Blizanačke studije i "Nasljeđe punoće"

"Ono što se činilo kao nepregledna struja identičnih osmogodišnjih muških blizanaca ulijevalo se u sobu. Blizanci za blizancima ... njihova lica, njihova ponovljena lica jer je među njima bilo samo jedno ... (str. 172) "... kao crvi koje su se rojili ..." (str. 178) napisao je Aldous Huxley u Hrabri novi svijet . (1932.) Ovdje je bio "princip masovne proizvodnje koji se napokon primijenio na biologiju:" (str.9) stvaranje milijuna jednojajčanih blizanaca (i "ne gadljivih dvojki i trojki kao u stara živorodna vremena") (str. 8), već "čudesno poboljšanje prirode" (str. 8) koje je trebalo stvoriti socijalna stabilnost.

Slike Hrabri novi svijet su zastrašujući i odbojni, ali blizanci su fascinirali ljude kroz povijest. Postoje ikonski blizanci rimske mitologije, Romulus i Rem, koje je vuk dojio, a čiji je Romulus osnovao drevni Rim. A u Knjizi Postanka bili su uočljivo različita braća blizanci Jakov i Ezav: Ezav, "prvi je izašao sav crven, sav poput dlakave odjeće". (Postanak 25:25) "Eto, moj brat Ezav je dlakav čovjek, a ja sam uglađen čovjek." (Postanak 27:11) (Za komičnu obradu ovog odlomka iz Postanka, poslušajte propovijed, Uzmi klupu, napisao Alan Bennett, iz Iza ruba: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) I u Shakespeareovu Dvanaesta noć , blizanci Viola i Sebastian tako se međusobno nalikuju, opisani su kao "jedno lice, jedan glas, jedna navika i dvije osobe. Prirodna perspektiva, to jest, a nije", kaže vojvoda. I Antonio dodaje, "Kako ste napravili podjelu od sebe? Rascjep jabuke u dvoje nije više blizanac od ova dva stvorenja." (Čin V, scena 1)

Iako je Violu i Sebastiana bilo teško međusobno razlikovati, oni su, kao muški i ženski, bratski ili dizigotični (DZ) blizanci i nastaju u maternici istodobnom oplodnjom dviju jajnih stanica pomoću dvije sperme. Oni dijele, poput ostalih braće i sestara u obitelji, samo 50% svoje DNK. Identični ili monozigotični (MZ) blizanci nastaju dijeljenjem jednog embrija i dijele u osnovi 100% svoje DNK te su stoga uvijek istog spola. Dijagnostičko određivanje za utvrđivanje zigoznosti prvi je korak u procjeni blizanaca i obično se vrši ispitivanjem boje kose, očiju, oblika ušiju, usta, zuba i drugih fizičkih osobina, uključujući otiske prstiju, kao i sofisticiranim studijama antigena krvne grupe . (Börjeson, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

Prijedlog da se blizanci koriste u istraživanjima obično se pripisuje Sir Francisu Galtonu, rođaku Charlesa Darwina, krajem 19. stoljeća. Galton je objavio dvije knjige, uključujući Povijest blizanaca i bio je zainteresiran za razlikovanje "između učinaka sklonosti primljenih pri rođenju i onih koje nameću posebne okolnosti života", tj. između prirode i njege. (kako se citira u Geddi, Blizanci u povijesti i znanosti , 1961., str. 24-25) Galton, međutim, nije uspoređivao bratske i jednojajčane blizance pa se "ne može smatrati izumiteljem metode blizanaca". (Teo i Ball, Povijest ljudskih znanosti , 2009)

Drugi su istraživači slijedili, ali postoji i mračna strana istraživanja blizanaca početkom i sredinom 20. stoljeća, što se vidi iz djela von Verschuera, koji je bio mentor Josefa Mengelea, zloglasnog po studijama blizanaca u Auschwitzu tijekom svijeta Drugog rata. Očito je von Verschuer, koji je bio cijenjeni znanstvenik, bio nacistički i virulentni antisemit koji je koristio svoje studije blizanaca kako bi unaprijedio svoju diskriminatornu rasnu politiku. (Müller-Hill, Povijest i filozofija znanosti o životu , 1999) Navodno je Mengele poslao uzorke očiju i uzoraka krvi od 200 blizanaca na kojima je provodio neetička ljudska istraživanja, von Verschueru na analizu. Samo 10% tih blizanaca preživjelo je Mengeleovo ljudsko eksperimentiranje. (Müller-Hill, 1999.) O raspravi izopačenosti znanosti von Verschuera i Mengelea i važnosti obveze da se "najbolji interesi pacijenta postave iznad interesa liječnika", vidi Coller, Časopis za klinička ispitivanja , 2006, koji naglašava da postoje četiri "temeljne vrijednosti medicinskog humanizma: dragocjenost ili svetost svakog ljudskog života; poštivanje ljudskog dostojanstva, slavljenje ljudske raznolikosti i simpatično uvažavanje složenosti ljudskog stanja." (Coller, 2006.) A za raspravu o propustima i "revizionističkoj povijesti" blizanačkih istraživanja koja se nalaze u nekim udžbenicima, vidjeti Teo i Ball, 2009.

Istraživači s početka 20. stoljeća, uključujući von Verschuera, počeli su razmatrati ulogu genetike posebno na polju pretilosti. Dr. George A. Bray, u svojoj znanstvenoj knjizi, Bitka na izbočenju (2007), istražio je povijest istraživanja pretilosti i pretisnuo izvorne radove Davenporta (str. 474 ff) (1923), kao i von Verschuer (str. 492 ff) (1927.) Davenport, koji je koristio omjer poznat kao indeks tjelesne mase (BMI), prvi je proučavao odnos genetike i okoliša kod pretilosti i pitao: "Koliko ta razlika u građi vitkih i mesnatih osoba ovisi o ustavnim čimbenicima?" (str. 474.) Upravo sam od dr. Braya (koji ga je posudio od mentora Edwina B. Astwooda) (str. 148) uzeo svoj naslov Baština korpulencije .

Slijedile su glavne studije blizanaca, uključujući švedskog istraživača Börjesona (1976), koji je analizirao važnost nasljedstva i okoliša uspoređujući razlike unutar parova kod MZ i DZ blizanaca, a čije se slike blizanaca pojavljuju ovdje. Nadalje, kanadski istražitelj Claude Bouchard i kolege osmislili su svoju takozvanu dugoročnu "studiju prekomjernog hranjenja u Quebecu", u kojoj su proučavali 12 parova jednojajčanih blizanaca normalne težine koji su 120 dana bili u kontroliranim uvjetima na stacionarnoj jedinici i bili hranjeni 1000 dodatnih kalorija svaki dan šest dana u tjednu tijekom 84 od tih dana. (Bouchard i sur., New England Journal of Medicine , 1990 .; Redden i Allison, Recenzije pretilosti , 2004 .; Bouchard, Američki časopis za kliničku prehranu , 2009 .; Bouchard i ostali, Međunarodni časopis za pretilost , 2014 .; ) Prosječni prirast na težini bio je 8,1 kg, ali se kretao od 4,3 do 13,3 kg. Izuzetno je to što je prekomjerno hranjenje dovelo do značajno slične tjelesne težine i postotka prirasta masnoće unutar svakog MZ blizanačkog para, ali bilo je tri puta veće razlike među različitim parovima nego unutar parova. Drugim riječima, stroga kontrola iste količine prekomjernog unosa hrane i ograničena tjelesna aktivnost proizvele su različite reakcije u smislu tjelesne mase, tjelesnog sastava, pa čak i regionalne raspodjele masti kod genetski različitih blizanaca. Bouchard je naglasio da budući da je učinak bilo koje interakcije gena i okoline obično mali, istraživači moraju pokušati minimizirati pogreške, a jedan od načina da se pogreška izbjegne jest stvarno mjerenje visine i težine, a ne oslanjanje na samoprijave koje su tako česte u mnogim studijama . (Bouchard, Pretilost, Dodatak, 2008.) Nadalje, Bouchard je objasnio da je "ljudska varijacija", uključujući "biološki determinizam" kod nekih koji su osjetljiviji na debljanje ili gubitak kilograma, "apsolutni preduvjet" u potrazi za bilo kakvom interakcijom gena i okoline i za eventualnu identifikaciju specifičnih gena. (Bouchard, 2008.)

Tijekom godina mnogi su stvorili tzv blizanački registri tisuća blizanaca MZ i DZ, uključujući one u Norveškoj, Švedskoj i Finskoj, te u SAD-u (npr. Twin Registry Nacionalne akademije znanosti - Nacionalno istraživačko vijeće (NAS-NRC); Registar Minnesota i Registar blizanaca Vietnam-Era .) Poznati istraživač pretilosti Albert (Mickey) Stunkard, na primjer, koristio je švedski i danski registar blizanaca za neke od svojih studija. (Jou, NEJM , 2014.) Stunkard i suradnici ( JAMA , 1986) također je koristio NAS-NRC registar za procjenu preko 1900 MZ blizanaca i preko 2000 DZ blizanaca kako bi procijenio genetski doprinos visini, težini i BMI u dugotrajnom (25-godišnjem) praćenju, sa zaključkom, "Ljudska je debljina pod jakom genetskom kontrolom." Istraživači su, međutim, priznali da procjene nasljednosti mogu biti predmet kritika, s potcjenjivanjem i precjenjivanjem, što se može dogoditi, na primjer, među ostalim izvorima pristranosti, pogreškama u uspostavljanju zigostičnosti ili čak asortativnom parenju (u kojem se supružnici teže vjenčati partner slične građe.) Heymsfield i kolege (Allison i sur., Genetika ponašanja , 1996) također su naglasili da "standardni blizanački dizajn" za pretilost ne uključuju nužno podatke poput težine supružnika i utječe li asortimatsko parenje (tj. Ne slučajno parenje) na stope nasljednosti.

U svojoj klasičnoj studiji blizanaca, Stunkard et al ( NEJM, 1990.) procijenio 93 odvojena jednojajčana blizanca (jedno od najučinkovitijih sredstava za utvrđivanje važnosti zajedničkih gena od zajedničkog okoliša); 154 para jednojajčanih blizanaca uzgajanih zajedno; Odvojeno se uzgajalo 218 parova bratskih blizanaca, a zajedno je uzgajalo 208 parova bratskih blizanaca, koji su svi bili iz švedskog Registra koji je kombinirao blizanačke studije sa studijama o usvajanju. Blizanci su procijenjeni u kasnim 50-ima, sa 60% žena. Istraživači su, međutim, primijetili da čak i kada se blizanci odgajaju, mogu nalikovati jedni drugima ako su njihovi uzgojni okoliši slični (npr. Ako su blizanci smješteni "selektivno" u domove koji su nalikovali onima njihovih bioloških roditelja.) Od tih blizanaca. koji su bili odvojeni od svojih bioloških roditelja, gotovo polovica blizanaca bila je odvojena u prvoj godini života, često zbog smrti, bolesti ili financijskih poteškoća u obitelji podrijetla. Stunkard i suradnici pronašli su snažne dokaze za utjecaj nasljedstva na BMI i otkrili su da se genetski utjecaji šire na sve težinske kategorije, tj. Od onih mršavih do onih pretilih. Također su primijetili da su jednojajčani blizanci odgajani imali koeficijente korelacije unutar parova od 0,70 za muškarce i 0,66 za žene za BMI i zaključili su u ovom istraživanju da okruženje u djetinjstvu nije imalo malog ili čak nikakvog utjecaja. Ipak, oprezno, "nasljednost ne podrazumijeva nepromjenjiv, nepromjenjiv genetski utjecaj", već genetski utjecaj pod određenim uvjetima okoline. (Stunkard i sur., 1990.) U tom smislu, Allison, Heymsfield i suradnici (Faith i sur., Međunarodni časopis za pretilost, 2012) naglasili su važnost razmatranja kontekst mjerenja u kojem uvjeti okoliša svojstveni dizajnu studije (npr. čitanje blizancima tijekom njihove prehrane) mogu potencijalno utjecati na rezultate.

Tijekom godina, Allison, Heymsfield i njihovi kolege koristili su klasični dizajn blizanaca kako bi procijenili odnos tzv genetska arhitektura na okoliš, uključujući tijekom razdoblja unutar maternice (Allison i sur., Međunarodni časopis za pretilost i srodne metaboličke poremećaje , 1995.) Ovim su modelom također proučavali indeks tjelesne mase i krvni tlak (Allison i sur., Američki časopis za medicinsku genetiku, 1995); indeks tjelesne mase u dječjem uzorku blizanaca (Faith i sur., Pedijatrija, 1999.); kalorijski unos (Faith et al, Genetika ponašanja, 1999.); i samoregulacijsko jedenje (Faith i sur., Međunarodni časopis za pretilost , London , 2012)

Poanta : Studije o blizancima razvile su se od vremena Sir Francisa Galtona, koji je sugerirao upotrebu blizanaca kako bi se diferencirali učinci prirode od njege, krajem 19. stoljeća. Istraživači su ih zloupotrijebili, poput nacista tijekom Drugog svjetskog rata. Povijesno gledano, najvažnija rana istraživanja za područje pretilosti došla su od Dr. Claude Bouchard i suradnici, koji su u klasičnoj studiji prekomjernog hranjenja u Quebecu ispitivali jednojajčane (monozigotne) blizance u kontroliranim stacionarnim uvjetima, i Mickey Stunkard i suradnici, koji su procijenili i monozigotne i dizigotske usvojene blizance kako bi odvojili okoliš od genetskih učinaka, u pozvao klasični twin dizajn.

Molim Zabilježite: Ovo je prvi dio dvodijelnog bloga o upotrebi blizanaca u istraživanju pretilosti. Dio II istražit će cjelovitije korištenje dizajna dvojnika u kojem je jedan jednojajčani blizanac neskladan za neku osobinu u usporedbi s drugim. Za posebnu zahvalnost onima koji su pomogli u pripremi blogova I i II, pogledajte blog II.