Dołącz do czytelników
Brak wyników

Dieta i suplementacja

5 października 2017

NR 1 (Wrzesień 2017)

Geny otyłości u psów

0 361

Czy na otyłość u psów mają wpływ predyspozycje dziedziczne? Czy choroba ta ma związek z genami? Czy znane są geny otyłości lub szczupłości? Odpowiedzi na powyższe pytania przyniosły szeroko zakrojone badania podłoża otyłości ludzi oraz zwierząt modelowych (np. myszy), a ostatnio pojawiły się pierwsze wyniki badań dotyczące psów.

Otyłość oraz nadwaga psów, podobnie jak u ludzi, stanowią poważny i narastający problem zdrowotny. Obecnie aż 54% psów żyjących w USA zmaga się z tym problemem1. Z kolei dane Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) wskazują, że w porównaniu z rokiem 1980 podwoiła się na świecie liczba ludzi z otyłością lub nadwagą. Obecnie ok. 11% mężczyzn 
i ok. 15% kobiet to osoby otyłe, a ok. 39% ma nadwagę. Nasilenie występowania otyłości jest wysokie w niektórych krajach wysoko rozwiniętych, czego szczególnym przykładem są Stany Zjednoczone, gdzie ok. 35% osób dorosłych jest otyłych. W Polsce ponad 20% kobiet i mężczyzn w wieku powyżej 20 lat jest otyłych, natomiast nadwaga dotyczy ok. 40% mężczyzn i ok. 30% kobiet.

Ponieważ człowiek i pies dzielą wspólne środowisko domowe, dość oczywiste jest analizowanie wspólnych, niedziedzicznych czynników ryzyka otyłości. Z kolei w poszukiwaniu dziedzicznych predyspozycji psów do otyłości korzysta się z bogatej wiedzy dotyczącej tzw. genów otyłości człowieka. 

Diagnoza otyłości

Rozróżnienie między prawidłową masą ciała a otyłością lub nadwagą opiera się o proste wskaźniki. W przypadku ludzi najczęściej stosowany jest tzw. indeks masy ciała (BMI – body mass index), który jest ilorazem masy ciała (kg) i kwadratu wzrostu (m2). Tak wyliczony wskaźnik, jeśli przekracza wartość 30, oznacza otyłość, a jeśli mieści się w przedziale między 25 a 30, świadczy o nadwadze. Prawidłowa wartość BMI wynosi między 18 a 25. Przykładowo, osoba o wzroście 1,8 m i masie ciała 90 kg ma wartość BMI wynoszącą ok. 28, czyli jest klasyfikowana jako osoba z nadwagą. 

U psów najczęściej stosowana jest subiektywna skala oceny kondycji (BCS – body condition score), która może być 5- lub 9-stopniowa. Skale te oparte są o proste obserwacje ocenianego osobnika, takie jak: 

  • widoczność (wyczuwalność) żeber, 
  • podkasanie brzucha,  
  • zaznaczenie talii, 
  • obecność fałdów tłuszczu w odcinku szyjnym. 

Pozwalają one ocenić stopień nagromadzenia podskórnej tkanki tłuszczowej. Ocena ta jest łatwa do zastosowania nie tylko przez lekarzy weterynarii czy hodowców, lecz także przez opiekunów psów. W przypadku stosowania skali pięciostopniowej przyjmuje się, że prawidłową kondycję mają psy z oceną BCS = 3, natomiast psy z oceną BCS = 4 mają nadwagę, a psy z BCS = 5 są otyłe. 

Oczywiście, ważnym i obiektywnym kryterium oceny kondycji jest również porównanie masy ciała ze wzorcem dla danej rasy. Przekroczenie masy ciała o 10% uznawane jest za nadwagę, 
a o 20% za otyłość.

Niedziedziczne przyczyny otyłości

Powszechnie przyjmuje się, że głównymi czynnikami prowadzącymi do rozwoju otyłości są nieprawidłowa dieta oraz zbyt mała aktywność ruchowa. Wskazuje się również na znaczenie wieku i płci – otyłość bowiem pojawia się zazwyczaj u psów starszych, szczególnie suk. Również sterylizacja jest zazwyczaj uznawana za czynnik sprzyjający rozwojowi otyłości. Warto jednak zauważyć, że na pojawienie się tej choroby wpływ mają również nawyki opiekunów, a w tym motywowanie psów 
za pomocą przysmaków, czy mało krytyczna ocena ich kondycji. Ponieważ opiekun i pies żyją w tym samym środowisku (warunki mieszkaniowe, takie jak powierzchnia, temperatura, dostęp do ogrodu, aktywność ruchowa, dieta itp.), nie jest zaskakująca współzależność między kondycją opiekunów (wyrażona wskaźnikiem BMI) i ich psów (wyrażoną wskaźnikiem BCS). 

 

Czy wiesz że…

Powszechnie przyjmuje się, że głównymi czynnikami prowadzącymi do rozwoju otyłości są nieprawidłowa dieta oraz zbyt mała aktywność ruchowa. Wskazuje się również na znaczenie wieku i płci – otyłość bowiem pojawia się zazwyczaj u psów starszych, szczególnie suk. Również sterylizacja jest zazwyczaj uznawana za czynnik sprzyjający rozwojowi otyłości.

 

Dziedziczne podłoże otyłości

Czy w świetle powyżej przedstawionych wielu czynników ryzyka otyłości mają również znaczenie predyspozycje dziedziczne? Czy choroba ta ma związek z genami? Czy znane są geny otyłości lub szczupłości? Odpowiedzi na powyższe pytania przyniosły szeroko zakrojone badania podłoża otyłości ludzi oraz zwierząt modelowych (np. myszy), a ostatnio pojawiły się pierwsze wyniki badań dotyczące psów. 

W poszukiwaniu czynników dziedzicznych związanych z otyłością przełomem było wykrycie w połowie lat 90. XX w. mutacji dwóch genów myszy, które kodują białka zaangażowane w odczuwanie głodu. Pierwszy z nich koduje hormon leptynę, który jest produkowany przez tkankę tłuszczową, a drugi to receptor tego hormonu, który występuje w mózgu (podwzgórze). Mutacje każdego z tych genów, które odpowiadały za brak czynności biologicznej kodowanych białek, prowadziły do masywnej otyłości myszy, wywołanej niepohamowanym apetytem. Ponieważ otyłość była wywołana mutacją tylko jednego genu (leptyny – LEP lub jego receptora – LEPR), ta postać otyłości określana jest terminem otyłości monogenowej. Wkrótce po tych odkryciach okazało się jednak, że tak uwarunkowana otyłość występuje u ludzi bardzo rzadko (poniżej 1% przypadków) i zazwyczaj dotyczy osób z masywną otyłością (BMI > 40), a główną przyczyną są mutacje innego genu – MC4R (receptor typu 4 melanokortyny), który również koduje białko zaangażowane w odczuwanie głodu. 

Kolejne lata intensywnych badań jednoznacznie dowiodły, że główna postać otyłości ludzi to choroba o złożonym uwarunkowaniu. Oznacza to, że na jej powstanie mają wpływ czynniki środowiskowe (żywienie, aktywność ruchowa, przebyte choroby i ich leczenie itp.) oraz genetyczne, czyli nieznana liczba genów kodujących białka zaangażowane w odczuwanie głodu i sytości, rozwój i funkcjonowanie tkanki tłuszczowej, metabolizm lipidów itp. Udział czynników genetycznych w przypadku takich chorób wyraża się za pomocą współczynnika odziedziczalności, opisywanego symbolem h2. Jego wartość mieści się w przedziale od 0 do 1, a czym większy jest udział czynników genetycznych, tym większa jest wartość h2.
Wiele badań prowadzonych u ludzi wykazywało, że h2 otyłości oscyluje wokół wartości 0,5. Wynika z tego, że obserwowane różnice pod względem akumulacji tkanki tłuszczowej między osobnikami danej populacji w ok. 50% zależą od różnic genetycznych między nimi, a w ok. 50% od czynników środowiskowych, jakie na te osobniki wpływają. Wieloletnie poszukiwania wariantów genowych predysponujących do rozwoju otyłości ludzi pozwoliły na identyfikacje ponad 200 takich
genów. Związek zdecydowanej większości wariantów genowych (alleli) z tą chorobą jest jednak niewielki. Tylko nieliczne warianty miały nieco większy efekt i należą do nich m.in. geny FTO, BDNF, POMC i wspomniany wcześniej MC4R. Bogata wiedza o genach związanych z otyłością ludzi okazała się bardzo pomocna przy poszukiwaniu takich genów u psów.

Punktem wyjścia do rozważań nad znaczeniem czynników dziedzicznych w odniesieniu do otyłości psów może być prosta obserwacja, która wskazuje, że niektóre rasy są bardziej, a inne mniej predysponowane do rozwoju tego schorzenia. Do ras o wysokim ryzyku otyłości zalicza się m.in. labradory, goldeny, cocker spaniele czy beagle. Ponieważ poszczególne rasy posiadają zamknięte, charakterystyczne dla niej zbiory genów (pule genowe), uzasadnione jest przewidywanie, że są w nich obecne nie tylko geny decydujące o charakterystycznych, pożądanych cechach danej rasy, ale również niepożądane geny wywołujące zarówno proste (kontrolowane przez jeden gen), jak i złożone (warunkowane przez wiele genów oraz czynniki środowiskowe) choroby dziedziczne. W pulach genowych ras predysponowanych do rozwoju otyłości należy zatem oczekiwać obecności wariantów genowych zwiększających ryzyko wystąpienia tej choroby. 

Badanie dziedzicznego podłoża otyłości psów ma dość krótką, bo zaledwie kilkuletnią historię. Pierwsze badania dotyczyły genów związanych z otyłością człowieka, takich jak FTO, MC4R i POMC. Badano również geny kodujące białka związane z tkanką tłuszczową (adipokiny), takie jak TNF, IL-6 i RETN. Geny takie często określane są terminem „geny kandydujące”. Oznacza to, że zasługują one na uwagę z racji na zgromadzoną wiedzę dotyczącą ich znaczenia w kształtowaniu podobnej cechy lub choroby u innego gatunku (np. człowiek, mysz itd.) lub wiedzy o funkcji biologicznej kodowanego białka, która jest związana z daną cechą lub chorobą.  

Gen POMC – marker otyłości labradorów i flat coated retrieverów

Za najważniejsze osiągnięcie związane z badaniami genów kandydujących dla otyłości psów należy uznać odkrycie naukowców brytyjskich, którzy w 2016 r. opisali mutację genu POMC polegającą na braku (delecji) fragmentu tego 
genu, która znacząco zwiększa masę ciała oraz wskaźnik BCS. Efekt ten wynika z tego, że na bazie genu POMC powstaje kilka białek, a wspomniana powyżej delecja prowadzi do braku dwóch spośród nich: beta-melanotropiny zaangażowanej w kontrolę apetytu i beta-endorfiny, której rola biologiczna jest mniej poznana.

Mutację w genie POMC wykryto jedynie w dwóch blisko spokrewnionych rasach – labrador retriever oraz flat coated retriever. Efekt nieprawidłowego wariantu (allelu) genu oszacowano przy uwzględnieniu wpływu płci, wieku i sterylizacji. W obu rasach osobniki posiadające dwa nieprawidłowe allele (genotyp del/del) były cięższe o ok. 4 kg od tych posiadających dwa prawidłowe allele (genotyp +/+). Natomiast na dziewięciostopniowej skali BCS średnia wartość tego wskaźnika labradorów z genotypem del/del wyniosła ok. 6,4, a w przypadku genotypu +/+ było to 5,4. Co ciekawe, psy obu ras, w których genotypie wystąpił nieprawidłowy wariant genu POMC, były bardziej skłonne do motywowania za pomocą dodatkowych porcji karmy lub przysmaków. Zależność ta wydaje się mieć związek z kolejną obserwacją dotyczącą częstszego występowania tej mutacji wśród labradorów przeszkolonych na psy asystujące, aniżeli wśród psów rodzinnych (tabela 1). Wskazuje to, że szkolenie psów asystujących jest bardziej efektywne w przypadku szczeniąt silniej poddających się motywacji za pomocą bodźców żywieniowych. 

 

Tabela 1. Częstość...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Animal Expert"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych numerów czasopisma w wersji elektronicznej
  • Zniżki na konferencje i szkolenia
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy