Tăng và giảm cân ảnh hưởng gì đến cơ thể chúng ta
Tăng hoặc giảm cân, ngay cả trong một thời gian ngắn, có thể thay đổi đáng kể cấu hình phân tử cá nhân của một cá nhân, theo một nghiên cứu mới được thực hiện bởi Trường Y khoa Đại học Stanford ở California.
Trong một bài báo sắp được xuất bản trên tạp chí Hệ thống tế bào, các nhà nghiên cứu báo cáo cách họ thu thập một lượng lớn dữ liệu từ nhiều phương pháp nghiên cứu để tạo ra một hồ sơ phân tử chi tiết của từng người trong số 23 người tham gia nghiên cứu của họ.
Dữ liệu phân tử được thu thập từ các kỹ thuật "-omics" khác nhau, bao gồm:
- bộ gen hoặc các phương pháp lập bản đồ bộ gen hoặc cấu tạo gen của các sinh vật
- proteomics, một cách tiếp cận cung cấp thông tin chi tiết về protein
- transcriptomics hoặc kỹ thuật tiết lộ cách bộ gen hiện đang được giải thích
- chuyển hóa, cung cấp những hiểu biết sâu sắc về sự trao đổi chất và hóa học của tế bào
- vi sinh hoặc các phương pháp xác định vi khuẩn và các vi sinh vật khác trong cơ thể
“Cuối cùng,” đồng tác giả nghiên cứu Michael Snyder, giáo sư di truyền học tại Đại học Stanford ở California, cho biết “chúng tôi đã thực hiện hàng tỷ phép đo theo đúng nghĩa đen.”
Nghiên cứu này theo một lộ trình nghiên cứu mà Giáo sư Snyder đã bắt đầu cách đây vài năm khi ông là chủ đề của hồ sơ omics cá nhân của chính mình, theo dõi những thay đổi phân tử trong cơ thể khi ông phát triển bệnh tiểu đường loại 2 và sau đó phục hồi sau khi thay đổi chế độ ăn uống. và lối sống.
Lập hồ sơ thay đổi phân tử
Trong nghiên cứu mới, ông và những người còn lại trong nhóm phát hiện ra rằng, khi những người tham gia tăng khoảng 6 pound trọng lượng cơ thể trong vòng 1 tháng và sau đó giảm đi, có những thay đổi đáng kể trong biểu hiện gen, hệ tim mạch, hệ vi sinh vật và hệ miễn dịch của họ. .
Khi những người tham gia tăng cân, hồ sơ omics cá nhân của họ tiết lộ: những thay đổi đáng kể đối với thành phần vi khuẩn; kích hoạt các con đường phân tử có liên quan đến bệnh tim; và tăng phản ứng viêm và miễn dịch.
Nhưng tin tốt là sau khi họ giảm được số cân thừa, hầu hết các hệ thống của họ đều trở lại trạng thái ban đầu.
Giáo sư Snyder nói rằng mục tiêu của họ là “mô tả những gì xảy ra trong quá trình tăng và giảm cân ở mức độ mà chưa ai từng làm trước đây”.
Đặc biệt, họ muốn “tìm hiểu xem những người tiền tiểu đường có thể khác nhau như thế nào về cấu hình omics cá nhân và phản ứng phân tử của họ đối với sự dao động trọng lượng,” ông nói thêm.
Béo phì và bệnh tiểu đường loại 2
Những người bị béo phì có nhiều nguy cơ phát triển bệnh tiểu đường loại 2, cũng như các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng khác. Kháng insulin thường có trước bệnh tiểu đường loại 2.
Những người bị kháng insulin gặp vấn đề với việc chuyển hóa đường trong máu thành năng lượng vì tế bào của họ không phản ứng đúng với insulin, một loại hormone giúp họ hấp thụ và sử dụng glucose.
Tuyến tụy cố gắng tạo ra nhiều insulin hơn để bù đắp, nhưng cuối cùng điều này có thể không đủ, dẫn đến lượng đường trong máu cao và bệnh tiểu đường loại 2 bùng phát.
Tại Hoa Kỳ, nơi có 36,5% người lớn mắc bệnh béo phì, có hơn 100 triệu người đang sống với bệnh tiền tiểu đường hoặc tiểu đường.
Hồ sơ omics cá nhân về tăng, giảm cân
Đối với nghiên cứu mới, nhóm nghiên cứu đã so sánh hồ sơ cá nhân của 13 người kháng insulin với 10 người không kháng insulin - “nhóm nhạy cảm với insulin” - khi họ tăng và sau đó giảm cân.
Tất cả những người tham gia đều có chỉ số khối cơ thể (BMI) từ 25 đến 35 - nghĩa là từ “thừa cân đến béo phì vừa phải” - khi họ được tuyển dụng.
Những người tham gia đã theo một chế độ ăn kiêng nhiều calo trong một tháng, trong thời gian đó họ đã tăng được 6 pound (2,7 kg). Sau đó, họ sẽ giảm trọng lượng dư thừa.
Các nhà khoa học đã lấy mẫu từ những người tham gia tại 4 thời điểm trong quá trình nghiên cứu: lúc ban đầu; khi cân nặng của họ đạt đỉnh sau chế độ ăn nhiều calo; khi trọng lượng của họ trở lại mức ban đầu; và sau đó 3 tháng ổn định sau khi cân nặng của họ trở lại mức ban đầu.
Các mô hình phân tử cho thấy sự kháng insulin
Khi họ so sánh các nhóm kháng insulin và nhạy cảm với insulin, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy sự khác biệt đáng kể trong hồ sơ ban đầu của họ.
Đặc biệt, cấu hình phân tử cơ bản của nhóm kháng insulin có chứa các dấu hiệu viêm, trong khi những người của nhóm nhạy cảm với insulin thì không có.
Giáo sư Snyder nói rằng phát hiện này cho thấy rằng hồ sơ omics có thể xác định những người có nguy cơ mắc bệnh tiểu đường bằng cách phát hiện các dấu hiệu ban đầu của chứng viêm, được biết là có liên quan đến sự phát triển của bệnh tiểu đường loại 2.
Việc so sánh hồ sơ omics sau khi tăng cân cũng cho thấy sự trái ngược thú vị. Trong khi các dấu hiệu viêm tăng ở cả nhóm kháng insulin và nhạy cảm với insulin, chỉ nhóm nhạy cảm với insulin cho thấy dấu hiệu vi khuẩn của Akkermansia muciniphila, giúp bảo vệ chống lại sự kháng insulin.
Tuy nhiên, sự thay đổi đáng kể nhất - đối với cả hai nhóm - là những thay đổi trong biểu hiện gen được biết là có liên quan đến việc tăng nguy cơ mắc một dạng suy tim được gọi là bệnh cơ tim giãn nở.
“Điều đó khá bất ngờ,” GS Snyder nhận xét, “Tôi không mong đợi 30 ngày ăn quá nhiều có thể thay đổi toàn bộ con đường của tim”.
Tuy nhiên, ông giải thích rằng những phát hiện của họ phù hợp với “cách chúng ta nghĩ về cơ thể con người - đó là cả một hệ thống, không chỉ một vài thành phần riêng biệt, vì vậy sẽ có những thay đổi trên toàn hệ thống khi mọi người tăng cân”.
Một số thay đổi có thể tồn tại lâu hơn không?
Sau khi họ giảm trọng lượng dư thừa của mình và có một thời gian ổn định ở trọng lượng trước đó, hồ sơ omic của những người tham gia cho thấy hầu hết các thay đổi phân tử đã trở lại bình thường.
Tuy nhiên, một nhóm nhỏ các thay đổi về tăng cân trong các cấu hình vẫn tồn tại. Giáo sư Snyder cho biết: Mặc dù chúng không đủ lớn hoặc không đủ lớn để đưa ra kết luận chắc chắn, nhưng chúng gợi ý rằng một số tác động này có thể lâu dài hơn. ”
Ông cũng chỉ ra rằng trong khi nghiên cứu của họ chủ yếu giải quyết các thay đổi của nhóm, họ đã nhận thấy rằng mỗi người tham gia có những thay đổi riêng trong hồ sơ omics cá nhân của họ, điều này cho thấy, ông tin rằng những công cụ như vậy sẽ tạo thành một “phần quan trọng trong việc quản lý sức khỏe con người Tương lai."
“Dữ liệu lớn sẽ rất quan trọng đối với tương lai của y học và những thứ như hồ sơ omics tích hợp này sẽ cung cấp sự hiểu biết về cách cơ thể con người phản ứng, theo một cách rất riêng, đối với những thách thức khác nhau.”
Giáo sư Michael Snyder
