Skip to main content
Log in

Genetische Ursachen der Adipositas

Genetic causes of obesity

  • Schwerpunkt
  • Published:
Der Gastroenterologe Aims and scope

Zusammenfassung

Hintergrund

Adipositas ist über eine erhöhte Körperfettmasse definiert. Etwa 60 % der erwachsenen Deutschen sind übergewichtig (Body-Mass-Index, BMI ≥ 25 kg/m2), bei etwa 20 % spricht man sogar von einer Adipositas (BMI ≥ 30 kg/m2). Die Ausprägung des Körpergewichts wird neben Umweltfaktoren auch von erblichen Faktoren bestimmt. Obwohl der erbliche Anteil hoch ist, konnten molekulargenetische Studien bislang nur einen relativ kleinen Teil der interindividuellen Variabilität des BMI aufklären.

Ziel der Arbeit

Monogene und polygene Formen der Adipositas werden dargestellt.

Material und Methoden

Es wird eine Literaturübersicht gegeben.

Ergebnisse und Diskussion

Die sog. monogenen Formen der Adipositas, bei denen der Wegfall eines einzigen Genprodukts zu extremer Adipositas führt, sind (sehr) selten zu finden. Weit häufiger wird die Ausprägung des Körpergewichts durch ein komplexes Zusammenspiel vieler Genvarianten erklärt (polygene Adipositas). Naturgemäß trägt dabei die einzelne Variante nur relativ wenig zum Körpergewicht bei (etwa von 100  g bis 1,5 kg). Mehr als 100 polygene Varianten wurden bislang beschrieben, die etwa 3 % der Varianz des Körpergewichts erklären. Auch epigenetische Mechanismen spielen bei der Gewichtsregulation eine Rolle. Sie können als Schnittstelle zwischen genetischen und umweltbedingten Einflüssen angesehen werden. Es ist vorstellbar, dass in Zukunft genetische und epigenetische Marker herangezogen werden können, um Diagnose und Therapie der Adipositas zu verbessern.

Abstract

Background

Obesity is defined as an increased fat mass. About 60% of German adults are overweight (body mass index, BMI ≥ 25 kg/m2), whereby about 20% are obese (BMI ≥ 30 kg/m2). The variance of body weight is not only determined by environmental factors, but also by genetic factors. Although heritability is high, molecular genetic studies explain only a relatively small part of the interindividual variability of BMI.

Objectives

Description of monogenic and polygenic forms of obesity.

Materials and methods

Overview of the literature.

Results and conclusions

Monogenic forms of obesity, where loss of a single gene product leads to extreme obesity, are (very) rare. More frequently body weight is determined by a complex interaction of many gene variants (polygenic obesity). Each of these single variants contributes a relatively small part to the body weight gain (from about 100 g to 1.5 kg). Although more than 100 polygenic variants have been described so far, these explain only about 3% of the variance in body weight. Epigenetic mechanisms also play a role in body weight regulation. They can be considered as an interface between genetic and environmental influences. In the future, it is conceivable that genetic and epigenetic markers could be used to improve diagnosis and therapy of obesity.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Abb. 1

Literatur

  1. Berulava T, Horsthemke B (2010) The obesity-associated SNPs in intron 1 of the FTO gene affect primary transcript levels. Eur J Hum Genet 18:1054–1056

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  2. Blüher S, Blüher M, Kiess W et al (2013) Genetik (3.1). In: Wirth A, Hauner H (Hrsg) Adipositas, 4. Aufl. Springer, Heidelberg, S 49–56

    Google Scholar 

  3. Cecil JE, Tavendale R, Watt P et al (2008) An obesity-associated FTO gene variant and increased energy intake in children. N Engl J Med 359:2558–2566

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  4. Church C, Moir L, McMurray F et al (2010) Overexpression of Fto leads to increased food intake and results in obesity. Nat Genet 42:1086–1092

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  5. Claussnitzer M, Dankel SN, Kim KH et al (2015) FTO obesity variant circuitry and adipocyte browning in humans. N Engl J Med 373:895–907

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  6. Dempfle A, Hinney A, Heinzel-Gutenbrunner M et al (2004) Large quantitative effect of melanocortin-4 receptor gene mutations on body mass index. J Med Genet 41:795–800

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  7. Dick KJ, Nelson CP, Tsaprouni L et al (2014) DNA methylation and body-mass index: a genome-wide analysis. Lancet 383:1990–1998

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  8. Division of Genomic Medicine. A Catalog of Published Genome-Wide Association Studies. http://www.genome.gov/26525384c. Zugegriffen: 30. November 2016

  9. Drummond EM, Gibney ER (2013) Epigenetic regulation in obesity. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 16:392–397

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  10. Fischer J, Koch L, Emmerling C et al (2009) Inactivation of the Fto gene protects from obesity. Nature 458:894–898

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  11. Frayling TM, Timpson NJ, Weedon MN et al (2007) A common variant in the FTO gene is associated with body mass index and predisposes to childhood and adult obesity. Science 316:889–894

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  12. Hebebrand J, Hinney A, Knoll N et al (2013) Molecular genetic aspects of weight regulation. Dtsch Ärztebl Int 110:338–344

    PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  13. Hinney A, Herrfurth N, Schonnop L, Volckmar AL (2015) Genetic and epigenetic mechanisms in obesity. Bundesgesundheitsblatt Gesundheitsforschung Gesundheitsschutz 58:154–158

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  14. Hinney A, Holzapfel C (2012) Genetische Faktoren bei Adipositas. Molekulargenetische Befunde und deren Bedeutung. Adipositas 6:236–242

    Google Scholar 

  15. Hinney A, Volckmar AL, Knoll N (2013) Melanocortin-4 receptor in energy homeostasis and obesity pathogenesis. Prog Mol Biol Transl Sci 114:147–191

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  16. Jacquemont S, Reymond A, Zufferey F et al (2011) Mirror extreme BMI phenotypes associated with gene dosage at the chromosome 16p11.2 locus. Nature 478:97–102

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  17. Jarick I, Vogel CI, Scherag S et al (2011) Novel common copy number variation for early onset extreme obesity on chromosome 11q11 identified by a genome-wide analysis. Hum Mol Genet 20:840–852

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  18. Krude H, Biebermann H, Luck W et al (1998) Severe early-onset obesity, adrenal insufficiency and red hair pigmentation caused by POMC mutations in humans. Nat Genet 19:155–157

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  19. Kühnen P, Clément K, Wiegand S et al (2016) Proopiomelanocortin deficiency treated with a melanocortin-4 receptor agonist. N Engl J Med 375:240–246

    Article  PubMed  Google Scholar 

  20. Kühnen P, Handke D, Waterland RA et al (2016) Interindividual variation in DNA Methylation at a putative POMC metastable epiallele is associated with obesity. Cell Metab 24:502–509

    Article  PubMed  Google Scholar 

  21. Locke AE, Kahali B, Berndt SI et al (2015) Genetic studies of body mass index yield new insights for obesity biology. Nature 518:197–206

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  22. Moss A, Klenk J, Simon K et al (2012) Declining prevalence rates for overweight and obesity in German children starting school. Eur J Pediatr 171:289–289

    Article  PubMed  Google Scholar 

  23. Ramachandrappa S, Farooqi IS (2011) Genetic approaches to understanding human obesity. J Clin Invest 121:2080–2086

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  24. Slomko H, Heo HJ, Einstein FH (2012) Minireview: epigenetics of obesity and diabetes in humans. Endocrinology 153:1025–1030

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  25. Smemo S, Tena JJ, Kim KH et al (2014) Obesity-associated variants within FTO form long-range functional connections with IRX3. Nature 507:371–375

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  26. Speakman JR (2015) The ‘Fat Mass and Obesity Related’ (FTO) gene: mechanisms of impact on obesity and energy balance. Curr Obes Rep 4:73–91

    Article  PubMed  Google Scholar 

  27. Speliotes EK, Willer CJ, Berndt SI et al (2010) Association analyses of 249,796 individuals reveal 18 new loci associated with body mass index. Nat Genet 42:937–948

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  28. The Exome Aggregation Consortium. http://exac.broadinstitute.org/about. Zugegriffen: 30. November 2016

  29. Volckmar AL, Hinney A (2015) Genetik der Adipositas. Kinder Jugendmed 15:255–259

    Google Scholar 

  30. Wabitsch M, Funcke JB, Lennerz B et al (2015) Biologically inactive leptin and early-onset extreme obesity. N Engl J Med 372:48–54

    Article  PubMed  Google Scholar 

  31. Wabitsch M, Funcke JB, von Schnurbein J et al (2015) Severe early-onset obesity due to bioinactive leptin caused by a p.N103K mutation in the leptin gene. J Clin Endocrinol Metab 100:3227–3230

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  32. Walters RG, Coin LJ, Ruokonen A et al (2013) Rare genomic structural variants in complex disease: lessons from the replication of associations with obesity. PLOS ONE 8:e58048

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  33. Wardle J, Carnell S, Haworth CM et al (2008) Obesity associated genetic variation in FTO is associated with diminished satiety. J Clin Endocrinol Metab 93:3640–3643

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  34. Yazdi FT, Clee SM, Meyre D (2015) Obesity genetics in mouse and human: back and forth, and back again. PeerJ 3:e856

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

Download references

Danksagung

Wir danken den Teilnehmern an unseren molekulargenetischen Studien. Wir danken dem BMBF (01GS0820), dem ELAN-Program der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen, das von der Else-Kröner-Fresenius-Stiftung gefördert wird, und der DFG (HI865/2-1) für die Unterstützung.

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to A. Hinney.

Ethics declarations

Interessenkonflikt

J. Giuranna, J. Aschöwer und A. Hinney geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Dieser Beitrag beinhaltet keine von den Autoren durchgeführten Studien an Menschen oder Tieren.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Giuranna, J., Aschöwer, J. & Hinney, A. Genetische Ursachen der Adipositas. Gastroenterologe 12, 60–65 (2017). https://doi.org/10.1007/s11377-016-0125-1

Download citation

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11377-016-0125-1

Schlüsselwörter

Keywords

Navigation