Mitä painonnousu ja irtoaminen tekee kehollemme
Painon saaminen tai pudottaminen, jopa lyhyeksi ajaksi, voi muuttaa dramaattisesti yksilön henkilökohtaista molekyyliprofiilia Kalifornian Stanfordin yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun uuden tutkimuksen mukaan.
Lehdessä julkaistavassa artikkelissa SolujärjestelmätTutkijat kertovat kuinka he käyttivät valtavaa määrää tietoa useista tutkimusmenetelmistä saadakseen yksityiskohtaisen molekyyliprofiilin kullekin 23 tutkimuksen osanottajalle.
Molekyylitiedot kerättiin erilaisista "-omiikkatekniikoista", mukaan lukien:
- genomiikka tai menetelmät, jotka kartoittavat organismien genomin tai geneettisen koostumuksen
- proteomiikka, lähestymistapa, joka tuottaa yksityiskohtaista tietoa proteiineista
- transkriptiikka tai tekniikat, jotka paljastavat, miten genomi tulkitaan parhaillaan
- metabolomiikka, joka antaa oivalluksen aineenvaihduntaan ja solujen kemiaan
- mikrobiomiikka tai menetelmät, jotka profiloivat bakteereja ja muita mikro-organismeja kehossa
"Loppujen lopuksi", kertoo kirjailija Michael Snyder, genetiikan professori Kalifornian Stanfordin yliopistossa, "teimme kirjaimellisesti miljardeja mittauksia."
Tutkimus seuraa tutkimuspolkua, jonka professori Snyder aloitti muutama vuosi sitten, kun hänellä oli oma henkilökohtainen omiikan profilointi, joka seurasi hänen ruumiinsa molekyylimuutoksia, kun hän kehitti tyypin 2 diabetesta ja toipui siitä ruokavalion muuttamisen jälkeen. ja elämäntapa.
Molekyylimuutosten profilointi
Uudessa tutkimuksessa hän ja muu joukkue havaitsivat, että kun osallistujat saivat noin 6 kiloa ruumiinpainoa yhden kuukauden aikana ja sitten heittivät sen, geeniekspressiossa, sydän- ja verisuonijärjestelmässä, mikrobiomissa ja immuunijärjestelmässä tapahtui dramaattisia muutoksia. .
Kun osallistujat painoivat, heidän henkilökohtaiset omiikkiprofiilinsa paljastivat: merkittävät muutokset bakteerien koostumuksessa; sydänsairauksiin liittyvien molekyylireittien aktivointi; ja lisääntynyt tulehdus ja immuunivasteet.
Mutta hyvä uutinen on, että sen jälkeen kun he ovat irtoaneet ylimääräiset kilonsa, suurin osa heidän järjestelmistään palasi alkuperäiseen tilaansa.
Professori Snyder sanoo, että heidän tavoitteensa oli "luonnehtia painonnousun ja laihdutuksen aikana tapahtuvaa toimintaa tasolla, jota kukaan ei ole koskaan ennen tehnyt".
Erityisesti he halusivat "oppia, miten prediabeettiset ihmiset saattavat erota henkilökohtaisten omiikkiprofiiliensa ja molekyylivasteidensa suhteen painonvaihteluihin", hän lisää.
Lihavuus ja tyypin 2 diabetes
Lihavilla ihmisillä on lisääntynyt riski sairastua tyypin 2 diabetekseen ja muihin vakaviin terveysongelmiin. Insuliiniresistenssi edeltää usein tyypin 2 diabetesta.
Insuliiniresistenssillä on ongelmia verensokerin muuntamisessa energiaksi, koska solut eivät reagoi kunnolla insuliiniin, hormoniin, joka auttaa heitä ottamaan ja käyttämään glukoosia.
Haima yrittää tuottaa enemmän insuliinia kompensoimaan, mutta lopulta tämä ei välttämättä riitä, mikä johtaa korkeaan verensokeriin ja täysimittaiseen tyypin 2 diabetekseen.
Yhdysvalloissa, jossa 36,5 prosentilla aikuisista on liikalihavuus, on yli 100 miljoonaa ihmistä, joilla on prediabetes tai diabetes.
Henkilökohtainen omiikkiprofilointi painonnoususta, menetyksestä
Uutta tutkimusta varten tiimi verrasi 13 insuliiniresistentin henkilön henkilökohtaisia omiikkiprofiileja 10 yksilön, jolla ei ollut insuliiniresistenssiä, - "insuliiniherkän ryhmän" - painon noustessa ja sitten laihtua.
Kaikkien osallistujien ruumiinindeksi (BMI) oli välillä 25-35 - eli vaihteli "ylipainosta kohtalaisen liikalihavaan" - kun heidät palkattiin.
Osallistujat seurasivat kaloreista ruokavaliota kuukauden ajan, jonka aikana ne painoivat 6 kiloa (2,7 kiloa). Tämän jälkeen he irtoavat ylipainon.
Tutkijat ottivat näytteitä osallistujilta tutkimuksen neljässä kohdassa: lähtötilanteessa; kun heidän painonsa saavutti huippunsa korkean kalori-ruokavalion jälkeen; kun heidän painonsa palasi lähtötasolle; ja sitten kolmen kuukauden vakauden jälkeen, kun heidän painonsa palasi lähtötasolle.
Molekyylimallit osoittavat insuliiniresistenssin
Kun verrattiin insuliiniresistenttejä ja insuliinille herkkiä ryhmiä, tutkijat havaitsivat merkittäviä eroja lähtötilanteessa.
Erityisesti insuliiniresistentin ryhmän perustason molekyyliprofiilit sisälsivät tulehdusmerkkejä, kun taas insuliiniherkän ryhmän molekyyliprofiileilla ei ollut niitä.
Professori Snyder sanoo, että tämä havainto viittaa siihen, että omiikkiprofilointi voisi tunnistaa diabeteksen vaarassa olevat henkilöt havaitsemalla varhaisia tulehdusmerkkejä, joiden tiedetään liittyvän tyypin 2 diabeteksen kehittymiseen.
Myös omiikkiprofiilien vertailu painonnousun jälkeen osoitti mielenkiintoisia kontrasteja. Tulehdusmarkkerit nousivat sekä insuliiniresistentteissä että insuliiniherkissä ryhmissä, mutta vain insuliiniherkällä ryhmällä oli bakteerimerkkejä Akkermansia muciniphila, joka suojaa insuliiniresistenssiltä.
Kuitenkin dramaattisin muutos - molemmille ryhmille - oli muutoksia geeniekspressiossa, joiden tiedetään liittyvän sydämen vajaatoiminnan lisääntyneeseen riskiin, joka tunnetaan dilatoituneena kardiomyopatiana.
"Se oli varsin yllättävää", professori Snyder huomauttaa, "en odottanut 30 päivän ylensyönnin muuttavan koko sydänreittiä."
Hän selittää kuitenkin, että heidän löydöksensä sopivat "siihen, miten ajattelemme ihmiskehoa - se on koko järjestelmä, ei vain muutama eristetty komponentti, joten koko järjestelmän laajuisia muutoksia tapahtuu, kun ihmiset painavat".
Voisiko jotkut muutokset olla kauemmin kestäviä?
Kun he irtoivat ylipainonsa ja heillä oli stabiilisuusjakso edellisellä painollaan, osallistujien omiset profiilit osoittivat, että suurin osa molekyylimuutoksista palasi normaaliksi.
Osa painonnousun muutoksista profiileissa kuitenkin jatkui. Vaikka ne eivät olleet riittävän suuria tai riittävän merkittäviä, jotta niistä voitaisiin tehdä vakaita johtopäätöksiä, prof. Snyder sanoo, että "jotkut näistä vaikutuksista voivat olla kauemmin kestäviä".
Hän huomauttaa myös, että vaikka heidän tutkimuksessaan käsiteltiin lähinnä ryhmämuutoksia, he huomasivat, että jokaisella osallistujalla oli ainutlaatuisia muutoksia omassa omiikkaprofiilissaan, mikä osoittaa hänen mukaansa, että tällaiset työkalut muodostavat "kriittisen osan ihmisten terveyden hallinnassa tulevaisuudessa. "
"Suuret tiedot ovat kriittisiä lääketieteen tulevaisuuden kannalta, ja tällaisten integroivien omiikkaprofiilien kaltaiset asiat tarjoavat ymmärryksen siitä, miten ihmiskeho reagoi hyvin henkilökohtaisesti erilaisiin haasteisiin."
Professori Michael Snyder
