Az emberi test drámai változásokon megy keresztül még a súlygyarapodás és a fogyás rövid időszakaiban is - derült ki az amerikai kaliforniai Palo Alto Stanford Egyetem Orvostudományi Karának kutatói által vezetett tanulmányból.

történik

Ahogy az emberek kilókat híznak vagy fogynak, a kutatás eredményei szerint figyelemre méltó változásokat mutatnak mikrobiomjukban, kardiovaszkuláris rendszerükben, immunrendszerükben és a génexpresszió szintjében.

A tudósok integrálták az "omika" profilalkotási technikákat, hogy összegyűjtsék azokat az adatsorokat, amelyek a vizsgálatban résztvevők genomiális, molekuláris, metabolikus és bakteriális összetételének egyedi részleteit tárják fel. A művet ismertető cikk ma szerdán jelenik meg Sejtrendszerek.

Vezető szerzők: Stanford posztdoktori kutatók, Wenyu Zhou és Hannes Röst; Kévin Contrepois tudós és Brian Pienin volt posztdoktori kutató. A fő szerzőségben Michael Snyder, a Stanford genetikai professzora osztozik; Tracey McLaughlin, a Stanford orvostudományi professzora; és George Weinstock, a mikrobiális genomika professzora és igazgatója a Jackson Laboratóriumban, egy független, non-profit non-profit orvosbiológiai kutatóintézetben.

"A cél itt az volt, hogy jellemezzük, mi történik a súlygyarapodás és a fogyás során olyan szinten, amelyet még senki sem tett" - mondja Snyder. "Azt is meg akartuk tanulni, hogy a prediabetikus emberek miben különbözhetnek személyes omikus profiljuk és molekuláris válaszaik tekintetében. a súly ingadozásához ".

Snyder és munkatársai azt tapasztalták, hogy az emberi test még mérsékelt, 2,72 kilogramm körüli súlygyarapodás mellett is drámai módon megváltozott molekuláris szinten. A baktérium populációk átalakultak, az immunválaszok és a gyulladás kiszélesedett, és a szívbetegséghez kapcsolódó molekuláris utak aktiválódtak. Amikor a vizsgálat résztvevői lefogytak, a test többi rendszerének nagy része újrakalibrálódott eredeti állapotukra - állapította meg a tanulmány.

A molekuláris szintek átállítása

Snyder laboratóriumának különös érdeke, hogy megértse az inzulinrezisztens emberek mikroszkópos súlyváltozását, ami azt jelenti, hogy a glükózfeldolgozó képességük sérül, mert ez a 2-es típusú cukorbetegség általános előfutára.

Ebből a célból a tanulmány összehasonlította az inzulinrezisztens résztvevők kiindulási omikus különbségeit az egészséges emberekével, majd két fő kérdést vizsgált meg: Hogyan befolyásolja a súlygyarapodás az omikus profilokat? és mi történik, ha ez a súly lefogy?

A vizsgálatban 23 résztvevő vett részt: 13 inzulinrezisztens és 10 inzulinérzékeny vagy képes volt normálisan feldolgozni az inzulint; testtömeg-indexük (BMI) 25-35 kilogramm/négyzetméter volt.

A 25-ös BMI a normál érték felső végén van, a 40-nél nagyobb BMI nagyjából egyenlő a kóros elhízással. A kutatók egyesítették az egyes személyek transzkripciójából származó információkat, egy olyan molekulagyűjteményt, amely felfedi a DNS-expresszió mintáit; proteom, a fehérjék teljes készlete, amelyet az egyén aktívan termel; mikrobiom; és a genom "Végül szó szerint milliárdnyi mérést végeztünk" - mondja Snyder, a Stanford genetikai professzora.

A vizsgálat kezdetén a tudósok szembetűnő különbségeket találtak az inzulinrezisztens és az inzulinérzékeny csoportok között. A fehérjetermelés és a mikrobiális populációk közötti különbségek között Snyder nagy eltérést észlelt: A gyulladás molekuláris markereit csak az inzulinrezisztens résztvevők vérkeringésében találták.

A gyulladás ismert probléma a cukorbetegeknél, és a korai omi profilok, mint ez, Snyder szerint segíthetnek azonosítani a gyulladáshoz kapcsolódó molekulákat olyan emberekben, akik nem cukorbetegek, de veszélyeztetettek a betegség szempontjából.

"Ezekben az elemzésekben megvizsgáljuk az egyes molekulákat, amelyek változnak, majd kibővítjük őket az út szintjére" - írja le Snyder. Az "útvonalszint" egyenértékű egy olyan rendszerrel, mint például az immunrendszer vagy a szív- és érrendszer. "Tehát, ha találunk egy olyan molekulát, amely látszólag kontrollon kívül van, arra gondolunk, hogy a test valamilyen nagyobb útjára esik-e" - teszi hozzá.

Miután a tanulmány elején különbségeket kerestek, a tudósok megváltoztatták a paramétereket. A résztvevők magas kalóriatartalmú étrendben részesültek, és 30 nap elteltével átlagosan 6 kilót híztak. És a súlygyarapodás, bár mérsékelt, az omikus profilok is megváltoztak. A gyulladás markerek mind az inzulinrezisztens, mind az egészséges csoportokban megnövekedtek.

Inzulinérzékeny résztvevőknél megnőtt az „Akkermansia muciniphila” nevű mikrobiális populáció, amelyről ismert, hogy véd az inzulinrezisztencia ellen. De talán a legmeglepőbb változás volt a "gén expresszióban, amely a dilatált kardiomiopátiának nevezett szívelégtelenség egyik típusának megnövekedett kockázatával jár, amelyben a szív nem képes hatékonyan pumpálni a vért a test többi részébe" - állítja Snyder.

"Ez meglehetősen meglepő volt. Nem számítottam rá, hogy a 30 napos túl sok evés megváltoztatja a szív teljes pályáját" - mondja. "De mindez megfelel az emberi testről alkotott gondolkodásmódunknak, ez egy teljes rendszer, nem csak néhány elszigetelt alkatrészt, mert tehát az egész rendszerben változások vannak, amikor az emberek híznak. " Miután azonban a résztvevők elvesztették a súlyfelesleget, mikrobáik, molekuláik és génexpressziós szintjük nagyrészt visszatért a normális szintre.