Cosa fa guadagnare e perdere peso al nostro corpo
Guadagnare o perdere peso, anche per un breve periodo, può cambiare drasticamente il profilo molecolare personale di un individuo, secondo un nuovo studio condotto dalla Stanford University School of Medicine in California.
In un articolo che dovrebbe essere pubblicato sulla rivista Sistemi cellulari, i ricercatori riferiscono di come hanno attinto a un'enorme quantità di dati da più metodi di studio per creare un profilo molecolare dettagliato di ciascuno dei loro 23 partecipanti allo studio.
I dati molecolari sono stati raccolti da varie tecniche "-omiche", tra cui:
- genomica, o metodi che mappano il genoma, o la composizione genetica, degli organismi
- proteomica, un approccio che fornisce informazioni dettagliate sulle proteine
- transcriptomics, o tecniche che rivelano come il genoma viene attualmente interpretato
- metabolomica, che fornisce informazioni sul metabolismo e sulla chimica delle cellule
- microbiomica, o metodi che profilano batteri e altri microrganismi nel corpo
"Alla fine", dice l'autore dello studio co-senior Michael Snyder, professore di genetica alla Stanford University in California, "abbiamo letteralmente fatto miliardi di misurazioni".
Lo studio segue un percorso di ricerca che il Prof.Snyder ha iniziato alcuni anni fa quando è stato oggetto del suo personale profilo omico, che ha tracciato i cambiamenti molecolari nel suo corpo mentre sviluppava il diabete di tipo 2 e poi si è ripreso dopo aver cambiato la sua dieta. e stile di vita.
Profilazione dei cambiamenti molecolari
Nel nuovo studio, lui e il resto del team hanno scoperto che, poiché i partecipanti hanno guadagnato circa 6 libbre di peso corporeo in 1 mese e poi lo hanno perso, si sono verificati cambiamenti drammatici nella loro espressione genica, sistema cardiovascolare, microbioma e sistema immunitario. .
Man mano che i partecipanti aumentavano di peso, i loro profili omici personali rivelavano: cambiamenti significativi nella composizione batterica; attivazione di percorsi molecolari che sono stati collegati alle malattie cardiache; e ha aumentato l'infiammazione e le risposte immunitarie.
Ma la buona notizia è che dopo aver perso i chili in eccesso, la maggior parte dei loro sistemi è tornata allo stato originale.
Il prof. Snyder afferma che il loro obiettivo era "caratterizzare ciò che accade durante l'aumento e la perdita di peso a un livello che nessuno ha mai fatto prima".
In particolare, volevano "imparare come le persone prediabetiche potrebbero differire in termini di profili omici personali e le loro risposte molecolari alla fluttuazione del peso", aggiunge.
Obesità e diabete di tipo 2
Le persone con obesità corrono un rischio maggiore di sviluppare il diabete di tipo 2, così come altri gravi problemi di salute. La resistenza all'insulina spesso precede il diabete di tipo 2.
Gli individui con resistenza all'insulina hanno problemi con la conversione dello zucchero nel sangue in energia poiché le loro cellule non riescono a reagire correttamente all'insulina, un ormone che li aiuta ad assorbire e utilizzare il glucosio.
Il pancreas cerca di produrre più insulina per compensare, ma alla fine questo potrebbe non essere sufficiente, portando a livelli elevati di zucchero nel sangue e diabete di tipo 2 conclamato.
Negli Stati Uniti, dove il 36,5% degli adulti soffre di obesità, ci sono più di 100 milioni di persone che convivono con prediabete o diabete.
Profilazione omica personale di aumento di peso, perdita
Per il nuovo studio, il team ha confrontato i profili omici personali di 13 individui insulino-resistenti con quelli di 10 individui senza insulino-resistenza - il "gruppo insulino-sensibile" - man mano che guadagnavano e poi perdevano peso.
Tutti i partecipanti avevano un indice di massa corporea (BMI) compreso tra 25 e 35 - cioè, da “sovrappeso a moderatamente obesi” - quando sono stati reclutati.
I partecipanti hanno seguito una dieta ipercalorica per un mese, durante il quale hanno guadagnato 6 libbre (2,7 chilogrammi) di peso. Dopodiché, perdono il peso in eccesso.
Gli scienziati hanno prelevato campioni dai partecipanti in quattro punti durante lo studio: al basale; quando il loro peso ha raggiunto il picco seguendo la dieta ipercalorica; quando il loro peso è tornato alla linea di base; e poi dopo 3 mesi di stabilità dopo che il loro peso è tornato al valore basale.
I modelli molecolari mostrano la resistenza all'insulina
Quando hanno confrontato i gruppi insulino-resistenti e insulino-sensibili, i ricercatori hanno trovato differenze significative nei loro profili di base.
In particolare, i profili molecolari di base del gruppo insulino-resistente contenevano marcatori di infiammazione, mentre quelli del gruppo insulino-sensibile non li avevano.
Il prof. Snyder afferma che questa scoperta suggerisce che il profilo omico potrebbe identificare le persone a rischio di diabete individuando i primi marcatori di infiammazione, che sono noti per essere collegati allo sviluppo del diabete di tipo 2.
Anche il confronto dei profili omici dopo l'aumento di peso ha mostrato interessanti contrasti. Mentre i marcatori di infiammazione sono aumentati sia nei gruppi insulino-resistenti che sensibili, solo il gruppo che era insulino-sensibile ha mostrato marcatori batterici di Akkermansia muciniphila, che protegge dall'insulino-resistenza.
Tuttavia, il cambiamento più drammatico - per entrambi i gruppi - sono state le alterazioni nell'espressione genica note per essere collegate a un aumento del rischio di una forma di insufficienza cardiaca nota come cardiomiopatia dilatativa.
"È stato abbastanza sorprendente", osserva il prof. Snyder, "non mi aspettavo che 30 giorni di eccesso di cibo cambiassero l'intero percorso del cuore".
Spiega, tuttavia, che i loro risultati si adattano "al modo in cui pensiamo al corpo umano: è un intero sistema, non solo pochi componenti isolati, quindi ci sono cambiamenti a livello di sistema quando le persone aumentano di peso".
Alcuni cambiamenti potrebbero durare più a lungo?
Dopo che hanno perso il peso in eccesso e hanno avuto un periodo di stabilità con il loro peso precedente, i profili omici dei partecipanti hanno mostrato che la maggior parte dei cambiamenti molecolari è tornata alla normalità.
Tuttavia, è persistito un sottoinsieme di variazioni di aumento di peso nei profili. Sebbene non fossero abbastanza grandi o significativi da cui trarre conclusioni definitive, suggeriscono, afferma il prof. Snyder, "che alcuni di questi effetti potrebbero essere più duraturi".
Sottolinea inoltre che mentre il loro studio si è occupato principalmente dei cambiamenti di gruppo, hanno notato che ogni partecipante ha avuto cambiamenti unici nel proprio profilo omico personale, il che dimostra, a suo avviso, che tali strumenti formeranno una "parte fondamentale della gestione della salute umana nel futuro."
"I big data saranno fondamentali per il futuro della medicina e cose come questi profili omici integrativi offriranno una comprensione di come il corpo umano risponde, in modo molto personale, alle diverse sfide".
Prof. Michael Snyder
