• Despre
  • Glosar
  • Scrieți pentru mușcături de ocean!
  • despre autori
  • Arhive
  • OB Out Loud
  • Abonați-vă la RSS

Biologie

Obezitate sănătoasă: balenele și delfinii beneficiază de grăsimea lor

Sursă

Wang, Z., Chen, Z., Zu, S., Ren, W., Zhou, K. și Yang, G. 2015. „Obezitatea” este sănătoasă pentru cetacee? Dovezi ale selecției pozitive omniprezente la gene legate de metabolismul triacilglicerolului. Nature Scientific Reports doi: 10.1038/srep14187

obezitate

Dar așteaptă ... obezitatea nu este sănătoasă!

Când majoritatea oamenilor se gândesc la obezitate, s-ar putea să o considere o boală. Dar, din nou, majoritatea oamenilor nu trebuie să se scufunde sute de metri în apele înghețate ale oceanului pentru a găsi hrană. Anumite mamifere marine, cunoscute în lumea științifică ca cetacee, își petrec întreaga viață pe mare și, prin urmare, au o perspectivă diferită asupra obezității. Acest grup divers cuprinde toate mamiferele pe deplin marine, inclusiv balene, delfini (cum ar fi cel din figura 1 - balenele ucigașe sunt de fapt mai strâns legate de delfini decât de balene) și porpoise. Aceste creaturi marine împărtășesc un strămoș comun recent cu mamiferele terestre - cea mai apropiată viață față de cetacee este hipopotamul, ceea ce înseamnă că cetaceele au trebuit să treacă de la viața vie în primul rând pe uscat înapoi la viața subacvatică (nu uitați că toate creaturile cu patru picioare, inclusiv oamenii și alte mamifere, sunt descendenți de la strămoși asemănători peștilor care au trecut de pe apă pe pământ cu aproape patru sute de milioane de ani în urmă). Tranziția cetaceelor ​​înapoi la apă s-a produs cel mai probabil acum aproximativ patruzeci de milioane de ani.

Figura 1: Balena ucigașă, un cetaceu iconic, care se rupe în apropierea liniei de coastă.

Obezitatea înseamnă pur și simplu să ai prea multă grăsime corporală și este cu siguranță o problemă de sănătate omniprezentă în societățile umane, în special în Statele Unite. Fiind obezi vă crește riscul de boli de inimă, diabet de tip II, anumite tipuri de cancer și artrită - acest risc crescut pentru sănătate este susținut de o vastă literatură științifică (deși imaginea nu este niciodată atât de simplă precum creșterea greutății este egală cu riscul crescut). Mai mult de unul din trei americani adulți este clasificat ca obez, potrivit SUA Institutul Național de Sănătate. Obezitatea este o epidemie atât în ​​țara noastră, cât și la nivel global, iar combaterea acesteia necesită o înțelegere cuprinzătoare a cauzelor sale. Pe de altă parte, cetaceele au nevoie de mult mai multe grăsimi corporale decât alte mamifere - sunt obezi în mod natural și benefic. Grăsimea - țesutul gras găsit la toate mamiferele marine - acționează ca un izolator, menținând animalul cald la temperaturi scăzute (Figura 2). De asemenea, ajută la menținerea acestor mamifere pe linia de plutire, ceea ce economisește animalului energie valoroasă care ar putea fi cheltuită în altă parte.

Figura 2: O schemă a pielii cetacee, de la derm până la mușchi. Grăsimea acționează ca un izolator, blocând schimbul de căldură între corpul unui organism și împrejurimile sale.

Acest studiu a fost deosebit de interesant pentru mine, deoarece sugerează că balenele și delfinii pot servi drept „model evolutiv mutant” pentru o boală umană. În studiile evolutive tradiționale ale bolilor, oamenii de știință folosesc agenți chimici sau radiații ultraviolete pentru a produce mutații aleatorii în organismele model, cum ar fi muștele sau șoarecii, în speranța de a genera trăsături care imită bolile umane. Un model mutant evolutiv valorifică diferențele naturale găsite în populațiile sălbatice pentru a modela rezultatele bolii la oameni. Principalul beneficiu al acestei tactici este că atât boala, cât și variația naturală sunt supuse unor procese evolutive similare, în timp ce modelele tradiționale sunt create artificial într-un cadru de laborator. Alte modele mutante evolutive propuse includ populațiile de pești peșteri orbi ca model pentru orbirea umană și variații faciale extreme în ciclidele africane (un grup divers de pești) ca model pentru defecte umane, cum ar fi buzele și palatul despicate și micrognatia (maxilarul mic). Acest studiu particular a căutat modificări ale genelor care au fost asociate în mod specific cu tranziția de la mamifer terestru la cetacee.

Realizarea sintezei de grăsime - triacilglicerol

Obezitatea apare mai ales atunci când se produce mai mult triacilglicerol (TAG) decât descompus în organism. TAG acționează în primul rând ca o moleculă de stocare a energiei în țesutul adipos, iar unele stocări TAG sunt importante pentru funcția metabolică normală. Cu toate acestea, stocarea excesivă a TAG este asociată cu obezitatea la om. TAG este, de asemenea, componenta principală a grăsimii cetacee. TAG este o moleculă complexă derivată din mai multe componente, iar sinteza sa se bazează pe multe produse genetice diferite (Figura 3). Cercetătorii au vizat genele din calea TAG pentru prezentul studiu, deoarece sunt implicate atât în ​​obezitate, cât și în formarea/menținerea grăsimii.

Figura 3: O schemă a unora dintre genele implicate în A. producția și B. descompunerea TAG. Acesta este cu siguranță o cale complexă!


Găsirea genelor care codifică Blubber

Cercetătorii au colectat și secvențiat ADN de la cinci specii noi, prelevând probe de țesut de la indivizi morți găsiți în sălbăticie. Secvențe genetice au fost obținute și pentru alți cetacei și mamifere terestre folosind baze de date genetice online. Un total de 88 de gene legate de TAG au fost prelevate la peste douăzeci de specii de mamifere (Figura 4). Cercetătorii au căutat semne de selecție pozitivă în aceste gene. Selecția pozitivă implică variante genetice benefice organismului. Într-o populație mai mare, selecția naturală va acționa rapid pentru a crește frecvența acelor variante până când populația devine „fixă” pentru ele (toate celelalte variante se sting sau extrem de rare). Acest proces lasă semnături distincte în genomul pe care acești cercetători l-au putut căuta și găsi. Genele din acest studiu care au fost selectate pozitiv în descendența cetaceelor ​​sunt, prin urmare, în mod specific genele legate de TAG care s-au schimbat într-un mod benefic în timpul tranziției de la uscat la mare.

Figura 4: Specii de cetacee utilizate în analize. Grupurile excluse au inclus specii reprezentative din descendențe de rozătoare, carnivore și primate. Cutiile cuprind gene care au prezentat semne de selecție pozitivă.

Semnalele puternice de selecție pozitivă au fost găsite de-a lungul liniei de cetacee în multe dintre genele legate de sinteza TAG (Figura 4). Acest studiu sugerează gene care pot sta la baza originilor evolutive ale grăsimii la mamiferele marine. Deoarece obezitatea este strâns legată de formarea de grăsime prin calea TAG, aceste gene sunt, de asemenea, candidați excelenți pentru studii viitoare în sănătate și obezitate. Cine știa că balenele și delfinii ne-ar putea ajuta să înțelegem și să tratăm obezitatea?

Întrebări? Comentarii? Vă rugăm să sună mai jos! Mi-ar plăcea să aud de la tine:)

Sunt doctorand în programul de biologie organismică și evolutivă de la Universitatea din Massachusetts Amherst. Mă interesează modul în care genele individului și mediul în care crește se reunesc pentru a-și determina trăsăturile fizice. Studiez un grup de pești de apă dulce strâns înrudiți, numiți ciclide, care trăiesc în lacurile rupte africane, cum ar fi Victoria, Malawi și Tanganyika.