Ką svorio augimas ir metimas daro mūsų organizmui
Svorio priaugimas ar numetimas, net ir trumpam, gali kardinaliai pakeisti asmens molekulinį profilį, rodo naujas tyrimas, atliktas Stanfordo universiteto medicinos mokyklos Kalifornijoje.
Straipsnyje, kuris turi būti paskelbtas žurnale Ląstelių sistemos, mokslininkai praneša, kaip jie pasinaudojo didžiuliu duomenų kiekiu iš daugelio tyrimo metodų, kad sukurtų išsamų kiekvieno iš jų 23 tyrimo dalyvių molekulinį profilį.
Molekuliniai duomenys buvo gauti iš įvairių „-omikos“ metodų, įskaitant:
- genomika, arba metodai, vaizduojantys organizmų genomą arba genetinę struktūrą
- proteomika - metodas, suteikiantis išsamią informaciją apie baltymus
- transcriptomics arba metodai, atskleidžiantys, kaip šiuo metu aiškinamas genomas
- metabolomika, kuri suteikia įžvalgų apie medžiagų apykaitą ir ląstelių chemiją
- mikrobiomika arba metodai, kurie apibūdina bakterijas ir kitus mikroorganizmus organizme
„Galų gale, - sako vyresnysis tyrimo autorius Michaelas Snyderis, genetikos profesorius iš Stanfordo universiteto Kalifornijoje, - mes tiesiogine prasme atlikome milijardus matavimų.
Tyrimas seka tyrimo keliu, kurį prof. Snyderis pradėjo prieš kelerius metus, kai jam buvo atliktas asmeninis omikos profiliavimas, kuris sekė jo kūno molekulinius pokyčius, kai jis susirgo 2 tipo cukriniu diabetu, o po to atsigavo pakeitus mitybą ir gyvenimo būdas.
Molekulinių pokyčių profiliavimas
Naujame tyrime jis ir likusi komandos komanda nustatė, kad dalyviams priaugus maždaug 6 svarus kūno svorio per mėnesį, vėliau jį išmetus, įvyko dramatiški jų genų ekspresijos, širdies ir kraujagyslių sistemos, mikrobiomų ir imuninės sistemos pokyčiai .
Dalyviams priaugus svorio, jų asmeninės omikos profiliai atskleidė: reikšmingus bakterijų sudėties pokyčius; su širdies ligomis susijusių molekulinių takų aktyvavimas; padidėjęs uždegimas ir imuninės reakcijos.
Tačiau gera žinia yra ta, kad po to, kai jie atsikratė perteklinių kilogramų, dauguma jų sistemų grįžo į pradines būsenas.
Prof. Snyderis teigia, kad jų tikslas buvo „apibūdinti tai, kas vyksta svorio augimo ir metimo metu tokiu lygiu, kokio dar niekas nebuvo daręs“.
Visų pirma, jie norėjo „sužinoti, kaip prediabetikai gali skirtis dėl jų asmeninės omikos profilių ir jų molekulinės reakcijos į svorio svyravimus“, - priduria jis.
Nutukimas ir 2 tipo cukrinis diabetas
Nutukusiems žmonėms yra didesnė rizika susirgti 2 tipo cukriniu diabetu ir kitomis rimtomis sveikatos problemomis. Atsparumas insulinui dažnai būna prieš 2 tipo diabetą.
Asmenys, turintys atsparumą insulinui, turi problemų dėl cukraus kiekio kraujyje pavertimo energija, nes jų ląstelės nesugeba tinkamai reaguoti į insuliną - hormoną, kuris padeda įsisavinti ir naudoti gliukozę.
Kasa bando pagaminti daugiau insulino, kad kompensuotų, bet galiausiai to gali nepakakti, dėl ko padidėja cukraus kiekis kraujyje ir visiškai pasireiškia 2 tipo cukrinis diabetas.
Jungtinėse Amerikos Valstijose, kur 36,5 proc. Suaugusių žmonių turi nutukimą, prediabetu ar diabetu gyvena daugiau nei 100 mln.
Asmeninė omika, svorio padidėjimo, praradimo profiliavimas
Naujame tyrime komanda palygino 13 insulinui atsparių asmenų asmeninius omikos profilius su 10 asmenų, neturinčių atsparumo insulinui - „jautriai insulinui grupei“, kai jie priaugo svorio, o po to numetė.
Visų dalyvių kūno masės indeksas (KMI) buvo nuo 25 iki 35 - tai yra nuo „antsvorio iki vidutinio nutukimo“, kai jie buvo įdarbinti.
Dalyviai mėnesį laikėsi kaloringų dietų, per tą laiką jie priaugo 6 kilogramus (2,7 kilogramo) svorio. Po to jie numetė perteklinį svorį.
Mokslininkai iš dalyvių paėmė mėginius keturiose tyrimo vietose: pradiniame etape; kai jų svoris pasiekė aukščiausią tašką, kai buvo laikomasi kaloringų dietų; kai jų svoris grįžo į pradinį lygį; po to, kai jų svoris sugrįžo į pradinį lygį, po 3 mėnesių stabilumo.
Molekuliniai modeliai rodo atsparumą insulinui
Palyginę insulinui atsparias ir jautrias insulinui grupes, mokslininkai nustatė reikšmingus pradinio profilio skirtumus.
Visų pirma, insulino atsparios grupės pradiniuose molekuliniuose profiliuose buvo uždegimo žymenų, o jautriai insulinui grupių jų nebuvo.
Prof. Snyderis teigia, kad ši išvada rodo, kad omikos profiliavimas galėtų nustatyti asmenis, kuriems gresia diabetas, pastebėjus ankstyvus uždegimo žymenis, kurie, kaip žinoma, yra susiję su 2 tipo diabeto išsivystymu.
Omikos profilių palyginimas po svorio padidėjimo taip pat parodė įdomių kontrastų. Uždegimo žymenys padidėjo tiek insulinui atsparių, tiek jautrių insulinui grupėse, tik grupė, kuri buvo jautri insulinui, parodė bakterinius Akkermansia muciniphila, kuris apsaugo nuo atsparumo insulinui.
Tačiau ryškiausias abiejų grupių pokytis buvo genų raiškos pokyčiai, kurie, kaip žinoma, yra susiję su padidėjusia širdies nepakankamumo formos, vadinamos išsiplėtusia kardiomiopatija, rizika.
"Tai buvo labai netikėta, - pažymi prof. Snyderis, - nesitikėjau, kad 30 dienų persivalgymas pakeis visą širdies kelią."
Tačiau jis paaiškina, kad jų išvados atitinka „tai, kaip mes galvojame apie žmogaus kūną - tai visa sistema, o ne tik keli izoliuoti komponentai, taigi, kai žmonės priauga svorio, vyksta visos sistemos pokyčiai“.
Ar kai kurie pakeitimai gali būti ilgalaikiai?
Po to, kai jie numetė savo perteklinį svorį ir turėjo stabilumo laikotarpį esant ankstesniam svoriui, dalyvių ominiai profiliai parodė, kad dauguma molekulinių pokyčių grįžo į normalią.
Tačiau išlieka pogrupis svorio padidėjimo profiliuose. Nors jie nebuvo pakankamai dideli ar reikšmingi, kad būtų galima padaryti tvirtas išvadas, jie teigia, sako prof. Snyderis, „kad kai kurie iš šių padarinių gali būti ilgalaikiai“.
Jis taip pat pažymi, kad nors jų tyrimas daugiausia buvo susijęs su grupės pokyčiais, jie pastebėjo, kad kiekvieno dalyvio asmeniniai omikos profiliai turėjo unikalių pokyčių, o tai, jo manymu, rodo, kad tokios priemonės taps „kritine žmogaus sveikatos valdymo dalimi. ateityje “.
„Dideli duomenys bus svarbūs medicinos ateičiai, o tokie dalykai, kaip šie integraciniai omikos profiliai, leis suprasti, kaip žmogaus kūnas labai asmeniškai reaguoja į skirtingus iššūkius“.
Prof. Michaelas Snyderis
