Как набирать вес и худеть с нашим телом
Согласно новому исследованию, проведенному Медицинской школой Стэнфордского университета в Калифорнии, набор или похудание, даже на короткое время, может радикально изменить личный молекулярный профиль человека.
В статье, которая будет опубликована в журнале Сотовые системы, исследователи сообщают, как они использовали огромное количество данных из различных методов исследования, чтобы создать подробный молекулярный профиль каждого из 23 участников исследования.
Молекулярные данные были получены с помощью различных методов «-омики», в том числе:
- геномика или методы, которые отображают геном или генетический состав организмов
- протеомика, подход, который дает подробную информацию о белках
- транскриптомика, или методы, которые показывают, как геном в настоящее время интерпретируется
- метаболомика, которая дает представление о метаболизме и химии клеток
- микробиомика или методы профилирования бактерий и других микроорганизмов в организме
«В конце концов, - говорит соавтор исследования Майкл Снайдер, профессор генетики Стэнфордского университета в Калифорнии, - мы буквально провели миллиарды измерений».
Исследование следует по исследовательскому пути, который профессор Снайдер начал несколько лет назад, когда он был предметом своего личного омического профилирования, которое отслеживало молекулярные изменения в его организме, когда у него развился диабет 2 типа, а затем он вылечился от него после изменения диеты. и образ жизни.
Профилирование молекулярных изменений
В новом исследовании он и остальная часть команды обнаружили, что, когда участники набрали около 6 фунтов веса тела за 1 месяц, а затем сбросили его, произошли резкие сдвиги в экспрессии их генов, сердечно-сосудистой системе, микробиоме и иммунной системе. .
По мере того, как участники набирали вес, их личные профили омиков выявили: значительные изменения в составе бактерий; активация молекулярных путей, которые были связаны с сердечными заболеваниями; и усиление воспаления и иммунных реакций.
Но хорошая новость заключается в том, что после того, как они сбросили лишние килограммы, большинство их систем вернулось в исходное состояние.
Профессор Снайдер говорит, что их цель состояла в том, чтобы «охарактеризовать то, что происходит во время набора веса и похудания, на уровне, которого никто никогда раньше не делал».
В частности, они хотели «узнать, как люди с предиабетом могут различаться с точки зрения их личных омических профилей и их молекулярных реакций на колебания веса», - добавляет он.
Ожирение и диабет 2 типа
Люди с ожирением подвержены повышенному риску развития диабета 2 типа, а также других серьезных проблем со здоровьем. Инсулинорезистентность часто предшествует диабету 2 типа.
У людей с инсулинорезистентностью возникают проблемы с преобразованием сахара в крови в энергию, поскольку их клетки не могут должным образом реагировать на инсулин - гормон, который помогает им усваивать и использовать глюкозу.
Поджелудочная железа пытается вырабатывать больше инсулина для компенсации, но в конечном итоге этого может быть недостаточно, что приводит к высокому уровню сахара в крови и полномасштабному диабету 2 типа.
В Соединенных Штатах, где 36,5% взрослых страдают ожирением, более 100 миллионов человек живут с преддиабетом или диабетом.
Персональное профилирование набора веса, похудания
Для нового исследования команда сравнила личные профили 13 инсулинорезистентных людей с профилями 10 человек без инсулинорезистентности - «инсулино-чувствительной группы» - по мере того, как они набирали, а затем теряли вес.
Все участники имели индекс массы тела (ИМТ) от 25 до 35, то есть от «избыточного веса до умеренно ожирения», - когда они были приняты на работу.
Участники соблюдали высококалорийную диету в течение месяца, за это время они прибавили в весе 6 фунтов (2,7 кг). После этого они сбросили лишний вес.
Во время исследования ученые брали пробы у участников в четырех точках: на исходном уровне; когда их вес достигал пика после калорийной диеты; когда их вес вернулся к исходному уровню; а затем через 3 месяца стабильности после того, как их вес вернулся к исходному уровню.
Молекулярные структуры указывают на инсулинорезистентность
Когда они сравнили инсулинорезистентные и инсулиночувствительные группы, исследователи обнаружили значительные различия в их исходных профилях.
В частности, исходные молекулярные профили инсулинорезистентной группы содержали маркеры воспаления, тогда как те из инсулино-чувствительной группы их не имели.
Профессор Снайдер говорит, что это открытие предполагает, что профилирование по омиксам может идентифицировать людей с риском диабета, обнаруживая ранние маркеры воспаления, которые, как известно, связаны с развитием диабета 2 типа.
Сравнение профилей омиков после набора веса также показало интересные контрасты. В то время как маркеры воспаления росли как в инсулинорезистентных, так и в чувствительных к инсулину группах, только группа, которая была чувствительна к инсулину, показала бактериальные маркеры Akkermansia muciniphila, защищающий от инсулинорезистентности.
Однако наиболее драматическим изменением - для обеих групп - были изменения в экспрессии генов, которые, как известно, связаны с повышенным риском сердечной недостаточности, известной как дилатационная кардиомиопатия.
«Это было довольно удивительно, - замечает профессор Снайдер, - я не ожидал, что 30 дней переедания полностью изменят работу сердца».
Однако он объясняет, что их результаты соответствуют «тому, как мы думаем о человеческом теле - это целая система, а не только несколько отдельных компонентов, поэтому когда люди набирают вес, происходят общесистемные изменения».
Могут ли некоторые изменения длиться дольше?
После того, как они сбросили лишний вес и в течение некоторого периода времени сохраняли прежний вес, атомные профили участников показали, что большинство молекулярных изменений вернулись к норме.
Однако некоторые изменения набора веса в профилях все же сохранялись. Хотя они не были достаточно большими или значительными, чтобы делать твердые выводы, они все же предполагают, как говорит профессор Снайдер, «что некоторые из этих эффектов могут быть более длительными».
Он также отмечает, что, хотя их исследование касалось в основном групповых изменений, они заметили, что у каждого участника были уникальные изменения в их личном профиле омики, что, по его мнению, показывает, что такие инструменты будут составлять «важную часть управления здоровьем человека в мире». будущее."
«Большие данные будут иметь решающее значение для будущего медицины, и такие вещи, как эти интегративные омические профили, предложат понимание того, как человеческий организм очень индивидуально реагирует на различные проблемы».
Проф. Майкл Снайдер
