Zwillingsstudien und das "Erbe der Korpulenz"

"Was wie ein endloser Strom identischer achtjähriger männlicher Zwillinge schien, strömte in den Raum. Zwilling nach Zwilling ... ihre Gesichter, ihr wiederholtes Gesicht, denn es gab nur eines zwischen ihnen ... (p. 172) "... wie Maden, die sie umschwärmt hatten ..." (S. 178) schrieb Aldous Huxley in Schöne neue Welt . (1932) Hier wurde das "Prinzip der Massenproduktion endlich auf die Biologie angewendet:" (p.9) die Schaffung von Millionen identischer Zwillinge (und "nicht die piddling Zweien und Dreien wie in den alten viviparen Tagen") (S. 8), sondern eine "erstaunliche Verbesserung der Natur" (S. 8), die geschaffen werden sollte soziale Stabilität.

Die Bilder von Schöne neue Welt sind erschreckend und abstoßend, aber Zwillinge haben die Menschen im Laufe der Geschichte fasziniert. Es gibt die ikonischen Zwillinge der römischen Mythologie, Romulus und Remus, die von der Wölfin gesäugt wurden und deren Romulus das alte Rom gründete. Und da waren die merklich unterschiedlichen Zwillingsbrüder Jacob und Esau im Buch Genesis: Esau, "der erste kam ganz rot heraus, überall wie ein haariges Gewand." (Genesis 25: 25) "Siehe, Esau, mein Bruder, ist ein haariger Mann, und ich bin ein glatter Mann." (Genesis 27:11) (Für eine komische Wiedergabe dieser Passage aus Genesis hören Sie sich die Predigt an. Nimm eine Bank, von Alan Bennett, aus Jenseits des Randes: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) Und bei Shakespeare Zwölfte Nacht Die Zwillinge Viola und Sebastian ähneln sich so sehr, dass sie als "ein Gesicht, eine Stimme, eine Gewohnheit und zwei Personen" beschrieben werden. Eine natürliche Perspektive, das heißt und nicht ", sagt der Herzog. Und Antonio fügt hinzu: "Wie haben Sie sich getrennt? Ein Apfelspalt in zwei Teile ist nicht mehr Zwilling als diese beiden Kreaturen." (Akt V, Szene 1)

Obwohl Viola und Sebastian schwer voneinander zu unterscheiden waren, sind sie als männliche und weibliche Zwillinge brüderliche oder dizygote (DZ) Zwillinge und entstehen in der Gebärmutter aus der gleichzeitigen Befruchtung zweier Eier durch zwei Spermien. Sie teilen, genau wie andere Geschwister in einer Familie, nur 50% ihrer DNA. Eineiige oder monozygote (MZ) Zwillinge entstehen durch die Teilung eines einzelnen Embryos und teilen im Wesentlichen 100% ihrer DNA und sind daher immer vom gleichen Geschlecht. Eine diagnostische Bestimmung zur Feststellung der Zygosität ist der erste Schritt bei der Bewertung von Zwillingen und wird normalerweise durch Untersuchung von Haarfarbe, Augen, Form von Ohren, Mund, Zähnen und anderen körperlichen Merkmalen, einschließlich Fingerabdrücken, sowie durch ausgefeilte Antigenstudien an Blutgruppen durchgeführt . (Börjeson, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

Der Vorschlag, Zwillinge in der Forschung einzusetzen, wird normalerweise Sir Francis Galton, Cousin von Charles Darwin, im späten 19. Jahrhundert zugeschrieben. Galton veröffentlichte zwei Bücher, darunter Die Geschichte der Zwillinge und war daran interessiert, "zwischen den Auswirkungen von Tendenzen, die bei der Geburt erhalten wurden, und solchen, die durch besondere Lebensumstände auferlegt wurden", d. h. zwischen Natur und Ernährung, zu unterscheiden. (wie in Gedda zitiert, Zwillinge in Geschichte und Wissenschaft 1961, S. 24-25) Galton verglich jedoch nicht brüderliche und eineiige Zwillinge, so dass "er nicht als Erfinder der Zwillingsmethode angesehen werden kann". (Teo und Ball, Geschichte der Humanwissenschaften , 2009)

Andere Forscher folgten, aber die Zwillingsforschung in den frühen und mittleren Jahren des 20. Jahrhunderts hat eine Schattenseite, wie die Arbeit von Verschuer zeigt, der der Mentor von Josef Mengele war, der für seine Zwillingsstudien in Auschwitz während der Welt berüchtigt war Krieg II. Anscheinend war von Verschuer, ein angesehener Wissenschaftler, ein Nazi und virulenter Antisemit, der seine Zwillingsstudien nutzte, um seine diskriminierende Rassenpolitik voranzutreiben. (Müller-Hill, Geschichte und Philosophie der Biowissenschaften , 1999) Berichten zufolge sandte Mengele Proben von Augen und Blutproben der 200 Zwillinge, an denen er unethische Untersuchungen am Menschen durchführte, zur Analyse an von Verschuer. Nur 10% dieser Zwillinge überlebten Mengeles menschliches Experimentieren. (Müller-Hill, 1999) Für eine Diskussion über die Perversion der Wissenschaft von Verschuer und Mengele und die Bedeutung einer Verpflichtung, "das Wohl des Patienten über das des Arztes zu stellen", siehe Coller, Journal of Clinical Investigation , 2006, der betont, dass es vier "Grundwerte des medizinischen Humanismus gibt: Kostbarkeit oder Heiligkeit jedes menschlichen Lebens; Achtung der Menschenwürde, Feier der menschlichen Vielfalt und ein verständnisvolles Verständnis für die Komplexität des menschlichen Zustands". (Coller, 2006) Und für eine Diskussion der Auslassungen und der "revisionistischen Geschichte" der Zwillingsforschung, die in einigen Lehrbüchern gefunden wurden, siehe Teo und Ball, 2009.

Forscher des frühen 20. Jahrhunderts, darunter auch von Verschuer, begannen jedoch, die Rolle der Genetik speziell im Bereich der Fettleibigkeit zu untersuchen. Dr. George A. Bray, in seinem wissenschaftlichen Buch, Die Ardennenoffensive (2007) hat die Geschichte der Adipositasforschung untersucht und Originalarbeiten von Davenport (S. 474 ff.) (1923) sowie von Verschuer (S. 492 ff.) (1927) nachgedruckt. Davenport, der das Verhältnis we verwendete bekannt als Body Mass Index (BMI), war der erste, der die Beziehung zwischen Genetik und Umwelt bei Fettleibigkeit untersuchte und fragte: "Inwieweit hängt dieser Unterschied im Körperbau zwischen schlanken und fleischigen Personen von konstitutionellen Faktoren ab?" (S. 474) Ich habe meinen Titel von Dr. Bray (der ihn von Mentor Edwin B. Astwood ausgeliehen hat) (S. 148) übernommen Das Erbe der Korpulenz .

Es folgten wichtige Zwillingsstudien, darunter der schwedische Forscher Börjeson (1976), der die Bedeutung von Vererbung und Umwelt durch Vergleich der Unterschiede zwischen Paaren bei MZ- und DZ-Zwillingen analysierte und dessen Zwillingsbilder hier erscheinen. Darüber hinaus entwickelten der kanadische Ermittler Claude Bouchard und seine Kollegen ihre sogenannte Langzeitstudie "Quebec Overfeeding Study", in der sie 12 Paare normalgewichtiger männlicher Zwillinge mit normalem Gewicht untersuchten, die 120 Tage lang auf einer stationären Einheit unter kontrollierten Bedingungen blieben und gefüttert wurden An 84 Tagen sechs Tage die Woche 1000 zusätzliche Kalorien pro Tag. (Bouchard et al., New England Journal of Medicine 1990; Redden und Allison, Adipositas Bewertungen , 2004; Bouchard, American Journal of Clinical Nutrition , 2009; Bouchard et al. Internationale Zeitschrift für Fettleibigkeit , 2014; ) Die mittlere Gewichtszunahme betrug 8,1 kg, lag jedoch im Bereich von 4,3 bis 13,3 kg. Bemerkenswerterweise führte Überfütterung zu einem signifikant ähnlichen Körpergewicht und Prozentsatz der Fettzunahme innerhalb jedes MZ-Zwillingspaares, aber es gab dreimal mehr Varianz zwischen den verschiedenen Paaren als innerhalb der Paare. Mit anderen Worten, eine strenge Kontrolle der gleichen Menge an übermäßiger Nahrungsaufnahme und begrenzter körperlicher Aktivität führte bei genetisch unterschiedlichen Zwillingen zu unterschiedlichen Reaktionen hinsichtlich Körpermasse, Körperzusammensetzung und sogar regionaler Fettverteilung. Bouchard betonte, dass die Forscher versuchen müssen, Fehler zu minimieren, da die Auswirkungen einer Gen-Umwelt-Interaktion normalerweise gering sind. Eine Möglichkeit, Fehler zu vermeiden, besteht darin, Größe und Gewicht tatsächlich zu messen, anstatt sich auf Selbstberichte zu verlassen, die in vielen Studien so häufig sind . (Bouchard, Fettleibigkeit, Supplement, 2008.) Ferner erklärte Bouchard, dass "menschliche Variation", einschließlich eines "biologischen Determinismus" in einigen Fällen, die anfälliger für Gewichtszunahme oder Gewichtsverlust sind, "eine absolute Voraussetzung" für die Suche nach einer Gen-Umwelt-Interaktion ist zur eventuellen Identifizierung spezifischer Gene. (Bouchard, 2008)

Im Laufe der Jahre haben viele sogenannte geschaffen Zwillingsregister von Tausenden von MZ- und DZ-Zwillingen, einschließlich derer in Norwegen, Schweden und Finnland sowie in den USA (z. B. Zwillingsregister der Nationalen Akademie der Wissenschaften - Nationaler Forschungsrat (NAS-NRC), Minnesota-Register und Zwillingsregister der Ära Vietnam .) Der bekannte Adipositasforscher Albert (Mickey) Stunkard verwendete beispielsweise für einige seiner Studien schwedische und dänische Zwillingsregister. (Jou, NEJM , 2014) Stunkard et al. ( JAMA , 1986) verwendeten auch das NAS-NRC-Register, um über 1900 MZ-Zwillinge und über 2000 DZ-Zwillinge zu bewerten, um genetische Beiträge zu Größe, Gewicht und BMI in einer Langzeit-Follow-up-Studie (25 Jahre) zu bewerten. "Die menschliche Fettleibigkeit steht unter starker genetischer Kontrolle." Die Forscher räumten jedoch ein, dass Schätzungen der Erblichkeit kritisiert werden können, wobei sowohl unterschätzt als auch überschätzt werden kann, was möglicherweise unter anderem auf Fehler bei der Feststellung der Zygosität oder sogar auf eine assortative Paarung zurückzuführen ist (bei der Ehepartner dazu neigen, zu heiraten) ein Partner ähnlicher Bauart.) Heymsfield und Kollegen (Allison et al., Verhaltensgenetik , 1996) haben auch betont, dass "Standard-Zwillingsdesigns" für Fettleibigkeit nicht notwendigerweise Daten wie das Gewicht von Ehepartnern enthalten und ob eine assortative Paarung (d. H. Eine nicht zufällige Paarung) die Erblichkeitsraten beeinflussen kann.

In ihrer klassischen Zwillingsstudie haben Stunkard et al. ( NEJM, 1990) untersuchten 93 Paare identischer Zwillinge, die auseinander gezogen wurden (eines der wirksamsten Mittel, um die Bedeutung gemeinsamer Gene von der einer gemeinsamen Umgebung zu bestimmen); 154 Paare identischer Zwillinge, die zusammen aufgezogen wurden; 218 Paare brüderlicher Zwillinge zogen auseinander und 208 Paare brüderlicher Zwillinge zogen zusammen auf, die alle aus dem schwedischen Register stammten und Zwillingsstudien mit Adoptionsstudien kombinierten. Zwillinge wurden Ende 50 mit 60% Frauen untersucht. Die Forscher stellten jedoch fest, dass Zwillinge, selbst wenn sie getrennt aufgezogen werden, einander ähneln können, wenn ihre Aufzuchtumgebungen ähnlich sind (z. B. wenn Zwillinge "selektiv" in Häusern untergebracht wurden, die tendenziell denen ihrer leiblichen Eltern ähneln) Fast die Hälfte der Zwillinge, die von ihren leiblichen Eltern getrennt waren, wurden im ersten Lebensjahr getrennt, häufig aufgrund von Tod, Krankheit oder finanziellen Schwierigkeiten in der Herkunftsfamilie. Stunkard et al. Fanden starke Hinweise auf den Einfluss der Vererbung auf den BMI und fanden heraus, dass sich genetische Einflüsse über alle Gewichtsklassen erstrecken, d. H. Von den dünnen bis zu den fettleibigen. Sie stellten auch fest, dass eineiige Zwillinge, die auseinander gezogen wurden, Intra-Pair-Korrelationskoeffizienten von 0,70 für Männer und 0,66 für Frauen für den BMI hatten, und kamen in dieser Studie zu dem Schluss, dass das Umfeld in der Kindheit wenig oder gar keinen Einfluss hatte. Sie warnen jedoch davor, "Erblichkeit impliziert keinen unveränderlichen, unveränderlichen genetischen Einfluss", sondern genetische Einflüsse unter bestimmten Umweltbedingungen. (Stunkard et al., 1990) In diesem Sinne haben Allison, Heymsfield und Kollegen (Faith et al., Internationale Zeitschrift für Fettleibigkeit, 2012) haben betont, wie wichtig es ist, die Kontext der Messung unter welchen Umgebungsbedingungen, die dem Design einer Studie inhärent sind (z. B. Lesen für Zwillinge während des Essens), möglicherweise die Ergebnisse beeinflussen können.

Im Laufe der Jahre haben Allison, Heymsfield und ihre Kollegen das klassische Zwillingsdesign verwendet, um die Beziehung von sogenannten zu bewerten genetische Architektur für die Umwelt, auch während der intrauterinen Periode (Allison et al., Internationale Zeitschrift für Fettleibigkeit und verwandte Stoffwechselstörungen , 1995.) Sie haben dieses Modell auch verwendet, um den Body-Mass-Index und den Blutdruck zu untersuchen (Allison et al., American Journal of Medical Genetics, 1995); Body Mass Index in einer pädiatrischen Zwillingsprobe (Faith et al., Pädiatrie, 1999); Kalorienaufnahme (Faith et al., Verhaltensgenetik, 1999); und selbstregulierendes Essen (Faith et al., Internationale Zeitschrift für Fettleibigkeit , London , 2012)

Endeffekt : Zwillingsstudien haben sich aus der Zeit von Sir Francis Galton im späten 19. Jahrhundert entwickelt, der die Verwendung von Zwillingen vorschlug, um die Auswirkungen der Natur von der Pflege zu unterscheiden. Sie wurden von Forschern wie den Nazis während des Zweiten Weltkriegs missbraucht. Historisch gesehen stammte die wichtigste frühe Forschung auf dem Gebiet der Fettleibigkeit von Dr. Claude Bouchard et al., Die in der klassischen Quebec-Überfütterungsstudie identische (monozygote) Zwillinge unter kontrollierten stationären Bedingungen untersuchten, und Mickey Stunkard et al., Die sowohl monozygote als auch dizygot adoptierte Zwillinge untersuchten, um Umwelt- und genetische Effekte zu trennen namens klassisches Zwillingsdesign.

Bitte beachten Sie: Dies ist Teil I eines zweiteiligen Blogs über die Verwendung von Zwillingen in der Forschung zu Fettleibigkeit. In Teil II wird die Verwendung des Co-Twin-Designs genauer untersucht, bei dem ein identischer Zwilling für ein Merkmal im Vergleich zum anderen nicht übereinstimmt. Ein besonderer Dank geht an diejenigen, die bei der Erstellung der Blogs I und II mitgeholfen haben, siehe Blog II.