Какво натрупването и свалянето на тегло прави с тялото ни
Натрупването или свалянето на тегло, дори за кратко, може драстично да промени личния молекулен профил на индивида, според ново проучване, проведено от Медицинското училище в Станфорд в Калифорния.
В статия, която трябва да бъде публикувана в списанието Клетъчни системи, изследователите съобщават как са използвали огромно количество данни от множество методи на изследване, за да създадат подробен молекулярен профил на всеки от 23-те си участници в изследването.
Молекулярните данни са получени от различни техники на „-omics“, включително:
- геномика или методи, които картографират генома или генетичния състав на организмите
- протеомика, подход, който дава подробна информация за протеините
- транскриптомика или техники, които разкриват как в момента се интерпретира генома
- метаболомика, която дава представа за метаболизма и химията на клетките
- микробиомика или методи, които профилират бактериите и други микроорганизми в тялото
„В крайна сметка - казва авторът на проучването Майкъл Снайдер, професор по генетика в Станфордския университет в Калифорния, - направихме буквално милиарди измервания.“
Изследването следва изследователски път, по който проф. Снайдер е стартирал преди няколко години, когато е бил обект на собственото си профилиране на омици, което проследява молекулярните промени в тялото му, докато развива диабет тип 2 и след това се възстановява от него след промяна на диетата си и начин на живот.
Профилиране на молекулярни промени
В новото проучване той и останалата част от екипа установиха, че тъй като участниците качват около 6 килограма телесно тегло за 1 месец и след това го отделят, има драматични промени в тяхната генна експресия, сърдечно-съдовата система, микробиома и имунната система .
Докато участниците напълняваха, техните лични профили на omics разкриха: значителни промени в бактериалния състав; активиране на молекулярни пътища, които са свързани със сърдечни заболявания; и засилено възпаление и имунни реакции.
Но добрата новина е, че след като са свалили излишните си килограми, повечето от системите им са се върнали в първоначалното си състояние.
Проф. Снайдер казва, че целта им е била „да характеризират това, което се случва по време на наддаване и отслабване на ниво, което никой досега не е правил“.
По-специално, те искаха да „научат как хората предидиабетни могат да се различават по отношение на личните си профили на омик и техните молекулярни реакции на колебанията в теглото“, добавя той.
Затлъстяване и диабет тип 2
Хората със затлъстяване са изложени на повишен риск от развитие на диабет тип 2, както и други сериозни здравословни проблеми. Инсулиновата резистентност често предшества диабет тип 2.
Хората с инсулинова резистентност имат проблеми с превръщането на кръвната захар в енергия, тъй като клетките им не реагират правилно на инсулин, хормон, който им помага да приемат и използват глюкоза.
Панкреасът се опитва да произвежда повече инсулин, за да компенсира, но в крайна сметка това може да не е достатъчно, което води до висока кръвна захар и пълноценен диабет тип 2.
В Съединените щати, където 36,5% от възрастните имат затлъстяване, има над 100 милиона души, живеещи с преддиабет или диабет.
Лично омическо профилиране на наддаване на тегло, загуба
За новото проучване екипът сравнява личните профили на omics на 13 инсулиноустойчиви индивиди с тези на 10 индивида без инсулинова резистентност - „инсулиночувствителната група“ - тъй като те наддават и след това отслабват.
Всички участници са имали индекс на телесна маса (ИТМ) между 25 и 35 - т.е., вариращ от „наднормено тегло до умерено затлъстяване“ - когато са били вербувани.
Участниците спазваха висококалорична диета в продължение на един месец, като през това време те качиха 6 килограма (2,7 килограма) тегло. След това те изхвърлят наднорменото тегло.
Учените взеха проби от участниците в четири точки по време на проучването: на изходно ниво; когато теглото им достигна връх след висококалоричната диета; когато теглото им се върне към изходното ниво; и след това след 3 месеца стабилност, след като теглото им се върне към изходното ниво.
Молекулярните модели показват инсулинова резистентност
Когато сравняват инсулиноустойчивите и инсулиночувствителните групи, изследователите откриват значителни разлики в техните базови профили.
По-специално, базовите молекулни профили на инсулинорезистентната група съдържат маркери на възпалението, докато тези на инсулиночувствителната група ги нямат.
Проф. Снайдър казва, че тази констатация предполага, че профилирането на omics може да идентифицира индивиди с риск от диабет чрез забелязване на ранни маркери на възпалението, за които е известно, че са свързани с развитието на диабет тип 2.
Сравнението на профилите на omics след напълняване също показа интересни контрасти. Докато маркерите за възпаление се повишават както в инсулинорезистентните, така и в инсулиночувствителните групи, само групата, която е инсулиново чувствителна, показва бактериални маркери на Akkermansia muciniphila, който предпазва от инсулинова резистентност.
Въпреки това, най-драматичната промяна - и за двете групи - бяха промени в генната експресия, за които е известно, че са свързани с повишен риск от форма на сърдечна недостатъчност, известна като дилатативна кардиомиопатия.
„Това беше доста изненадващо“, отбелязва проф. Снайдер, „не очаквах, че 30-дневно преяждане ще промени целия път на сърцето.“
Той обяснява обаче, че техните открития се вписват „с това как мислим за човешкото тяло - това е цяла система, а не само няколко изолирани компонента, така че има промени в цялата система, когато хората наддават на тегло“.
Възможно ли е някои промени да са по-дълготрайни?
След като те свалиха наднорменото си тегло и имаха период на стабилност при предишното си тегло, омичните профили на участниците показаха, че повечето от молекулните промени се връщат към нормалното.
Въпреки това, подгрупа от промени в наддаването на тегло в профилите продължи да съществува. Въпреки че те не са били достатъчно големи или значими, за да се направят твърди заключения, те предполагат, казва проф. Снайдер, „че някои от тези ефекти могат да бъдат по-дълготрайни“.
Той също така посочва, че докато тяхното проучване се занимава главно с групови промени, те забелязват, че всеки участник е имал уникални промени в личния си профил на омика, което показва, смята той, че такива инструменти ще формират „критична част от управлението на човешкото здраве в бъдеще. "
„Големите данни ще бъдат от решаващо значение за бъдещето на медицината и неща като тези интегративни профили на omics ще предложат разбиране за това как човешкото тяло реагира по много личен начин на различни предизвикателства.“
Проф. Майкъл Снайдер
