Čo priberanie a chudnutie spôsobuje nášmu telu
Pribúdanie alebo chudnutie, a to aj na krátku dobu, môže drasticky zmeniť osobný molekulárny profil jednotlivca, tvrdí nová štúdia uskutočnená na Lekárskej fakulte Stanfordskej univerzity v Kalifornii.
V článku, ktorý má byť publikovaný v časopise Bunkové systémyVedci tvrdia, že pri vytváraní podrobného molekulárneho profilu každého z 23 účastníkov štúdie čerpali z obrovského množstva údajov z viacerých študijných metód.
Molekulárne údaje boli zhromaždené z rôznych „-omických“ techník, vrátane:
- genomika alebo metódy mapujúce genóm alebo genetickú výbavu organizmov
- proteomika, prístup, ktorý poskytuje podrobné informácie o proteínoch
- transkriptomiky alebo techniky, ktoré odhaľujú, ako sa v súčasnosti interpretuje genóm
- metabolomika, ktorá poskytuje poznatky o metabolizme a chémii buniek
- mikrobiomika alebo metódy, ktoré profilujú baktérie a iné mikroorganizmy v tele
„Nakoniec,“ hovorí spoluautor štúdie Michael Snyder, profesor genetiky na Stanfordskej univerzite v Kalifornii, „urobili sme doslova miliardy meraní.“
Štúdia sleduje výskumnú cestu, na ktorej sa profesor Snyder začal pred niekoľkými rokmi, keď sa podrobil svojmu vlastnému profilovaniu omiky, ktoré sledovalo molekulárne zmeny v tele, keď vyvinul cukrovku 2. typu a potom sa z nej zotavil po zmene stravy. a životný štýl.
Profilovanie molekulárnych zmien
V novej štúdii on a zvyšok tímu zistili, že keďže účastníci pribrali asi 1 kilogram telesnej hmotnosti za 1 mesiac a potom ju zhodili, došlo k dramatickým posunom v ich génovej expresii, kardiovaskulárnom systéme, mikrobióme a imunitnom systéme .
Keď účastníci pribrali, odhalili sa ich osobné profily omiky: významné zmeny bakteriálneho zloženia; aktivácia molekulárnych dráh, ktoré súvisia so srdcovými chorobami; a zvýšený zápal a imunitné reakcie.
Ale dobrá správa je, že potom, čo zhodili prebytočné kilogramy, väčšina ich systémov sa vrátila do pôvodných stavov.
Prof. Snyder hovorí, že ich cieľom bolo „charakterizovať, čo sa deje počas priberania a chudnutia na úrovni, ktorú ešte nikto nikdy neurobil.“
Chceli predovšetkým „zistiť, ako sa môžu prediabetickí ľudia líšiť, pokiaľ ide o ich osobné profily omiky a ich molekulárne reakcie na kolísanie hmotnosti,“ dodáva.
Obezita a cukrovka 2. typu
Ľudia s obezitou sú vystavení zvýšenému riziku vzniku cukrovky 2. typu a ďalších vážnych zdravotných problémov. Inzulínová rezistencia často predchádza cukrovke 2. typu.
Jednotlivci s inzulínovou rezistenciou majú problémy s premenou krvného cukru na energiu, pretože ich bunky nesprávne reagujú na inzulín, hormón, ktorý im pomáha prijímať a využívať glukózu.
Pankreas sa snaží vykompenzovať viac inzulínu, ale nakoniec to nemusí stačiť, čo vedie k vysokej hladine cukru v krvi a úplnej cukrovke 2. typu.
V Spojených štátoch, kde má obezitu 36,5 percenta dospelých, žije viac ako 100 miliónov ľudí s prediabetom alebo cukrovkou.
Profilovanie osobnej omiky o priberaní a chudnutí
Pre novú štúdiu tím porovnával profily osobnej omiky 13 osôb rezistentných na inzulín s profilmi 10 osôb bez inzulínovej rezistencie - „skupina citlivá na inzulín“ - ako pribúdali a potom chudli.
Všetci účastníci mali pri nábore index telesnej hmotnosti (BMI) medzi 25 a 35, to znamená od „nadváhy po stredne obézny“.
Účastníci mesiac dodržiavali vysokokalorickú stravu, počas ktorých pribrali na váhe 2,7 kilogramu. Potom sa zbavili nadbytočných kíl.
Vedci odobrali vzorky od účastníkov v štyroch bodoch štúdie: pri vstupe; keď ich hmotnosť vrcholila po vysokokalorickej diéte; keď sa ich váha vrátila na východiskovú hodnotu; a potom nasledovali 3 mesiace stability potom, čo sa ich hmotnosť vrátila na východiskovú hodnotu.
Molekulárne vzorce ukazujú na inzulínovú rezistenciu
Pri porovnaní skupín rezistentných na inzulín a skupín citlivých na inzulín vedci zistili významné rozdiely v ich základných profiloch.
Najmä základné molekulárne profily skupiny rezistentnej na inzulín obsahovali markery zápalu, zatiaľ čo profily skupiny citlivej na inzulín ich nemali.
Profesor Snyder hovorí, že toto zistenie naznačuje, že profilovanie pomocou omiky by mohlo identifikovať jednotlivcov s rizikom cukrovky spozorovaním skorých markerov zápalu, o ktorých je známe, že súvisia s vývojom cukrovky 2. typu.
Porovnanie profilov omics po prírastku hmotnosti ukázalo aj zaujímavé kontrasty. Zatiaľ čo markery zápalu sa zvýšili v skupinách rezistentných na inzulín aj v skupine citlivých na inzulín, iba skupina citlivá na inzulín vykazovala bakteriálne markery Akkermansia muciniphila, ktorý chráni pred inzulínovou rezistenciou.
Avšak najdramatickejšou zmenou - pre obe skupiny - boli zmeny v génovej expresii, o ktorých je známe, že súvisia so zvýšeným rizikom formy srdcového zlyhania známeho ako dilatačná kardiomyopatia.
"To bolo dosť prekvapujúce," poznamenáva profesor Snyder, "neočakával som, že 30 dní prejedania zmení celú srdcovú cestu."
Vysvetľuje však, že ich zistenia zodpovedajú „tomu, ako myslíme na ľudské telo - je to celý systém, nielen niekoľko izolovaných komponentov, takže pri priberaní na váhe dochádza k zmenám v celom systéme.“ “
Môžu byť niektoré zmeny dlhodobejšie?
Potom, čo zhodili svoju nadváhu a dosiahli určitú dobu stability pri svojej predchádzajúcej hmotnosti, omické profily účastníkov ukázali, že väčšina molekulárnych zmien sa vrátila do normálu.
Podskupina zmien v prírastkoch hmotnosti v profiloch však pretrvávala. Aj keď neboli dostatočne veľké alebo významné na to, aby z nich bolo možné vyvodiť pevné závery, naznačujú, hovorí profesor Snyder, „že niektoré z týchto účinkov môžu byť dlhodobejšie“.
Poukazuje tiež na to, že zatiaľ čo sa ich štúdia zaoberala hlavne skupinovými zmenami, všimli si, že každý účastník mal vo svojom osobnom profile omiky jedinečné zmeny, čo podľa jeho názoru ukazuje, že tieto nástroje budú „kritickou súčasťou riadenia ľudského zdravia v budúcnosť. “
„Veľké dáta budú pre budúcnosť medicíny rozhodujúce a veci ako tieto integrujúce profily omiky ponúknu pochopenie toho, ako ľudské telo reaguje veľmi osobným spôsobom na rôzne výzvy.“
Michael Snyder
