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| Formalgenetische Befunde | | | Zwillings-, Adoptions- und Familienstudien deuten alle auf eine genetische Komponente beim Phänotyp Körpergewicht bzw. Adipositas hin (Bouchard und Pérusse, 1993; Hebebrand et al. 1998). Allerdings gibt es zwischen diesen Ansätzen erhebliche Unterschiede im Hinblick auf die Schätzung des Ausmaßes der Heritabilität (Erklärung des genetisch bedingten Anteils der phänotypischen Varianz). Mit Abstand am höchsten wird diese bei den Zwillingsuntersuchungen eingestuft.
Obwohl sich eineiige Zwillinge aufgrund des häufigen Vorliegens feto-fetaler Transfusionen im Hinblick auf ihr Geburtsgewicht stärker unterscheiden als zweieiige, kommt es bereits in der frühen Kindheit bei monozygoten Zwillinge zu einer Annäherung des Gewichts. Auch wenn wahrscheinlich im Verlauf des Lebens entwicklungsabhängig teilweise unterschiedliche Gene an der Gewichtsregulation beteiligt sind (Fabsitz et al. 1992), korreliert der BMI eineiiger Zwillinge über das Kindes-, Jugend- und Erwachsenenalter relativ einheitlich hoch. Im späten Kindes- und im Jugendalter sind die Erblichkeitsschätzungen am höchsten (Pietilainen et al. 1999). Die sich hieraus ergebenden Heritabilitätsschätzungen liegen zwischen 0,6 und 0,9 (Maes et al. 1997). Erstaunlicherweise unterscheiden sich gemeinsam und getrennt aufgewachsene eineiige Zwillinge im Hinblick auf die Intrapaar-Korrelation des BMI nicht (Stunkard et al. 1990). Hiernach spielen gemeinsame Umwelterfahrungen - wie z.B. das Aufwachsen in einer Familie - keine wesentliche Rolle, da die Körpergewichte von Zwillingen hierdurch nicht ähnlicher werden.
Der weitgehend fehlende Einfluss gemeinsamer Umwelterfahrungen soll zum besseren Verständnis praktisch illustriert werden: Was im Kühlschrank ist bzw. auf den Esstisch kommt, ist demnach innerhalb einer Familie nicht relevant. Hierdurch wird das Körpergewicht von Familienmitglieder nicht ähnlicher. Vielmehr gilt es im Hinblick auf die Klärung von Varianz des Körpergewichts durch Umweltfaktoren zu ermitteln, was die einzelnen Geschwister sich aus dem Kühlschrank holen bzw. vom gedeckten Tisch nehmen (Hewitt 1997). Therapeutische Strategien, die auf die gemeinsame Umwelt abzielen, erscheinen aufgrund dieser Überlegungen eher fragwürdig.
Bei der Interpretation der hohen Erblichkeitsschätzungen für das Körpergewicht bei Zwillingsstudien muss berücksichtigt werden, dass unter dem genetischen Anteil der Varianz sowohl direkte als auch indirekte genetische Einflüsse subsumiert werden. Unter einem direkten Einfluss kann beispielsweise ein erblich bedingter übermäßiger Hunger im Säuglingsalter verstanden werden. Auf diesen Hunger werden Mütter selbst dann, wenn sie unterschiedlichen Kulturen angehören, vergleichsweise relativ einheitlich reagieren, indem sie zunächst einen derartigen Säugling häufiger stillen bzw. füttern. Obwohl dies eine Umweltbedingung darstellt, wird diese als indirekter genetischer Einfluss dem genetischen Anteil der Varianz des Körpergewichts zugeschrieben. Ein biologisch bedingter Phänotyp kann demnach spezifische Umweltreaktionen hervorrufen, die im dargestellten Beispiel die Zunahme des Körpergewichts des Säuglings zur Folge hätten.
Aufgrund der vorgenannten Überlegungen sind beispielsweise Studien, die die präventive Wirkung des Stillens auf die Entstehung von Übergewicht aufgezeigt haben (von Kries et al. 1999), solange anfechtbar, bis nicht die Gründe der Mütter für das Nicht-Stillen bzw. Abstillen mitberücksichtigt werden (Hebebrand 1999). Tatsächlich wird als häufigster Grund für das Abstillen angegeben, dass das Kind nicht mehr satt wird. Dieser indirekte genetische Einfluss auf ein genetisch bedingt hungriges Kind könnte mühelos erklären, warum auch später in der Kindheit frühzeitig abgestillte Kinder schwerer sind als länger gestillte.
Adoptionsstudien legen ebenfalls nahe, dass das gemeinsame Aufwachsen keinen oder allenfalls nur einen geringen Einfluss auf den BMI hat. So fand sich in einer großangelegten Adoptionsstudie kein Zusammenhang zwischen dem BMI der Adoptivlinge und der Adoptiveltern. Hingegen stieg der BMI der leiblichen Eltern in Abhängigkeit von der Gewichtsklasse der Adoptivlinge (Stunkard et al. 1986).
Familienstudien haben gezeigt, dass die Eltern-Kind-Korrelationen für den BMI bei ca. 0,1 bis 0,3 liegen (Bouchard und Pérusse, 1993; Hebebrand und Remschmidt, 1995). In einigen Studien wurden höhere Mutter-Kind-Korrelationen als Vater-Kind-Korrelationen gefunden. Die Geschwister-Korrelationen für den BMI liegen im allgemeinen geringfügig über den Eltern-Kind-Korrelationen. Die Adoptions- und Familienstudien gelangen im Vergleich zu den Zwillingsstudien zu meist deutlich niedrigeren Heratibilitätsschätzungen. Komplexen Modellberechnungen von Bouchard und Mitarbeitern zufolge sind beispielsweise nur 5% der Varianz des BMI genetisch bedingt (Bouchard und Pérusse, 1993).
Die Ursachen für die unterschiedlichen Heritabilitätsschätzungen sind nicht genau bekannt (Maes et al. 1997). Die Modellierungen, die für die Berechnungen der Erblichkeit bei den Familienstudien herangezogen werden, sind komplex und potentiell fehlerträchtig. Im Rahmen von Familienstudien wird beispielsweise für Alterseffekte adjustiert. Eine solche Adjustierung muss jedoch im Einzelfall nicht die Wirklichkeit widerspiegeln. So könnte ein unter- bis normalgewichtiges Kind zweier Eltern mit Adipositas durchaus erst noch im Erwachsenenalter übergewichtig werden. Die individuelle Gewichtsdynamik kann bei der Abschätzung der Heritabilität anhand von Familiendaten nicht adäquat berücksichtigt werden.
Ein zweiter Grund für die diskrepanten Befunde liegt in dem wahrscheinlichen Vorhandensein epistatischer genetischer Effekte (Stunkard et al. 1990). Während additive Alleleffekte für das Körpergewicht mit Sicherheit gefunden werden können, so ist ebenso davon auszugehen, dass es auch nicht-additive Effekte gibt. Hierbei sind verschiedenste Gen-Gen-Interaktionen vorstellbar. Beispielsweise könnten Allele, die zu Untergewicht prädisponieren, den Effekt einer zu Übergewicht prädisponierenden Genvariante aufheben. Auch könnte sich der prädisponierende Einfluss eines Allels erst bei Vorhandensein eines zweiten prädisponierenden Alleles an einem anderen Genlocus auswirken.
Die hohen Heritabilitätschätzungen im Rahmen der Zwillingsstudien könnten durch derartige epistatische Phänomen mitbedingt sein. Gerade die Tatsache, dass getrennt aufgewachsene eineiige Zwillinge zu der gleichen Heritabilitätschätzung führen wie gemeinsam aufgewachsene, unterstreicht diese Möglichkeit. Zugleich wären die deutlich niedrigeren Heritabilitätsschätzungen der Familienstudien erklärt, da im Vergleich zu eineiigen Zwillingen bei erstgradigen Verwandten die Wahrscheinlichkeit, das die gleichen Gen-Gen-Interaktionen wirksam sind, gering wäre (Maes et al. 1997).
Zusammengefasst sprechen die vorliegenden formalgenetischen Befunde für eine hohe Erblichkeit des BMI, die an die der Körperhöhe heranreicht. Hiernach würden genetische Faktoren bis zu 80% der Varianz des BMI erklären. Es ist von additiven und nicht-additiven Geneffekten auszugehen. Eine rezente Familienstudie, die an einer sehr großen Stichprobe unter Berücksichtigung epistatischer Effekte erfolgte, ergab in der Tat eine Heritabilität, die die Größenordnung der Zwillingsstudien erreicht (Maes et al. 1997).
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