EN / DA
Kost og livsstil

Fed kost fra havene har ændret grønlænderes gener

I Grønland har man i næsten 1000 år levet afsondret og af en kost rig på fedt og fattig på kulhydrat. Forskere har nu fundet en genvariant, som alle med udelukkende grønlandske forfædre bærer. Ændringen har hjulpet dem til at forbrænde fedt direkte fra kosten.

De fleste mennesker i det senmoderne samfund lever i en verden rig på kost og på kulhydrater. Når kulhydraterne bliver for rigelige, gemmes de væk som fedt, som kan forbrændes i hårde tider. Den oprindelige grønlandske befolkning levede dog af en kost fra havene, der var fattig på kulhydrat men rig på fedt og protein. Det har haft stor indvirken på deres gener og har formentlig stadig stor indvirken på deres helbred. Blodprøver fra 1570 personer i syv forskellige grønlandske byer giver et unikt indblik i dette.

”Vi har identificeret en genetisk variant i den grønlandske befolkning, der påvirker sammensætningen af fedtsyrer i blodet. Det, der er særligt, er, at varianten kun findes i Inuitbefolkninger, der traditionelt bor i Grønland, Alaska, Canada og omkring Beringsstrædet. I resten af verden ses den ikke. Det betyder, at det sandsynligvis har været en fordel med den genetiske variant på et tidspunkt i de befolkningers historie. Så det er et eksempel på en tilpasning af det menneskelige genom til en særlig kost og et særligt miljø,” forklarer post.doc. Line Skotte, Statens Serum Institut, der er hovedforfatter på undersøgelsen.

Genetisk variant går igen

De danske og grønlandske forskere undersøgte blodprøverne via genotypning, hvor hver deltagers kombination af knap 1 million almindelige variationer i hele genomet blev sammenlignet. Samtidig blev mere end 200 stofskifte-værdier målt, fx niveauet af fedtsyrer i blodet.

”Én genetisk variant viste sig at gå igen, og den viste sig at have stor betydning for fedtsyre-sammensætningen i blodet. En variant som formentlig har gjort det lettere at leve af den meget fede og proteinrige kost, som de grønlandske farvande generelt har budt på.”

Genet CPT1A koder hos alle mennesker for proteinet carnitine palmitoyltransferase 1A, der regulerer transport af fedtsyrer ind i cellens kraftværk – mitokondriet. Og selv om de oprindelige grønlændere med genvarianten rs80356779 kun har én enkelt ændring i proteinets i alt 773 aminosyrer, har det alligevel en afgørende betydning for metabolismen.

”Normalt forbrænder kroppen først kulhydrater og lagrer fedt til senere. Hvis man derimod mangler mad, omsætter leveren fedt, så kroppen og ikke mindst hjernen kan fungere. Når man får mad igen, omstiller kroppen sig lynhurtigt til igen at forbrænde kulhydrater, men hos bærere af den særlige genvariant holder kroppen ikke op med at forbrænde fedtsyrer, bare fordi der kommer kulhydrater på menuen.”

Voldsomme evolutionære kræfter

Genvarianten med navnet rs80356779, har antageligvis den effekt, at kroppen bliver bedre til at forbrænde fedtsyrer og samtidig kan gemme på de sparsomme kulhydrater, og det kan have givet god mening med den tidligere grønlandske kost, der var rig på fedt og fattig på kulhydrat.

”Det har været en kost, der har været ekstrem i forhold til andre steder. Det har været marine pattedyr, sæler, hvaler og også en masse fisk. Så der har været meget fedt i kosten og protein – og meget, meget lidt kulhydrat. Og det har så været nødvendigt at tilpasse sig til at leve af sådan en kost, samtidig med at man har levet under de her meget barske klimatiske forhold,” forklarer seniorforsker Bjarke Feenstra fra Statens Serum Institut, som har været med til at lede undersøgelsen.

Resultatet er meget markant, fordi genvarianten blev fundet hos alle deltagere, der udelukkende havde grønlandske forfædre. Og når forskerne ledte efter varianten i andre befolkningsgrupper fra Europa og Kina, fandt de den ikke. En sammenligning af de omkringliggende genetiske varianters hyppighed i grønlandske, europæiske og kinesiske befolkninger understøttede, at varianten har været under positiv selektion.

”De grønlandske forfædre har i årtusinder levet under meget særlige vilkår med hensyn til kost og klima. Og så har den grønlandske befolkning også historisk været meget lille, og det betyder, at de evolutionære kræfter, som påvirker genomet, kan slå meget hårdere igennem i den grønlandske befolkning.”

4,2 cm lavere

Studiet føjer sig til rækken af kendte tilpasninger af det menneskelige genom til kost og miljø. Befolkningen i Tibet er tilpasset til at kunne leve højt oppe, og der er fundet genetiske ændringer i befolkninger, der har været udsat for infektionssygdomme som malaria.

Også på en anden og måske mere overraskende front, lader den grønlandske genetiske arv til at slå igennem. Selv når forskerne kompenserede for andre geners mulige effekter, havde rs80356779-genvarianten den effekt, at mennesker, der bærer den, er lavere end de, der ikke bærer den. Faktisk var de, der havde arvet CPT1A varianten fra begge forældre 4,2 cm lavere end mennesker uden.

”Det er endnu for tidligt at sige præcis, hvorfor varianten har denne effekt på legemshøjden, men det er unikt at kunne finde en genetisk variant med effekt på højde baseret på blot 1570 deltagere. I europæiske og asiatiske befolkninger, skal man undersøge 100 gange så mange mennesker for at finde nye varianter med betydning for højde. Fordi den grønlandske befolkning har været lille og levet afsondret, sker det at varianter med stor effekt kan være almindelige i befolkningen.”

Når kosten bliver fedtfattig

Andre eksempler på tilpasninger til en særlig kost findes allerede i de nordiske befolkninger, der er tilpasset til at fordøje mælkesukker som voksne, hvilket man fx ikke kan i befolkningerne i Sydeuropa. Studiet rejser da også nye spørgsmål i forhold til folkesundheden.

”Der er her tale om en genetisk variant, som har været utrolig fordelagtig i forhold til en kost, der mest var baseret på fedt og protein. I nutidens Grønland indeholder de flestes kost meget mere kulhydrat, og det er derfor vigtigt at undersøge, hvilken betydning genvarianten kan få fremadrettet for sundhed og sygdom i befolkningen,” forklarer Anders Koch, der er professor ved Grønlands Universitet og seniorforsker ved Statens Serum Institut.

Hvorvidt de genetiske ændringer øger risikoen for livsstilssygdomme som fedme, hjertekarsygdomme eller type 2-diabetes er endnu for tidligt at sige, men ifølge forskerne kan den ny viden om grønlændernes genetiske profil få stor betydning for fremtidig behandling.

”Et område, der bliver arbejdet meget på, er personlig medicin, hvor man i højere grad end nu tilpasser den medicin, man får og måtte have behov for i forbindelse med forskellige sygdomme, til netop ens genetiske sammensætning. Det kunne være, at visse befolkningsgrupper har behov for noget lidt andet medicin eller lidt større eller mindre doser på baggrund af ens genetiske profil.”

Allerede nu følger forskerne nøje, hvad der sker med sygdomsmønsteret i Grønland og med antallet af hospitalsindlæggelser i takt med, at kosten i Grønland ændrer sig. Hvad sker der med antallet af hjertekarsygdomme, og hvordan ændrer sygdomsmønsteret sig i det hele taget i en befolkning, som undergår så skiftende levevilkår.

”Altså man ved jo godt, at der er uhensigtsmæssigheder med den kost, man spiser i store dele af den vestlige verden, men det kan jo godt være, at der skal være særlig opmærksomhed på kosten i særlige befolkningsgrupper, hvis man har en sådan gensammensætning.”

Artiklen ”CPT1A missense mutation associated with fatty acid metabolism and reduced height in Greenlanders” er udgivet i Circulation: Cardiovascular Genetics. Studiet blev blandt andet støttet gennem bevillinger fra det Frie Forskningsråd og Departementet for Uddannelse, Kultur, Forskning og Kirke i Grønland. Den Nationale Biobank, som er støttet af Novo Nordisk Fonden, bidrog til undersøgelsens gennemførsel med håndtering og opbevaring af blodprøverne fra de 1.570 studie-deltagere.

Line Skotte
Post.doc
Line Skotte's research is focused on developing and applying statistical and computational methods for genomic and transcriptomic data in medical genetics.
Anders Koch
Senior researcher
The primary research field is infectious disease epidemiology in Greenland based on field studies, national registries, and biobanks. This includes both infectious diseases that are frequent in Greenland and cause a high burden of disease, and diseases particular to Greenland. Besides this the work function includes supervision of PhD- and other students, besides scientific collaboration with partners in Greenland and in other circumpolar areas.
Bjarke Feenstra
Senior Scientist
Bjarke Feenstra is a senior research scientist in the Department of Epidemiology Research at Statens Serum Institut. He has an academic background in both biology and statistics, a Ph.D. in statistical genetics, and several years of international experience from USA and Iceland. He pursues research questions in genetic epidemiology, primarily with a focus on childhood traits and diseases. One example is a serious digestive system disease in newborns, known as pyloric stenosis. Dr. Feenstra led the two first genome-wide association studies (GWAS) of the disease followed up by functional work that suggests possible future strategies for prevention. Another recent example concerns febrile seizures after Measles, Mumps, and Rubella (MMR) vaccination. Although generally well-tolerated, MMR vaccination almost triples the risk of febrile seizures in the second week following vaccination. In a series of GWAS analyses, Dr. Feenstra and colleagues were able to identify genetic loci associated with febrile seizures in general and specifically as adverse events of MMR vaccination. Other examples includes studies of preterm delivery, birth weight, childhood eczema, age at menarche, childhood dental health and hypospadias. In addition to the aforementioned projects, Dr. Feenstra pursues research interests in theoretical questions, such as the possibility of detecting sample mix-ups using known SNP-phenotype associations. The combination of detailed phenotype information from Danish health registers and large collections of biospecimens in the Danish National Biobank at SSI provide unique opportunities for genetic epidemiology research.