دراسات التوأم و "تراث البدانة"

"ما بدا وكأنه تيار لا نهاية له من توأمان متطابقين يبلغان من العمر ثماني سنوات كان يتدفق في الغرفة. توأم بعد توأم ... وجوههم ، وجههم المتكرر لأنه كان هناك واحد فقط بين الكثير منهم ... (ص. 172) كتب ألدوس هكسلي: "... مثل اليرقات التي اجتاحوها ..." (ص 178) عالم جديد شجاع . (1932) هنا كان "مبدأ الإنتاج الضخم المطبق أخيرًا على علم الأحياء" (ص.9) خلق الملايين من التوائم المتماثلة ، (وليس "الثنائيات والثالثة كما في أيام ولود الحياة القديمة") (ص 8) ولكن "تحسين مذهل في الطبيعة" (ص 8) كان يهدف إلى خلق الاستقرار الاجتماعي.

صور عالم جديد شجاع مخيفة وطاردة ، لكن التوائم فتنت الناس عبر التاريخ. هناك التوأمان الأيقونيان في الأساطير الرومانية ، رومولوس وريموس ، اللذان رضعا من قبل الذئب ، وذهب رومولوس إلى روما القديمة. وكان هناك شقيقان توأمان مختلفان بشكل ملحوظ يعقوب وعيسو في سفر التكوين: عيسو ، "خرج الأول أحمر بالكامل ، مثل ثوب مشعر." (تكوين 25: 25) "هوذا عيسو أخي رجل شعر وأنا رجل أملس." (تكوين 27:11) (للحصول على ترجمة هزلية لهذا المقطع من سفر التكوين ، استمع إلى العظة ، خذ بيو ، بواسطة آلان بينيت ، من ما وراء الهامش: https://www.youtube.com/watch؟v=UOsYN---eGk.) وفي أعمال شكسبير اثني عشر ليلة ، التوأم فيولا وسيباستيان يشبهان بعضهما البعض عن كثب ، ويوصفان بأنهما "وجه واحد ، وصوت واحد ، وعادات واحدة وشخصان. منظور طبيعي ، أي وليس كذلك" ، كما يقول الدوق. ويضيف أنطونيو ، "كيف قسمت نفسك؟ إن انشقاق التفاحة إلى قسمين ليس أكثر من هذين المخلوقين." (القانون الخامس ، المشهد 1)

على الرغم من صعوبة التمييز بين فيولا وسيباستيان ، إلا أنهما توأمان ذكر وأنثى ، أو توأمان أو ثنائي الزيجوت (DZ) وينشأان في الرحم من الإخصاب المتزامن لبويضتين بواسطة حيوانين منويين. يتشاركون ، تمامًا مثل الأشقاء الآخرين في الأسرة ، 50٪ فقط من حمضهم النووي. تنشأ التوائم المتماثلة أو أحادية الزيجوت (MZ) من انقسام جنين واحد وتتشارك أساسًا بنسبة 100٪ من الحمض النووي الخاص بها وبالتالي فهي دائمًا من نفس الجنس. يعد التحديد التشخيصي لتحديد الزيجوزية الخطوة الأولى في تقييم التوائم ويتم عادةً عن طريق فحص لون الشعر والعينين وشكل الأذنين والفم والأسنان والصفات الجسدية الأخرى ، بما في ذلك بصمات الأصابع ، وكذلك من خلال دراسات مستضدات فصيلة الدم المتطورة . (بورجيسون ، Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

يُنسب اقتراح استخدام التوائم في البحث عادةً إلى السير فرانسيس جالتون ، ابن عم تشارلز داروين ، في أواخر القرن التاسع عشر. نشر جالتون كتابين ، بما في ذلك تاريخ التوائم وكان مهتمًا بالتمييز "بين آثار الميول المتلقاة عند الولادة وتلك التي تفرضها ظروف الحياة الخاصة" ، أي بين الطبيعة والتنشئة. (كما هو مقتبس في جدة ، التوائم في التاريخ والعلوم ، 1961 ، ص 24-25) ، على الرغم من ذلك ، لم يقارن غالتون بين التوائم الأخوية والمماثلة لذلك "لا يمكن اعتباره مخترع طريقة التوأم." (تيو والكرة ، تاريخ العلوم الإنسانية , 2009)

تبعه باحثون آخرون ، لكن هناك جانبًا مظلمًا للبحث التوأم في أوائل ومنتصف القرن العشرين ، كما يتضح من عمل فون فيرشوير ، الذي كان معلم جوزيف منجيل ، سيئ السمعة لدراسته التوأم في أوشفيتز خلال العالم. الحرب الثانية. من الواضح أن فون فيرشور ، الذي كان عالماً محترماً ، كان نازياً ومعادياً للسامية استخدم دراسته التوأم لتعزيز سياساته العنصرية التمييزية. (مولر هيل ، تاريخ وفلسفة علوم الحياة ، 1999) كما ورد ، أرسل منجل عينات من عيون وعينات دم من 200 توأم أجرى عليها بحثًا بشريًا غير أخلاقي ، إلى فون فيرشور لتحليلها. نجا 10٪ فقط من هؤلاء التوائم من التجارب البشرية التي أجراها منجل. (Müller-Hill، 1999) لمناقشة انحراف العلم بواسطة von Verschuer و Mengele وأهمية الالتزام بـ "وضع أفضل مصالح المريض فوق مصالح الطبيب" ، انظر Coller ، مجلة التحقيقات السريرية ، 2006 ، الذي يؤكد على أن هناك أربع "قيم أساسية للإنسانية الطبية: نفاسة أو قدسية كل حياة بشرية ؛ احترام كرامة الإنسان ، الاحتفال بالتنوع البشري ، وتقدير متعاطف لتعقيد حالة الإنسان." (كولير ، 2006) وللمناقشة حول الإغفالات و "التاريخ التنقيحي" للبحث التوأم الموجود في بعض الكتب المدرسية ، انظر Teo and Ball ، 2009.

على الرغم من ذلك ، بدأ الباحثون في أوائل القرن العشرين ، بما في ذلك فون فيرشوير ، في النظر في دور الجينات على وجه التحديد في مجال السمنة. الدكتور جورج براي في كتابه العلمي ، معركة الانتفاخ (2007) ، استكشف تاريخ أبحاث السمنة وأعاد طبع الأوراق الأصلية من قبل دافنبورت (ص 474 وما يليها) (1923) ، وكذلك بقلم فون فيرشوير (ص 492 وما بعدها) (1927) دافنبورت ، الذي استخدم النسبة نحن يعرف بمؤشر كتلة الجسم (BMI) ، وكان أول من درس العلاقة بين الجينات والبيئة في السمنة وسأل ، "إلى أي مدى يعتمد هذا الاختلاف في البناء بين الأشخاص النحيفين والسمينين على العوامل الدستورية؟" (ص .474) من دكتور براي (الذي اقترضه من المرشد إدوين ب.أستوود) (ص. 148) لقد أخذت لقبي تراث البدانة .

اتبعت دراسات رئيسية عن التوائم ، بما في ذلك من قبل الباحث السويدي Börjeson (1976) ، الذي حلل أهمية الوراثة والبيئة من خلال مقارنة الاختلافات داخل الزوج في التوائم MZ و DZ ، والتي تظهر صور التوائم هنا. علاوة على ذلك ، ابتكر المحقق الكندي كلود بوشار وزملاؤه ما يسمى بـ "دراسة التغذية الزائدة في كيبيك" طويلة المدى ، حيث درسوا 12 زوجًا من التوائم الذكور ذات الوزن الطبيعي المتطابق الذين ظلوا تحت ظروف خاضعة للرقابة لمدة 120 يومًا في وحدة المرضى الداخليين وتم إطعامهم. 1000 سعرة حرارية إضافية كل يوم لمدة ستة أيام في الأسبوع لمدة 84 يومًا من تلك الأيام. (بوشار وآخرون ، نيو انغلاند جورنال اوف ميديسين ، 1990 ؛ ريدن وأليسون ، مراجعات السمنة ، 2004 ؛ بوشار ، المجلة الأمريكية للتغذية السريرية ، 2009 ؛ بوشار وآخرون المجلة الدولية للسمنة ، 2014 ؛ ) كان متوسط ​​الوزن المكتسب 8.1 كجم لكنه تراوح من 4.3 إلى 13.3 كجم. بشكل ملحوظ ، أدى الإفراط في التغذية إلى تشابه كبير في وزن الجسم ونسبة زيادة الدهون داخل كل زوج ثنائي من MZ ، ولكن كان هناك تباين أكبر بثلاث مرات بين الأزواج المختلفة مقارنة بالأزواج المختلفة. بعبارة أخرى ، أنتجت السيطرة الصارمة على نفس الكمية من تناول الطعام الزائد ومحدودية النشاط البدني استجابات مختلفة من حيث كتلة الجسم ، وتكوين الجسم ، وحتى التوزيع الإقليمي للدهون في التوائم المختلفة وراثيًا. أكد بوشار أنه نظرًا لأن تأثير أي تفاعل بين البيئة والجينات يكون عادةً صغيرًا ، يجب على الباحثين محاولة تقليل الخطأ وإحدى الطرق لتجنب الخطأ هي القياس الفعلي للطول والوزن بدلاً من الاعتماد على التقارير الذاتية الشائعة جدًا في العديد من الدراسات . (بوشار ، بدانة، الملحق ، 2008.) علاوة على ذلك ، أوضح بوشار أن "الاختلاف البشري" ، بما في ذلك "الحتمية البيولوجية" في البعض ليكون أكثر عرضة لزيادة الوزن أو فقدان الوزن ، هو "شرط أساسي مطلق" في البحث عن أي تفاعل بين البيئة والجينات من أجل التحديد النهائي لجينات معينة. (بوشار ، 2008)

على مر السنين ، أنشأ الكثيرون ما يسمى ب سجلا التوأم الآلاف من التوائم MZ و DZ ، بما في ذلك تلك الموجودة في النرويج والسويد وفنلندا ، وفي الولايات المتحدة (مثل الأكاديمية الوطنية للعلوم - مجلس البحوث القومي (NAS-NRC) التسجيل التوأم ؛ سجل مينيسوتا ، وسجل فيتنام-عصر التوأم .) الباحث في السمنة المشهور ألبرت (ميكي) ستونكارد ، على سبيل المثال ، استخدم سجلات التوأم السويدية والدنماركية لبعض دراساته. (جو ، NEJM ، 2014) Stunkard et al ( جاما ، 1986) أيضًا سجل NAS-NRC لتقييم أكثر من 1900 توائم MZ وأكثر من 2000 DZ لتقييم الإسهامات الجينية في الطول والوزن ومؤشر كتلة الجسم في دراسة متابعة طويلة الأجل (25 عامًا) ، مع الاستنتاج ، السمنة البشرية تخضع لرقابة وراثية قوية. أقر الباحثون ، على الرغم من ذلك ، أن تقديرات التوريث يمكن أن تخضع للنقد ، مع كل من التقليل من التقدير والمبالغة ربما بسبب ، على سبيل المثال ، من بين مصادر أخرى للتحيز ، إلى أخطاء في إثبات التزاوج أو حتى التزاوج المتنوع (حيث يميل الزوجان إلى الزواج شريك في بناء مماثل.) Heymsfield وزملاؤه (Allison et al ، علم الوراثة السلوك ، 1996) أيضًا على أن "التصميمات المزدوجة المعيارية" للسمنة لا تتضمن بالضرورة بيانات مثل أوزان الزوجين وما إذا كان التزاوج المتنوع (أي التزاوج غير العشوائي) قد يؤثر على معدلات التوريث.

في دراستهم الكلاسيكية عن التوأم ، Stunkard et al ( NEJM ، 1990) قام بتقييم 93 زوجًا من التوائم المتماثلة التي تمت تربيتها على حدة (أحد أكثر الوسائل فعالية لتحديد أهمية الجينات المشتركة من بيئة مشتركة) ؛ تمت تربية 154 زوجًا من التوائم المتماثلة معًا ؛ تمت تربية 218 زوجًا من التوائم الأخوية على حدة ، وتربى 208 زوجًا من التوائم الأخوية معًا ، وجميعهم من السجل السويدي الذي يجمع بين دراسات التوائم ودراسات التبني. تم تقييم التوائم في أواخر الخمسينيات من العمر بنسبة 60٪ من النساء. ومع ذلك ، لاحظ الباحثون أنه حتى عندما تتم تربية التوائم بعيدًا عن بعضها البعض ، يمكن أن يتشابهوا إذا كانت بيئات تربيتهم متشابهة (على سبيل المثال ، إذا تم وضع التوائم "بشكل انتقائي" في منازل تميل إلى التشابه مع والديهم البيولوجيين) الذين انفصلوا عن والديهم البيولوجيين ، تم فصل ما يقرب من نصف التوائم في السنة الأولى من العمر ، غالبًا بسبب الوفاة أو المرض أو المصاعب المالية في الأسرة الأصلية. وجد Stunkard وزملاؤه أدلة قوية على تأثير الوراثة على مؤشر كتلة الجسم ، ووجدوا أن التأثيرات الجينية تمتد عبر جميع فئات الوزن ، أي من النحافة إلى البدناء. لاحظوا أيضًا أن التوائم المتماثلة التي تمت تربيتها عن بُعد لها معاملات ارتباط داخل الزوج تبلغ 0.70 للرجال و 0.66 للنساء بالنسبة لمؤشر كتلة الجسم ، وخلصوا في هذه الدراسة إلى أن بيئات الطفولة كان لها تأثير ضئيل أو حتى معدوم. لكنهم يحذرون ، على الرغم من ذلك ، "لا تعني الوراثة تأثيرًا وراثيًا ثابتًا وغير قابل للتغيير" ، بل تعني تأثيرات وراثية في ظل ظروف بيئية معينة. (ستونكارد وآخرون ، 1990) على هذا المنوال ، قال أليسون وهيمسفيلد وزملاؤه (فيث وآخرون ، المجلة الدولية للسمنة ، 2012) على أهمية النظر في سياق القياس حيث يمكن أن تؤثر الظروف البيئية المتأصلة في تصميم الدراسة (مثل القراءة للتوائم أثناء تناول الطعام) على النتائج.

على مر السنين ، استخدم Allison و Heymsfield وزملاؤهم التصميم المزدوج الكلاسيكي لتقييم العلاقة بين ما يسمى العمارة الجينية إلى البيئة ، بما في ذلك أثناء فترة الرحم (أليسون وآخرون ، المجلة الدولية للسمنة والاضطرابات الأيضية ذات الصلة ، 1995.) كما استخدموا هذا النموذج لدراسة مؤشر كتلة الجسم وضغط الدم (أليسون وآخرون ، المجلة الأمريكية للوراثة الطبية ، 1995) ؛ مؤشر كتلة الجسم في عينة توأم للأطفال (Faith et al ، طب الأطفال، 1999) ؛ مدخول السعرات الحرارية (Faith et al ، علم الوراثة السلوك 1999) ؛ والأكل المنظم ذاتيًا (Faith et al ، المجلة الدولية للسمنة , لندن , 2012)

الحد الأدنى : تطورت الدراسات التوائم منذ زمن السير فرانسيس جالتون ، الذي اقترح استخدام التوائم للتمييز بين تأثيرات الطبيعة والتنشئة ، في أواخر القرن التاسع عشر. لقد أسيء استخدامها من قبل الباحثين ، مثل النازيين خلال الحرب العالمية الثانية. تاريخياً ، جاءت أهم الأبحاث المبكرة في مجال السمنة من د. كلود بوشار وآخرون ، الذين قيموا توأمان متطابقين (أحادي الزيجوت) في ظل ظروف مريض داخلي خاضعة للرقابة في دراسة كيبيك الكلاسيكية للإفراط في التغذية ، ومن ميكي ستونكارد وآخرون ، الذين قيموا كلاً من التوائم أحادية الزيجوت وثنائية الزيجوت لفصل التأثيرات البيئية عن التأثيرات الجينية ، في الجنوب. اتصل تصميم مزدوج كلاسيكي.

يرجى الملاحظة: هذا هو الجزء الأول من مدونة من جزأين حول استخدام التوائم في البحث عن السمنة. سوف يستكشف الجزء الثاني بشكل أكمل استخدام تصميم التوأم المشترك حيث يكون أحد التوأمين المتطابقين غير متوافقين مع سمة مقارنة بالآخر. لشكر خاص لأولئك الذين ساعدوا في إعداد المدونات الأولى والثانية ، راجع المدونة الثانية.