Študije dvojčkov in "dediščina polnosti"

"V sobo se je izlival neomejen tok enakovrednih osemletnih dvojčkov. Dvojčka za dvojčkom ... njihovi obrazi, njihov ponavljajoči se obraz, ker je bil med njimi le en ... (str. 172) "... kot črvi, ki so jih rojili ..." (str. 178) je napisal Aldous Huxley v Pogumen nov svet . (1932) Tu je bilo "načelo množične proizvodnje, ki je bilo nazadnje uporabljeno v biologiji:" (str.9) ustvarjanje milijonov enojajčnih dvojčkov (in "ne gnezdečih dvojčkov in trojk kot v starih živahnih dneh") (str. 8), ampak "neverjetno izboljšanje narave" (str. 8), katerega namen je bil ustvariti socialna stabilnost.

Podobe Pogumen nov svet so zastrašujoče in odbijajoče, toda dvojčki so skozi zgodovino navduševali ljudi. Obstajajo ikonični dvojčki rimske mitologije Romulus in Rem, ki ju je dojila volkinja in katere Romulus je nadaljeval z ustanovitvijo starodavnega Rima. In v knjigi Geneze sta bila opazno različna brata dvojčka Jakob in Ezav: Ezav, "prvi je prišel ves rdeč, ves kot poraščeno oblačilo." (1. Mojzesova 25:25) "Glej, moj brat Ezav je poraščen, jaz pa sem čeden." (Geneza 27:11) (Za komično izvedbo tega odlomka iz Geneze poslušajte pridigo, Vzemite Pew, avtor Alan Bennett, iz Beyond the Fringe: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) In v Shakespearovem Dvanajsta noč , dvojčka Viola in Sebastian sta si zelo podobna, opisani so kot "en obraz, en glas, ena navada in dve osebi. Naravna perspektiva, to je in ni," pravi vojvoda. Antonio pa doda: "Kako ste se ločili? Jabolčna špranja v dvoje ni več dvojčka od teh dveh bitij." (Dejanje V, prizor 1)

Čeprav je bilo Violo in Sebastiana težko ločiti med seboj, sta kot samca in samica dvojčka ali dizigota (DZ) dvojčka in nastaneta v maternici zaradi hkratne oploditve dveh jajčec z dvema semenčicama. Tako kot drugi bratje in sestre v družini si delijo le 50% svoje DNK. Enolični ali monozigotični dvojčki (MZ) izhajajo iz delitve enega zarodka in si delijo v bistvu 100% svoje DNA in so zato vedno istega spola. Diagnostična določitev za ugotavljanje zigoznosti je prvi korak pri ocenjevanju dvojčkov in se običajno opravi s preučevanjem barve las, oči, oblike ušes, ust, zob in drugih fizičnih lastnosti, vključno s prstnimi odtisi, pa tudi s prefinjenimi študijami antigena krvne skupine . (Börjeson, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

Predlog za uporabo dvojčkov v raziskavah običajno pripisujemo siru Francisu Galtonu, bratrancu Charlesa Darwina, konec 19. stoletja. Galton je izdal dve knjigi, med drugim Zgodovina dvojčkov zanimalo ga je razlikovanje "med učinki nagnjenosti, prejetih ob rojstvu, in učinki, ki jih nalagajo posebne življenjske okoliščine", tj. med naravo in nego. (kot je navedeno v Gedda, Dvojčka v zgodovini in znanosti , 1961, str. 24-25) Galton sicer ni primerjal bratskih in enojajčnih dvojčkov, zato "ga ni mogoče šteti za izumitelja metode dvojčkov." (Teo in Ball, Zgodovina človeških znanosti , 2009)

Drugi raziskovalci so sledili, vendar obstaja dvojna raziskava dvojčkov v zgodnjih in srednjih letih 20. stoletja, kar dokazuje delo von Verschuerja, ki je bil mentor Josefa Mengeleja, razvpitega v svojih študijah dvojčkov v Auschwitzu med svetovnim življenjem. 2. vojna. Očitno je bil von Verschuer, ki je bil zelo spoštovan znanstvenik, nacistični in virulentni antisemit, ki je s svojimi študijami dvojčkov napredoval v svoji diskriminatorni rasni politiki. (Müller-Hill, Zgodovina in filozofija znanosti o življenju , 1999) Po poročanju naj bi Mengele vzorce oči in krvi od 200 dvojčkov, na katerih je opravljal neetične človeške raziskave, poslal von Verschuerju v analizo. Le 10% teh dvojčkov je preživelo Mengelejevo človeško eksperimentiranje. (Müller-Hill, 1999) Za razpravo o perverziji znanosti von Verschuerja in Mengeleja in pomembnosti zaveze, da se "najboljši interes bolnika postavi nad zdravnikov", glej Coller, Časopis za klinične preiskave , 2006, ki poudarja, da obstajajo štiri "temeljne vrednote medicinskega humanizma: dragocenost ali svetost vsakega človeškega življenja; spoštovanje človekovega dostojanstva, praznovanje človeške raznolikosti in naklonjeno spoštovanje zapletenosti človeškega stanja." (Coller, 2006) Za razpravo o opustitvah in "revizionistični zgodovini" dvojnih raziskav, ki jih najdemo v nekaterih učbenikih, glej Teo in Ball, 2009.

Raziskovalci v začetku 20. stoletja, vključno z von Verschuerjem, pa so začeli razmišljati o vlogi genetike posebej na področju debelosti. George A. Bray je v svoji znanstveni knjigi Bitka pri izboklini (2007) je raziskoval zgodovino raziskav debelosti in ponatisnil originalne članke Davenporta (str. 474 ff) (1923) in von Verschuerja (str. 492 ff) (1927.) Davenporta, ki je uporabil razmerje vedeti kot indeks telesne mase (ITM), je prvi preučeval razmerje med genetiko in okoljem pri debelosti in vprašal: "Koliko je ta razlika v zgradbi med vitkimi in mesnatimi osebami odvisna od ustavnih dejavnikov?" (str. 474) Od dr. Braya (ki si ga je izposodil od mentorja Edwina B. Astwooda) (str. 148) sem prevzel naslov Dediščina polnosti .

Sledile so velike študije dvojčkov, med njimi švedski raziskovalec Börjeson (1976), ki je s primerjavo razlik med dvojčkoma dvojčkov MZ in DZ analiziral pomen dednosti in okolja ter slike dvojčkov, ki so tu. Nadalje so kanadski preiskovalec Claude Bouchard in sodelavci zasnovali tako imenovano dolgoročno "študijo prekomernega hranjenja v Quebecu", v kateri so preučevali 12 parov dvojčkov enake dvojčke z normalno težo, ki so 120 dni ostali v nadzorovanih pogojih v stacionarni enoti. 1000 dodatnih kalorij vsak dan šest dni na teden v 84 od teh dni. (Bouchard et al, New England Journal of Medicine , 1990; Redden in Allison, Ocene debelosti , 2004; Bouchard, American Journal of Clinical Nutrition , 2009; Bouchard in drugi, Mednarodni časopis za debelost , 2014; ) Povprečni prirast teže je bil 8,1 kg, gibal pa se je od 4,3 do 13,3 kg. Izjemno je, da je prekomerno hranjenje privedlo do bistveno podobne telesne teže in odstotka povečanja maščobe v vsakem dvojcu MZ, vendar je bilo med različnimi pari trikrat več razlik kot znotraj parov. Z drugimi besedami, strog nadzor enake količine prekomernega vnosa hrane in omejena telesna aktivnost sta povzročila različne odzive glede telesne mase, sestave telesa in celo regionalne porazdelitve maščobe pri gensko različnih dvojčkih. Bouchard je poudaril, da ker je učinek kakršne koli interakcije med genskim okoljem običajno majhen, si morajo raziskovalci prizadevati za zmanjšanje napak in en način, da se napak izognejo, je dejansko merjenje višine in teže, ne pa zanašanje na samoprijave, ki so tako pogoste v mnogih študijah . (Bouchard, Debelost, Dodatek, 2008.) Nadalje je Bouchard pojasnil, da je "človeška variacija", vključno z "biološkim determinizmom", ki je bolj dovzeten za povečanje ali izgubo teže, "absolutni predpogoj" pri iskanju kakršne koli interakcije med genom in okoljem ter za morebitno identifikacijo določenih genov. (Bouchard, 2008)

Skozi leta so mnogi ustvarili tako imenovane dvojni registri na tisoče dvojčkov MZ in DZ, vključno s tistimi na Norveškem, Švedskem in Finskem ter v ZDA (npr. Twin Register National Academy of Sciences-National Research Council (NAS-NRC); Registry Minnesota in Vietnam-Era Twin Registry .) Ugledni raziskovalec debelosti Albert (Mickey) Stunkard je na primer za nekatere svoje študije uporabljal švedski in danski register dvojčkov. (Jou, NEJM , 2014) Stunkard et al ( JAMA , 1986) je uporabil tudi register NAS-NRC za oceno več kot 1900 dvojčkov MZ in več kot 2000 dvojčkov DZ za oceno genetskega prispevka k višini, teži in ITM v dolgoročni (25 let) nadaljnji študiji, s sklepom, "Človeška debelost je pod močnim genskim nadzorom." Raziskovalci so priznali, da so ocene dednosti lahko predmet kritik, pri čemer so podcenjene in precenjene, na primer med drugimi viri pristranskosti, zaradi napak pri ugotavljanju zigoznosti ali celo asortativnega parjenja (v katerem se zakonca navadno poročita) partner podobne gradnje.) Heymsfield in sodelavci (Allison et al, Genetika vedenja , 1996) so tudi poudarili, da "standardni modeli dvojčkov" za debelost ne vključujejo nujno podatkov, kot so teže zakoncev in ali lahko asortativno parjenje (tj. Nenaključno parjenje) vpliva na stopnjo dednosti.

V svoji klasični študiji dvojčkov, Stunkard et al ( NEJM, 1990) je ocenil 93 parov enojajčnih dvojčkov, vzrejenih narazen (eno najučinkovitejših načinov za ugotavljanje pomena skupnih genov od skupnega okolja); 154 parov enojajčnih dvojčkov, vzrejenih skupaj; 218 parov bratskih dvojčkov se je gojilo narazen in 208 parov bratskih dvojčkov je gojilo skupaj, vsi pa so bili iz švedskega registra, ki je kombiniral študije dvojčkov s študijami o posvojitvah. Dvojčka so ocenjevali v poznih 50. letih, pri čemer je bilo 60% žensk. Raziskovalci pa so ugotovili, da so lahko tudi, ko so dvojčki vzgojeni narazen, podobni drug drugemu, če je njihovo vzrejno okolje podobno (npr. Če so bili dvojčki nameščeni "selektivno" v domovih, ki so ponavadi podobni biološkim staršem.) ki so bili ločeni od svojih bioloških staršev, je bila v prvem letu življenja ločena skoraj polovica dvojčkov, pogosto zaradi smrti, bolezni ali finančne stiske v izvorni družini. Stunkard s sodelavci so našli močne dokaze o vplivu dednosti na ITM in ugotovili so, da se genetski vpliv razteza v vseh kategorijah teže, torej od tistih, ki so tanke, do tistih z debelostjo. Ugotovili so tudi, da so enojajčni dvojčki, vzrejeni narazen, imeli koeficiente korelacije znotraj parov 0,70 za moške in 0,66 za ženske za ITM in v tej študiji ugotovili, da otroška okolja nimajo velikega ali celo nobenega vpliva. Previdni so, čeprav "dednost ne pomeni nespremenljivega, nespremenljivega genetskega vpliva", temveč genetske vplive v določenih okoljskih pogojih. (Stunkard et al, 1990) V skladu s tem so Allison, Heymsfield in sodelavci (Faith et al, Mednarodni časopis za debelost, 2012) poudarili pomembnost obravnave kontekst merjenja pri katerih lahko okoljske razmere, ki so značilne za zasnovo študije (npr. branje dvojčkom med jedjo), lahko vplivajo na rezultate.

V preteklih letih so Allison, Heymsfield in njihovi kolegi uporabili klasično dvojčko za oceno odnosa tako imenovanih genska arhitektura v okolje, tudi med materničnim obdobjem (Allison et al, Mednarodni časopis za debelost in s tem povezane presnovne motnje , 1995.) Ta model so uporabili tudi za preučevanje indeksa telesne mase in krvnega tlaka (Allison et al, American Journal of Medical Genetics, 1995); indeks telesne mase pri pediatričnem vzorcu dvojčkov (Faith et al, Pediatrija, 1999); kalorični vnos (Faith et al, Vedenje genetika, 1999); in samoregulativno prehranjevanje (Faith et al, Mednarodni časopis za debelost , London , 2012)

Spodnja črta : Študije o dvojčkih so se razvile od časa Sir Francisa Galtona, ki je predlagal uporabo dvojčkov za razlikovanje učinkov narave od nege konec 19. stoletja. Raziskovalci so jih zlorabili, na primer nacisti med drugo svetovno vojno. V preteklosti so najpomembnejše zgodnje raziskave na področju debelosti prišle pri dr. Claude Bouchard s sodelavci, ki so v klasični študiji prekomernega hranjenja v Quebecu v nadzorovanih bolnišničnih pogojih ocenili enojajčne (dvojčke) dvojčke v nadzorovanih bolnišničnih pogojih in Mickey Stunkard s sod. poklical klasična dvojna oblika.

Prosimo, upoštevajte: To je prvi del dvodelnega bloga o uporabi dvojčkov pri raziskavah o debelosti. V drugem delu bo podrobneje raziskana uporaba zasnove dvojčka, pri kateri je en dvojček neskladen glede lastnosti v primerjavi z drugim. Za posebno zahvalo tistim, ki so pomagali pri pripravi blogov I in II, glejte blog II.