Τι κερδίζει και ρίχνει βάρος στο σώμα μας
Η αύξηση ή η μείωση του βάρους, ακόμη και για μικρό χρονικό διάστημα, μπορεί να αλλάξει δραστικά το προσωπικό μοριακό προφίλ ενός ατόμου, σύμφωνα με μια νέα μελέτη που πραγματοποιήθηκε από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ στην Καλιφόρνια.
Σε μια εφημερίδα που πρόκειται να δημοσιευτεί στο περιοδικό Συστήματα κυττάρων, οι ερευνητές αναφέρουν πώς αντλούν ένα τεράστιο ποσό δεδομένων από πολλαπλές μεθόδους μελέτης για να δημιουργήσουν ένα λεπτομερές μοριακό προφίλ καθένα από τους 23 συμμετέχοντες στη μελέτη.
Τα μοριακά δεδομένα συλλέχθηκαν από διάφορες τεχνικές «-omics», όπως:
- γονιδιωματική, ή μέθοδοι που χαρτογραφούν το γονιδίωμα, ή γενετική σύνθεση, οργανισμών
- πρωτεωμική, μια προσέγγιση που δίνει λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τις πρωτεΐνες
- μεταγραφικές, ή τεχνικές που αποκαλύπτουν πώς ερμηνεύεται το γονιδίωμα
- μεταβολική, η οποία δίνει πληροφορίες για το μεταβολισμό και τη χημεία των κυττάρων
- μικροβιολογία ή μέθοδοι που περιγράφουν βακτήρια και άλλους μικροοργανισμούς στο σώμα
«Στο τέλος», λέει ο συν-ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Michael Snyder, καθηγητής γενετικής στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ στην Καλιφόρνια, «κάναμε κυριολεκτικά δισεκατομμύρια μετρήσεις».
Η μελέτη ακολουθεί μια ερευνητική πορεία που ξεκίνησε ο καθηγητής Snyder πριν από λίγα χρόνια όταν ήταν το αντικείμενο της προσωπικής του ομιλίας, η οποία παρακολούθησε μοριακές αλλαγές στο σώμα του καθώς ανέπτυξε διαβήτη τύπου 2 και στη συνέχεια ανέκαμψε από αυτό μετά την αλλαγή της διατροφής του και τον τρόπο ζωής.
Προγραμματισμός μοριακών αλλαγών
Στη νέα μελέτη, αυτός και η υπόλοιπη ομάδα διαπίστωσαν ότι, καθώς οι συμμετέχοντες κέρδισαν περίπου 6 κιλά σωματικού βάρους για περισσότερο από 1 μήνα και στη συνέχεια το έριξαν, υπήρξαν δραματικές μεταβολές στην έκφραση των γονιδίων τους, στο καρδιαγγειακό σύστημα, στο μικρόβιο και στο ανοσοποιητικό σύστημα. .
Καθώς οι συμμετέχοντες κέρδισαν βάρος, τα προσωπικά τους προφίλ omics αποκάλυψαν: σημαντικές αλλαγές στη βακτηριακή σύνθεση. ενεργοποίηση μοριακών οδών που έχουν συνδεθεί με καρδιακές παθήσεις · και αυξημένη φλεγμονή και ανοσοαποκρίσεις.
Αλλά τα καλά νέα είναι ότι μετά την αποβολή των επιπλέον κιλών τους, τα περισσότερα από τα συστήματά τους επέστρεψαν στις αρχικές τους καταστάσεις.
Ο καθηγητής Snyder λέει ότι ο στόχος τους ήταν να «χαρακτηρίσουν τι συμβαίνει κατά την αύξηση βάρους και την απώλεια σε επίπεδο που κανείς δεν έχει κάνει ποτέ πριν».
Συγκεκριμένα, ήθελαν να «μάθουν πώς οι διαβητικοί θα μπορούσαν να διαφέρουν ως προς τα προσωπικά τους προφίλ omics και τις μοριακές τους απαντήσεις στη διακύμανση του βάρους», προσθέτει.
Παχυσαρκία και διαβήτης τύπου 2
Τα άτομα με παχυσαρκία διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης διαβήτη τύπου 2, καθώς και άλλων σοβαρών προβλημάτων υγείας. Η αντίσταση στην ινσουλίνη προηγείται συχνά του διαβήτη τύπου 2.
Τα άτομα με αντίσταση στην ινσουλίνη έχουν προβλήματα με τη μετατροπή του σακχάρου στο αίμα σε ενέργεια, καθώς τα κύτταρα τους δεν αντιδρούν σωστά στην ινσουλίνη, μια ορμόνη που τους βοηθά να προσλαμβάνουν και να χρησιμοποιούν γλυκόζη.
Το πάγκρεας προσπαθεί να παράγει περισσότερη ινσουλίνη για να αντισταθμίσει, αλλά τελικά αυτό μπορεί να μην είναι αρκετό, οδηγώντας σε υψηλό σάκχαρο στο αίμα και πλήρη διαβήτη τύπου 2.
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, όπου το 36,5% των ενηλίκων έχουν παχυσαρκία, υπάρχουν περισσότερα από 100 εκατομμύρια άτομα που ζουν με προδιαβήτη ή διαβήτη.
Προσωπικά χαρακτηριστικά omics για αύξηση βάρους, απώλεια
Για τη νέα μελέτη, η ομάδα συνέκρινε τα προσωπικά προφίλ omics 13 ατόμων με ανθεκτικότητα στην ινσουλίνη με εκείνα των 10 ατόμων χωρίς αντίσταση στην ινσουλίνη - την «ευαίσθητη στην ινσουλίνη ομάδα» - καθώς κέρδισαν και στη συνέχεια έχασαν βάρος.
Όλοι οι συμμετέχοντες είχαν δείκτη μάζας σώματος (ΔΜΣ) μεταξύ 25 και 35 - δηλαδή, από "υπέρβαρο έως μέτρια παχύσαρκο" - όταν προσλήφθηκαν.
Οι συμμετέχοντες ακολούθησαν μια δίαιτα με υψηλή περιεκτικότητα σε θερμίδες για ένα μήνα, κατά τη διάρκεια της οποίας κέρδισαν 6 κιλά (2,7 κιλά) σε βάρος. Μετά από αυτό, έπεσαν στη συνέχεια το υπερβολικό βάρος.
Οι επιστήμονες πήραν δείγματα από τους συμμετέχοντες σε τέσσερα σημεία κατά τη διάρκεια της μελέτης: κατά την έναρξη · όταν το βάρος τους κορυφώθηκε μετά τη δίαιτα με υψηλή περιεκτικότητα σε θερμίδες. όταν το βάρος τους επέστρεψε στην αρχή · και μετά μετά από 3 μήνες σταθερότητας αφού το βάρος τους επέστρεψε στην αρχή.
Τα μοριακά μοτίβα δείχνουν αντίσταση στην ινσουλίνη
Όταν συνέκριναν τις ανθεκτικές στην ινσουλίνη και ευαίσθητες στην ινσουλίνη ομάδες, οι ερευνητές βρήκαν σημαντικές διαφορές στα βασικά τους προφίλ.
Συγκεκριμένα, τα βασικά μοριακά προφίλ της ανθεκτικής στην ινσουλίνη ομάδας περιείχαν δείκτες φλεγμονής, ενώ εκείνοι της ευαίσθητης στην ινσουλίνη ομάδας δεν τους είχαν.
Ο καθηγητής Snyder λέει ότι αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι το προφίλ omics θα μπορούσε να εντοπίσει άτομα που διατρέχουν κίνδυνο διαβήτη εντοπίζοντας πρώιμους δείκτες φλεγμονής, οι οποίοι είναι γνωστό ότι συνδέονται με την ανάπτυξη διαβήτη τύπου 2.
Η σύγκριση των προφίλ omics μετά την αύξηση βάρους έδειξε επίσης ενδιαφέρουσες αντιθέσεις. Ενώ οι δείκτες φλεγμονής αυξήθηκαν τόσο σε ανθεκτικές στην ινσουλίνη όσο και σε ευαίσθητες στην ινσουλίνη ομάδες, μόνο η ομάδα που ήταν ευαίσθητη στην ινσουλίνη έδειξε βακτηριακούς δείκτες Akkermansia muciniphila, το οποίο προστατεύει από την αντίσταση στην ινσουλίνη.
Ωστόσο, η πιο δραματική αλλαγή - και για τις δύο ομάδες - ήταν μεταβολές στην γονιδιακή έκφραση που είναι γνωστό ότι συνδέονται με αυξημένο κίνδυνο μορφής καρδιακής ανεπάρκειας γνωστής ως διασταλμένη καρδιομυοπάθεια.
«Αυτό ήταν αρκετά εκπληκτικό», σχολιάζει ο καθηγητής Snyder, «Δεν περίμενα 30 ημέρες υπερκατανάλωσης τροφής να αλλάξουν ολόκληρη την καρδιά.»
Εξηγεί, ωστόσο, ότι τα ευρήματά τους ταιριάζουν «με τον τρόπο που σκεφτόμαστε το ανθρώπινο σώμα - είναι ένα ολόκληρο σύστημα, όχι μόνο μερικά μεμονωμένα συστατικά, οπότε υπάρχουν αλλαγές σε όλο το σύστημα όταν οι άνθρωποι παίρνουν βάρος».
Θα μπορούσαν κάποιες αλλαγές να έχουν μεγαλύτερη διάρκεια;
Αφού έριξαν το υπερβολικό βάρος τους και είχαν μια περίοδο σταθερότητας στο προηγούμενο βάρος τους, τα προφίλ omic των συμμετεχόντων έδειξαν ότι οι περισσότερες από τις μοριακές αλλαγές επανήλθαν στο φυσιολογικό.
Ωστόσο, ένα υποσύνολο αλλαγών αύξησης βάρους στα προφίλ παρέμεινε. Αν και δεν ήταν αρκετά μεγάλα ή αρκετά σημαντικά για να εξαχθούν συμπεράσματα, προτείνουν, λέει ο καθηγητής Snyder, "ότι ορισμένα από αυτά τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να έχουν μεγαλύτερη διάρκεια."
Επισημαίνει επίσης ότι ενώ η μελέτη τους ασχολήθηκε κυρίως με ομαδικές αλλαγές, παρατήρησαν ότι κάθε συμμετέχων είχε μοναδικές αλλαγές στο προσωπικό του προφίλ omics, το οποίο δείχνει, πιστεύει, ότι τέτοια εργαλεία θα αποτελέσουν ένα «κρίσιμο μέρος της διαχείρισης της ανθρώπινης υγείας στο μελλοντικός."
«Τα μεγάλα δεδομένα θα είναι κρίσιμα για το μέλλον της ιατρικής και πράγματα όπως αυτά τα ολοκληρωμένα προφίλ omics θα προσφέρουν μια κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το ανθρώπινο σώμα ανταποκρίνεται, με πολύ προσωπικό τρόπο, σε διαφορετικές προκλήσεις».
Καθηγητής Michael Snyder
