Die Information zu den Fettstoffwechsel-Polymorphismen
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GENETIK POLYMORPHISMEN DER FETTSTOFFWECHSELGENETIK ALLGEMEIN INFORMATIONEN ZU GENETISCHEN POLYMORPHISMEN WAS HAT UNSERE ERNÄHRUNG DAMIT ZU TUN? Wie gut oder schlecht wir Nahrungsbestandteile aufnehmen und verarbeiten hängt nicht nur von den Nahrungsmitteln selber ab, sondern dies wird unter anderem von unseren Genen, den Trägern der Erbanlagen, bestimmt. Diese liegen bei jedem Menschen in“ dimerer“ Form vor, d. h. sie bestehen aus 2 Teilen, welche jeweils von einem Elternteil stammen. Wir Menschen besitzen ca. 38.000 Gene, die größtenteils von Mensch zu Mensch gleich sind und trotzdem bei jedem kleine Unterschiede aufweisen, die uns zu individuellen Personen machen. Ob sichtbar, z.B. in unserem Aussehen oder unsichtbar in unserem Inneren, kommen individuelle Varianten, auch Polymorphismen (oder im amerikanischen SNPs genannt) unserer Gene vor, d. h. ein und dieselbe Sache – in diesem Fall ein Gen- in unterschiedlicher Gestalt. Polymorphismen (Snips) liegen auch in den Bauplänen unserer Nahrungsverwertung vor. Sie bestimmen unter anderem die Aktivität von Enzymen und Rezeptoren (Stoffwechselkatalysatoren) die durch unterschiedliche Aktivitäten einen entsprechenden Einfluss auf die Nahrungsverwertung haben. Diese Vielgestaltigkeit erklärt nicht nur die Unterschiedlichkeit unter den Menschen, sondern sie kann auch mit Vor- wie Nachteilen für den Status der persönlichen Gesundheit verbunden sein. POLYMORPHISMEN IN DER PRÄVENTION Bei den von uns angesprochenen Polymorphismen handelt es sich nicht um Mutationen im eigentlichen Sinn, sondern um Normvarianten, die sich während der Evolution auf normalem Weg entwickelten und die keine Krankheiten vorhersagen, wohl aber eine Risikokonstellation definieren, der man aktiv entgegen wirken kann. Somit erklärt sich, dass alle allgemein gehaltenen Empfehlungen für die „richtige Ernährung“ immer nur bedingt gültig sein können, da die richtige Ernährung genauso individuell ist wie unsere genetische Abstammung. Nur wenn diese bekannt ist, kann die ganz persönliche Ernährungsempfehlung gegeben werden. Ein Polymorphismus bedeutet nicht den Nachweis einer Krankheit, sondern nur eine Neigung dazu oder aber auch einen bestimmten Schutz, den man von der Natur gegen manche Probleme in sich trägt. Insofern gestattet die Kenntnis dieser Genvarianten, durch Umwelteinflüsse, Lebensführung und speziell darauf abgestimmte Ernährung darauf Einfluss zu nehmen. Im Bereich der Prävention ist der Zeitpunkt ein sehr entscheidender Faktor. Je früher man vorbeugt, desto wirkungsvoller. Die entsprechenden Krankheitsbilder der Polymorphismen entwickeln sich oft erst in fortgeschrittenem Alter. Diesen kann man aber bei Kenntnis frühzeitig entgegensteuern oder sie ausgleichen. Seite 1 GENETIK POLYMORPHISMEN DER FETTSTOFFWECHSELGENETIK WIE KANN MAN RICHTIGE ERNÄHRUNGSEMPFEHLUNGEN AUSARBEITEN? Da genetische Untersuchungen sehr aufwendig sind, muss genau abgewogen werden, welche Gene mit ihren unterschiedlichen Polymorphismen man untersucht. Bei der Auswahl der Gene muss neben der Bedeutung des Polymorphismus für eine Gewichtsregulation auf jeden Fall berücksichtigt werden, wie häufig diese vorkommt. Es werden zum einen nur Gene untersucht, die sowohl in einem günstigen Kosten-Nutzen-Verhältnis stehen und deren Auswirkungen durch Umwelteinflüsse, Lebensführung und insbesondere Ernährung beeinflussbar sind. Nur dies ermöglicht individuelle Therapieansätze, insbesondere natürlich auch bei ärztlich geleiteter Gewichtsreduktion oder bei der Prävention/Behandlung von Erkrankungen. Dabei differenziert man, ob die Ausprägung doppelt vorkommt - dann wurde von Vater und Mutter die gleiche Ausprägung vererbt – oder ob für ein Gen unterschiedliche Ausprägungen vorkommen. Dies bezeichnet man als „homozygot“ (gleiche Ausprägung von Vater + Mutter) bzw. „heterozygot“ (Ausprägung unterschiedlich). Während heterozygote Polymorphismen in der Regel keine oder nur geringfügige Auswirkungen auf die enzymatische Aktivität des entsprechenden Enzyms haben, äußert sich ein homozygoter Polymorphismus je nach Enzymvariante durch eine stark erniedrigte oder stark erhöhte Aktivität. Dies kann zum totalen Verlust der Enzymaktivität führen, die sich durch ein gegenseitiges Aufheben der beiden Polymorphismen erklärt. Somit wird klar, dass diese Differenzierung eine Auswirkung auf Stoffwechselvorgänge hat und dass Empfehlungen solche Kenntnisse unbedingt berücksichtigen müssen. AUFSCHLÜSSELUNG DER GENE Die unterschiedlichen Genen werden meist nach den in ihnen codierten Enzymen bezeichnet (z.B. ADRB2). Diese Bezeichnungen werden in der Fachliteratur verwendet und ermöglichen es dem Wissenschaftler eine eindeutige Zuordnung vorzunehmen. Jedes Gen wird dann auf eine oder mehrere Polymorphismen untersucht. Diese sind wiederum durch Buchstaben und Zahlenkombinationen gekennzeichnet (z.B. P12A). FAZIT Für ein Gen liegen unterschiedliche Kombinationen von Polymorphismen vor. Wenn diese aufgeschlüsselt worden sind, können und müssen sie, abhängig von der jeweiligen Konstellation, individuell interpretiert werden. Gene sind Träger der Erbanlage, der uns von unseren Eltern vererbten individuellen Erbinformation. Diese finden sich als Teil der DNS (Desoxyribonukleinsäure) in den Zellkernen einer jeden Zelle unseres Körpers. Sie liegen immer in doppelter Form vor, jeweils eines von jedem Elternteil. Somit kann die Ausprägung eines Gens dann wieder unterschiedlich sein. Die ursprüngliche, natürliche Variante bezeichnet man als Wildtyp, der Norm- oder Referenztyp. Es können aber neue Varianten durch Mutationen oder andere Ausprägungen entstehen. So verändert sich im Laufe der Evolution die Ausprägung eines Gens, positive setzten sich durch, negative verschwinden mit der Zeit wieder. Seite 2 GENETIK POLYMORPHISMEN DER FETTSTOFFWECHSELGENETIK DIE EINZELNEN POLYMORPHISMEN APOE Das Apolipoprotein E spielt eine zentrale Rolle im Fettstoffwechsel. Für dieses Gen liegen 2 Polymorphismen vor, deren Einfluss durch Lebensgewohnheiten und Ernährung individuell beeinflussbar sind. Dies sind die Polymorphismen Codon 112 und 158. Die jeweiligen Ausprägungen müssen immer in Bezug zueinander bewertet werden, so dass sechs unterschiedlichen Konstellationen möglich sind. Jede einzelne Konstellation führt zu unterschiedlichen Risiken und erfordert zum Teil unterschiedliche Verhaltens- und Ernährungsempfehlungen, um den Risiken entgegen zu wirken. APOA1 Das Gen wird auf den Polymorphismus G75A untersucht. Die unterschiedlichen Ausprägungen haben einen Einfluss auf die Konzentration von HDL. HDL hat eine schützende Wirkung, so dass angestrebt wird, möglichst hohe Konzentration von HDL zu erreichen. Die Kenntnis dieses Polymorphismus ist besonders bei Frauen wichtig, da der Genuss mehrfach ungesättigter Fettsäuren sich unterschiedlich auf die HDLKonzentration auswirkt. APOC III Das Apolipoprotein C-III spielt eine wichtige Rolle im Fettstoffwechsel. Es hemmt den Abbau von Triacyglyzerol durch das Enzym Lipoprotein-Lipase, was zu höheren Triglyceridwerten (Hypertriglyzeridämie) führen kann. Der Polymorphismus 3175G ist mit einem 4fach höherem Risiko einer Hypertriglyzeridämie verbunden und steht in Zusammenhang mit einem erhöhten Risiko für Herzinfarkt, Arteriosklerose und Herz-KreislaufErkrankungen. APOB 100 Apolipoprotein B 100 ist ein Hauptbestandteil des LDLCholesterins und spielt eine wesentliche Rolle für die Bindung von LDL an den LDL-Rezeptor. Eine genetische Variante des APOB 100 trägt an der Stelle 3500 ein Glutamin (Q) anstelle eines Arginins (R). Man bezeichnet diese defekte Variante als APOB100 3500(Q). Träger dieser APOB-Mutation haben eine Prädisposition für erhöhte Cholesterinwerte mit einem daraus resultierenden erhöhten Risiko für koronare Herzkrankheiten. Die Symptome ähneln einer familiären Hypercholesterinämie, die durch Mutationen im LDL-Rezeptor bedingt werden. APOA 5 Dieses Gen wird auf den Polymorphismus T1131C untersucht. Varianten dieses Polymorphismus können erhöhte Plasma-Triglyzeridspiegel verursachen. Dieser Polymorphismus wirkt sich besonders dann aus, wenn die Zufuhr von Omega-6-Fettsäuren mehr als 6% der gesamten Energiezufuhr überschreitet. Eine zusätzliche Erhöhung des kardiovaskulären Risikos entsteht dadurch, dass unter diesen Bedingungen kleine, aggressive LDL-Partikel gebildet werden. Frauen und Männer sind gleichermaßen betroffen. CETP Cholesterin Ester Transfer Protein hat Auswirkungen auf die HDL-Konzentrationen im Blut. Je nach Aktivität führt CETP zu niedrigen HDL-Werten. Da diese eine schützende Funktion haben, versucht man, die Aktivität von CETP zu beeinflussen, um höhere HDLWerte zu erreichen. Im Zusammenhang mit der protektiven Wirkung des HDL sind zwei Polymorphismen (l 405 V- und Taq G279A) besonders interessant. Beide bewirken eine Verringerung der Aktivität des CETP. Eine erniedrigte Enzymaktivität kann bewirken, das LDL-Werte sinken und sich im Gegenzug die HDLWerte erhöhen, da die Rückgabe an die VLDL und LDL unterdrückt wird. Dieser Polymorphismus ist besonders bei „Hundertjährigen“ sehr verbreitet. FABP2 Fatty Acid Binding Proteine 2 gibt Auskunft über die Fettresorption im Dünndarm. Da Fett einen hohen Energiewert hat, sind Patienten mit erhöhter Fettresorption und unzureichender Bewegung besonders gefährdet, Übergewicht zu entwickeln. FABP2 wird ausschließlich in Enterozyten exprimiert. Er hat eine hohe Affinität zu gesättigten und ungesättigten Fettsäuren. Seine Aufgabe ist die Seite 3 GENETIK POLYMORPHISMEN DER FETTSTOFFWECHSELGENETIK Absorption und der interzelluläre Transport von langkettigen Fettsäuren. Der genetische Polymorphismus ist weit verbreitet. Er besteht aus einem Austausch von Alanin durch Threonin in Position 54 (A54T). Die Verteilung ist nicht geschlechtsabhängig: AA 52% (Wildtyp) AT 41% (heterozygote Variante) TT 8% (homozygote Variante) FETTDEPOTBILDNER ADRB2 Das Adrenerge System nimmt durch seinen Einfluss auf das Fettgewebe bei der Regulation des Energiegleichgewichtes eine entscheidende Rolle ein. Die Beta-2-Adrengen-Rezeptoren (ADRB2) sind unter anderem dafür verantwortlich, unter Einwirkung sogenannter Katecholamine Fettgewebe abzubauen. Sportliche Aktivität steigert die Aktivität des vegetativen Nervensystems und somit auch die Konzentration der Katecholamine. ABCA1 Apolipoprotein binding cassette transporter gehört zur Familie der human transporter Sub-Familie ABCA. Dieser Transporter ist ein Hauptregulator des zellulären Cholesterins und der Phospholipidhämostase. Das Protein fungiert als Pumpe, um Cholesterin aus der Zelle zu transportieren. Mutationen an diesem Gen sind assoziiert mit der Tangier-Krankheit sowie HDLMangel. KOHLENHYDRATGEN PPAR-GAMMA LPL Für Lipoprotein Lipase liegen drei bedeutende Polymorphismen vor, die alle die Lipase-Aktivität beeinflussen. Fette werden aus der Nahrung aufgenommen und gelangen dann in die Blutbahn, wo sie als Emulsion ca. eine Stunde im Blut verweilen. Die Lipase hat die Aufgabe, diese Fette zu spalten. LPL ist an der Hydrolyse von Chylomikronen und Triglyzeridreichen VLDL-Lipoproteinen beteiligt. Hier werden die Polymorphismen D9N, S291N und S447X untersucht. LDL-R Der LDL-Rezeptor spielt eine Schlüsselrolle beim Lipidmetabolismus. Mit Hilfe hoch affiner Liganden zu APOB-100 und APOE ist er an der Endozytose von Lipoproteinen beteiligt. Mutationen, welche die Affinität mindern oder die Bindungsfähigkeit der Liganden beeinträchtigen, sind mit der familiären Hypercholesterinämie verbunden. Es werden die Polymorphismen Aval und HincII untersucht. Genetische gedingte Unterschiede von ADRB2 und eine dadurch resultierende Fehlfunktion verschlechtern die Antworten der Adipozyten bei Stimulation. Der Polymorphismus Codon 27 (Männer) ist wie Codon 16 (Frauen) mit der Fähigkeit zur Bildung von Fettdepots assoziiert. Hier ist es die Wildtypvariante, die ein höheres Risiko für Übergewicht darstellt. Dieser Polymorphismus ist besonders bei Männern von Bedeutung. PPAR-gamma spielt eine zentrale Rolle in der Signalübertragung und hat einen großen Einfluss auf die Insulinresistenz und die Verwertung von Zucker (orale Glucosetoleranz). Die Untersuchung gibt also Auskunft darüber, wie man auf hohe Glucosebelastung reagiert. MATERIAL EDTA-Blut KOSTEN Genetische Untersuchungen werden für Privat- oder für Kassenpatienten als IGeL (Individuelle Gesundheitsleistungen) angeboten. Kosten hierfür sind individuell abzufragen. EINE LEISTUNG DER: Hammfelddamm6 41460 Neuss Tel. +49 2131 125969-0 www.invitalab.de Seite 4
