interakcji między genami a środowiskiem i do ostatecznej identyfikacji określonych genów. (Bouchard, 2008)

Na przestrzeni lat wielu stworzyło tzw rejestry bliźniacze tysięcy bliźniaków MZ i DZ, w tym bliźniaków w Norwegii, Szwecji i Finlandii oraz w Stanach Zjednoczonych (np. Rejestr bliźniaczy National Academy of Sciences-National Research Council (NAS-NRC); Rejestr Minnesota i Bliźniaczy rejestr Wietnam-Era .) Znany badacz otyłości Albert (Mickey) Stunkard, na przykład, używał szwedzkich i duńskich rejestrów bliźniaczych w niektórych swoich badaniach. (Jou, NEJM , 2014) Stunkard i in. ( JAMA , 1986) wykorzystał również Rejestr NAS-NRC do oceny ponad 1900 bliźniaków MZ i ponad 2000 bliźniaków DZ, aby ocenić wpływ genów na wzrost, wagę i BMI w długoterminowym (25-letnim) badaniu uzupełniającym, z wnioskiem: „Tłuszcz ludzki jest pod silną kontrolą genetyczną”. Badacze przyznali jednak, że szacunki dziedziczenia mogą być przedmiotem krytyki, przy czym zarówno niedoszacowania, jak i przeszacowania mogą wynikać m.in. z błędów w ustalaniu zygotyczności, a nawet kojarzenia asortacyjnego (w którym małżonkowie mają tendencję do zawierania małżeństw). partner o podobnej budowie.) Heymsfield i współpracownicy (Allison et al, Genetyka zachowań , 1996) podkreślili również, że „standardowe wzory bliźniaków” dla otyłości niekoniecznie obejmują dane takie jak waga małżonków i czy kojarzenie asortatywne (tj. Kojarzenie nielosowe) może wpływać na współczynniki odziedziczenia.

W swoim klasycznym badaniu bliźniaków Stunkard i wsp. ( NEJM, 1990) ocenili 93 pary identycznych bliźniaków odchowanych osobno (jeden z najskuteczniejszych sposobów określenia znaczenia wspólnych genów ze wspólnego środowiska); 154 pary identycznych bliźniaków hodowanych razem; 218 par bliźniaków braterskich wychowywało się oddzielnie i 208 par bliźniaków braterskich wychowywało się razem, z których wszystkie pochodziły z rejestru szwedzkiego, który łączył studia bliźniacze ze studiami adopcyjnymi. Bliźnięta były oceniane pod koniec pięćdziesiątki, z 60% kobiet. Naukowcy zauważyli jednak, że nawet gdy bliźnięta są wychowywane oddzielnie, mogą być do siebie podobne, jeśli ich środowisko wychowu jest podobne (np. Jeśli bliźnięta były umieszczane „wybiórczo” w domach, które zwykle przypominały domy ich biologicznych rodziców). którzy zostali oddzieleni od swoich biologicznych rodziców, prawie połowa bliźniaków została rozdzielona w pierwszym roku życia, często z powodu śmierci, choroby lub trudności finansowych w rodzinie pochodzenia. Stunkard i wsp. Znaleźli mocne dowody na wpływ dziedziczności na BMI i odkryli, że wpływy genetyczne obejmują wszystkie kategorie wagowe, tj. Od osób szczupłych do otyłych. Zauważyli również, że identyczne bliźniaki wychowywane osobno miały współczynniki korelacji wewnątrz pary wynoszące 0,70 dla mężczyzn i 0,66 dla kobiet dla BMI i doszli do wniosku, że środowiska dzieciństwa miały niewielki lub wręcz żaden wpływ. Jednak ostrzegają, że „odziedziczalność nie oznacza niezmiennego, niezmiennego wpływu genetycznego”, ale raczej wpływy genetyczne w pewnych warunkach środowiskowych. (Stunkard i wsp., 1990) Zgodnie z tymi wytycznymi Allison, Heymsfield i współpracownicy (Faith i wsp., International Journal of Obesity, 2012) podkreślili znaczenie rozważenia kontekst pomiaru w których warunki środowiskowe nieodłącznie związane z projektem badania (np. czytanie bliźniakom podczas ich jedzenia) mogą potencjalnie wpływać na wyniki.

Przez lata Allison, Heymsfield i ich koledzy używali klasycznej konstrukcji bliźniaczej do oceny relacji tzw. architektura genetyczna do środowiska, w tym w okresie wewnątrzmacicznym (Allison et al, International Journal of Obesity and Related Metabolic Disorders , 1995.) Wykorzystali ten model również do badania wskaźnika masy ciała i ciśnienia krwi (Allison et al, American Journal of Medical Genetics, 1995); wskaźnik masy ciała w pediatrycznej próbce bliźniaczej (Faith i wsp., Pediatria, 1999); spożycie kalorii (Faith et al, Genetyka zachowań, 1999); i samoregulujące jedzenie (Faith et al, International Journal of Obesity , Londyn , 2012)

Konkluzja : Badania bliźniąt ewoluowały od czasów Sir Francisa Galtona, który zasugerował wykorzystanie bliźniaków do odróżnienia wpływu natury od wychowania, pod koniec XIX wieku. Były nadużywane przez badaczy, na przykład przez nazistów podczas II wojny światowej. Historycznie, najważniejsze wczesne badania w dziedzinie otyłości pochodzą od dr. Claude Bouchard i wsp., Którzy ocenili bliźnięta jednojajowe (monozygotyczne) w kontrolowanych warunkach szpitalnych w klasycznym badaniu nadkarmienia w Quebecu oraz Mickey Stunkard i wsp., Którzy oceniali adoptowane bliźnięta jednojajowe i dwuzygotyczne w celu oddzielenia wpływu środowiskowego od genetycznego. nazywa klasyczny podwójny design.

Proszę zanotować: To jest pierwsza część dwuczęściowego bloga poświęconego wykorzystaniu bliźniaków w badaniach nad otyłością. W części II dokładniej zbadamy wykorzystanie projektu bliźniaka, w którym jeden identyczny bliźniak jest niezgodny z cechą w porównaniu z drugim. Specjalne podziękowania dla osób, które pomogły w przygotowaniu blogów I i II, patrz blog II.