Kaj pridobivanje in odvajanje teže naredi našemu telesu
Pridobivanje ali izguba teže, tudi za kratek čas, lahko drastično spremeni osebnostni molekularni profil posameznika, kaže nova študija, ki jo je opravila medicinska fakulteta Stanford University v Kaliforniji.
V prispevku, ki bo objavljen v reviji Celični sistemiraziskovalci poročajo, kako so črpali ogromno podatkov iz več študijskih metod, da bi ustvarili podroben molekularni profil vsakega od svojih 23 udeležencev študije.
Molekularni podatki so bili pridobljeni iz različnih "-omičnih" tehnik, vključno z:
- genomika ali metode, ki preslikajo genom ali gensko sestavo organizmov
- proteomika, pristop, ki daje podrobne informacije o beljakovinah
- transkriptomiko ali tehnike, ki razkrivajo, kako se trenutno razlaga genom
- metabolomiko, ki daje vpogled v metabolizem in kemijo celic
- mikrobiomiko ali metode, ki profilirajo bakterije in druge mikroorganizme v telesu
"Na koncu," pravi sodelavec študije Michael Snyder, profesor genetike na univerzi Stanford v Kaliforniji, "smo dobesedno opravili milijarde meritev."
Študija sledi raziskovalni poti, ki jo je prof. Snyder začel pred nekaj leti, ko je bil predmet njegovega osebnega profiliranja omike, ki je spremljal molekularne spremembe v njegovem telesu, ko je razvil diabetes tipa 2, nato pa se po spremembi prehrane opomogel od njega. in življenjski slog.
Profiliranje molekularnih sprememb
V novi študiji je skupaj s preostalo ekipo ugotovil, da so se udeleženci, ko so v enem mesecu pridobili približno 6 kilogramov telesne teže in jo nato izgubili, močno spremenili v izražanju genov, kardiovaskularnem sistemu, mikrobiomu in imunskem sistemu. .
Ko so se udeleženci zredili, so njihovi osebni profili omics razkrili: pomembne spremembe v sestavi bakterij; aktivacija molekularnih poti, ki so povezane s srčnimi boleznimi; in povečano vnetje in imunski odziv.
Ampak dobra novica je, da se je večina njihovih sistemov, potem ko so izgubili odvečne kilograme, vrnila v prvotno stanje.
Profesor Snyder pravi, da je bil njihov cilj "opisati dogajanje med povečanjem in izgubo teže na ravni, ki je še nihče ni storil."
Zlasti so želeli "izvedeti, kako se ljudje pred diabetikom lahko razlikujejo glede na svoje osebne profile omics in njihove molekularne odzive na nihanje teže," dodaja.
Debelost in diabetes tipa 2
Ljudje z debelostjo imajo večje tveganje za razvoj diabetesa tipa 2 in tudi drugih resnih zdravstvenih težav. Inzulinska rezistenca je pogosto pred diabetesom tipa 2.
Posamezniki z insulinsko rezistenco imajo težave s pretvorbo krvnega sladkorja v energijo, saj njihove celice ne reagirajo pravilno na inzulin, hormon, ki jim pomaga pri vnosu in uporabi glukoze.
Trebušna slinavka poskuša ustvariti več insulina, da bi to nadomestila, vendar sčasoma to morda ne bo dovolj, kar vodi do visokega krvnega sladkorja in popolne sladkorne bolezni tipa 2.
V ZDA, kjer ima 36,5 odstotka odraslih debelost, več kot 100 milijonov ljudi živi s prediabetesom ali diabetesom.
Osebno profiliranje omikov povečanja telesne mase, izgube
Za novo študijo je ekipa primerjala osebne omics profile 13 inzulinsko odpornih posameznikov s tistimi 10 oseb brez insulinske odpornosti - "inzulinsko občutljiva skupina" -, ko so pridobivali in nato izgubljali težo.
Vsi udeleženci so imeli med rekrutacijo indeks telesne mase (ITM) med 25 in 35 - to je od "prekomerne teže do zmerno debelih".
Udeleženci so en mesec sledili visokokalorični dieti, v tem času pa so pridobili 6 kilogramov teže. Po tem odvržejo odvečno težo.
Znanstveniki so med študijo odvzeli vzorce udeležencem na štirih točkah: na začetku; ko je njihova teža dosegla vrhunec po visokokalorični dieti; ko se je njihova teža vrnila na izhodiščno vrednost; in nato po 3 mesecih stabilnosti, potem ko se je njihova teža vrnila na izhodišče.
Molekularni vzorci kažejo na odpornost proti insulinu
Ko so primerjali inzulinsko odporne in inzulinsko občutljive skupine, so raziskovalci ugotovili pomembne razlike v njihovih izhodiščnih profilih.
Izhodiščni molekularni profili insulinsko odporne skupine so vsebovali označevalce vnetja, medtem ko tisti, ki so bili občutljivi na inzulin, jih niso imeli.
Profesor Snyder pravi, da ta ugotovitev kaže na to, da bi lahko z profili omics prepoznali posameznike, ki jim grozi diabetes, tako da bi opazili zgodnje označevalce vnetja, za katere je znano, da so povezani z razvojem diabetesa tipa 2.
Primerjava profilov omics po povečanju telesne teže je pokazala tudi zanimive kontraste. Medtem ko so se označevalci vnetja povečali tako v odpornih proti insulinu kot pri občutljivih skupinah, je le tista skupina, ki je bila občutljiva na inzulin, pokazala bakterijske označevalce Akkermansia muciniphila, ki ščiti pred odpornostjo na inzulin.
Najbolj dramatična sprememba - za obe skupini - pa so bile spremembe v izražanju genov, za katere je znano, da so povezane z večjim tveganjem za obliko srčnega popuščanja, znano kot razširjena kardiomiopatija.
"To je bilo precej presenetljivo," pravi profesor Snyder, "nisem pričakoval, da bo 30-dnevno prenajedanje spremenilo celotno srčno pot."
Pojasnjuje pa, da se njihove ugotovitve prilegajo "temu, kako mislimo na človeško telo - gre za cel sistem, ne le za nekaj izoliranih komponent, zato pride do sprememb v celotnem sistemu, ko ljudje pridobijo na teži."
Ali bi lahko bile nekatere spremembe dolgoročnejše?
Ko so odvečno težo izgubili in so imeli stabilnost pri prejšnji teži, so omični profili udeležencev pokazali, da se je večina molekularnih sprememb vrnila v normalno stanje.
Vendar pa je podskupina sprememb v povečanju telesne mase v profilih še vedno obstajala. Čeprav niso bili dovolj veliki ali pomembni, na podlagi katerih bi lahko sklepali trdno, pa, pravi profesor Snyder, "nekateri od teh učinkov lahko trajajo dlje."
Poudarja tudi, da medtem ko se je njihova študija ukvarjala predvsem s skupinskimi spremembami, so opazili, da se je vsak udeleženec edinstveno spremenil v svojem osebnem profilu omike, kar po njegovem prepričanju kaže, da bodo takšna orodja "ključni del upravljanja človekovega zdravja v prihodnosti. "
"Veliki podatki bodo ključnega pomena za prihodnost medicine in stvari, kot so ti integrativni profili omics, ponujajo razumevanje, kako se človeško telo zelo osebno odziva na različne izzive."
Prof. Michael Snyder
