Sifat vs. pengasuhan: Apa yang memicu obesitas, diabetes?
Lingkungan dan gaya hidup kita dapat memengaruhi fungsi gen kita tanpa mengubah kode genetik. Sebuah artikel ulasan merangkum penelitian selama dekade terakhir yang menunjukkan bagaimana hal ini berkontribusi terhadap obesitas dan diabetes tipe 2.
Alam versus pengasuhan adalah ungkapan yang banyak dari kita kenal. Gen kita bertanggung jawab atas banyak sifat kita, tetapi pengaruh pengasuhan atau lingkungan pasti memiliki peran.
Dalam hal obesitas dan diabetes tipe 2, mudah untuk mengikuti pola pikir yang lugas.
Jika kita secara konsisten mengonsumsi lebih banyak kalori daripada yang kita bakar setiap hari, kita menambah berat badan, dan ini mendorong kita untuk mengembangkan diabetes tipe 2.
Sel lemak dan pankreas kita pulih setelah kita mengubah gaya hidup dan menurunkan berat badan. Namun, persamaan sederhana ini menyisakan banyak pertanyaan yang belum terjawab.
Mengapa beberapa orang menurunkan berat badan lebih cepat daripada yang lain, meskipun mereka mengikuti diet atau program olahraga yang sama? Mengapa beberapa orang mengembangkan diabetes tipe 2 sementara yang lain tidak, bahkan ketika risiko genetik mereka serupa?
Epigenetik mungkin memegang jawaban atas beberapa pertanyaan ini. Sebagai cabang genetika yang relatif muda, epigenetik adalah studi tentang perubahan fungsi gen tanpa perubahan apa pun pada kode genetik, atau genom, itu sendiri.
Dapatkah epigenetik menjelaskan meningkatnya angka obesitas dan diabetes tipe 2?
Epigenom bersifat individual dan dinamis
Modifikasi epigenetik adalah salah satu cara untuk mempengaruhi bagaimana suatu gen berfungsi.
Metilasi DNA adalah salah satu jenis modifikasi epigenetik. Ini terjadi ketika tag kimia kecil yang disebut gugus metil menempel pada basa sitosin dalam kode DNA. Metilasi ini mematikan gen.
Kita mewarisi beberapa penanda epigenetik dari orang tua kita, tetapi banyak yang terjadi secara spontan dan berubah selama hidup kita, membentuk kita masing-masing dengan epigenom yang unik.
Dalam sebuah artikel di jurnal Metabolisme Sel, peneliti dari Lund University di Swedia baru-baru ini meninjau studi dengan partisipan manusia yang menyelidiki bagaimana metilasi DNA berkontribusi pada obesitas dan diabetes tipe 2.
Charlotte Ling, seorang profesor di Lund University Diabetes Center, menjelaskan dalam siaran pers bahwa “epigenetik masih merupakan bidang penelitian yang relatif baru; namun, kami sekarang tahu bahwa mekanisme epigenetik memainkan peran penting dalam perkembangan penyakit. "
Dalam makalah tersebut, Ling menjelaskan bahwa para peneliti telah menemukan sejumlah modifikasi epigenetik di seluruh genom yang dapat memprediksi indeks massa tubuh seseorang sampai tingkat tertentu.
Ketika membandingkan situs metilasi DNA di pulau pankreas - struktur yang menghasilkan insulin - dari diabetisi tipe 2 dan mereka yang tidak memiliki kondisi tersebut, sebuah penelitian mengidentifikasi hampir 26.000 daerah yang berbeda antara kedua kelompok.
Lind menyarankan agar berhati-hati, karena tidak jelas pada titik ini apakah perubahan ini adalah penyebab atau efek diabetes tipe 2.
Diet, olahraga, dan penuaan
Ada banyak bukti yang mengaitkan obesitas dan diabetes dengan pola makan Barat yang mengandung lemak dan gula tingkat tinggi.
Studi epigenetik mungkin memberi tahu kita alasannya.
“Diet tinggi lemak 5 hari yang berlebihan, meniru pola makan yang terlihat pada banyak orang gemuk, mengubah ekspresi gen dan pola metilasi pada otot rangka manusia dan jaringan adiposa,” jelas Ling.
“Yang penting, tampaknya lebih mudah untuk mendorong perubahan metilasi dengan makan berlebihan daripada membalikkannya dengan diet terkontrol,” lanjutnya.
Latihan juga mempengaruhi epigenom. Sesi tunggal dan olahraga jangka panjang mengubah metilasi DNA di otot rangka dan lemak, tetapi target gennya berbeda.
"Epigenetik dapat menjelaskan mengapa orang yang berbeda merespons olahraga secara berbeda," komentar Tina Rönn, penulis studi dan peneliti pascadoktoral yang bekerja dengan Ling.
Seiring bertambahnya usia, epigenom kita terus berubah, menunjukkan penuaan sebagai faktor pendorong perubahan epigenetik. Penelitian mengaitkan obesitas dengan penyimpangan epigenetik seiring bertambahnya usia seseorang, tetapi bagaimana atau mengapa hal ini terjadi masih belum jelas.
Apa yang terjadi pada generasi selanjutnya?
Studi pada hewan pengerat menunjukkan bahwa satu generasi dapat meneruskan beberapa penanda epigenetik yang terkait dengan obesitas dan diabetes tipe 2 ke generasi berikutnya. Pada manusia, jenis penelitian ini masih dalam tahap awal, tetapi beberapa hasil menarik muncul.
Dalam sebuah penelitian, anak dari ibu yang menderita diabetes tipe 2 selama kehamilan memiliki risiko lebih tinggi terkena obesitas dan diabetes tipe 2 di kemudian hari dibandingkan anak dari ibu tanpa diabetes.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa ketika ibu mengalami kelaparan selama kehamilan, anak mereka berisiko tinggi mengalami obesitas dan intoleransi glukosa, kemungkinan karena perubahan metilasi gen leptin.
Namun, bukan hanya ibu yang meninggalkan jejaknya di epigenom generasi berikutnya. Sperma dari pria gemuk memiliki pola metilasi DNA yang unik, yang berubah setelah operasi bariatrik.
Apa artinya ini bagi kesehatan kita?
Ling dan Rönn menyarankan penggunaan metilasi DNA di situs berisiko yang diketahui dalam genom sebagai penanda biologis untuk membantu mengidentifikasi orang-orang yang berisiko lebih tinggi terkena obesitas dan diabetes tipe 2.
Dengan bantuan biomarker yang lebih baik, dimungkinkan untuk menunjukkan lokasi metilasi DNA yang merupakan faktor risiko signifikan dan kemudian menggunakan agen farmakologis untuk mengubah pola metilasi.
Obat epigenetik semacam itu sebenarnya sudah ada, dan para ilmuwan telah mengujinya dalam kondisi lain, seperti jenis leukemia tertentu.
Sebuah studi baru-baru ini menunjukkan bahwa pengobatan dengan jenis obat epigenetik, penghambat histone deacetylase yang disebut MC1568, meningkatkan sekresi insulin di pulau pankreas yang disumbangkan oleh penderita diabetes tipe 2.
"Sifat modifikasi epigenetik yang sementara dan dapat dibalik menyediakan bidang terbuka untuk penemuan target prediksi masa depan dan konsep terapeutik pada obesitas dan [diabetes tipe 2]."
Charlotte Ling dan Tina Rönn
Penting untuk diingat bahwa metilasi DNA hanyalah salah satu jenis modifikasi epigenetik. Dengan bidang penelitian yang perlahan muncul dari masa pertumbuhannya, pasti ada beberapa penemuan menarik di cakrawala.
Masih harus dilihat apakah mereka akan menyelesaikan perdebatan sekali dan untuk selamanya tentang alam versus pengasuhan pada obesitas dan diabetes tipe 2.
