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Cosa guadagna e fa 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.


Le fluttuazioni del peso alterano i nostri profili molecolari.

In un articolo che dovrebbe essere pubblicato sulla rivista Sistemi cellulari, i ricercatori riportano come hanno tratto 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 ricavati da varie tecniche "-omics", tra cui:

  • genomica, o metodi che mappano il genoma, o il corredo genetico, di organismi
  • proteomica, un approccio che fornisce informazioni dettagliate sulle proteine
  • trascrittomica, o tecniche che rivelano come il genoma viene attualmente interpretato
  • metabolomica, che fornisce approfondimenti sul metabolismo e sulla chimica delle cellule
  • microbiomica o metodi che descrivono i 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 era il soggetto della sua personale profilazione omica, che rintracciava i cambiamenti molecolari nel suo corpo mentre sviluppava il diabete di tipo 2 e poi si riprendeva dopo aver cambiato la sua dieta e stile di vita.

Profiling cambiamenti molecolari

Nel nuovo studio, lui e il resto del team hanno scoperto che, mentre i partecipanti guadagnavano circa 6 libbre di peso corporeo nell'arco di 1 mese e poi lo perdevano, ci sono stati cambiamenti drammatici nell'espressione genica, nel sistema cardiovascolare, nel microbioma e nel sistema immunitario .

Quando i partecipanti hanno acquisito peso, i loro profili omici personali hanno rivelato: cambiamenti significativi nella composizione batterica; attivazione di percorsi molecolari che sono stati collegati alle malattie cardiache; e infiammazione intensificata e risposte immunitarie.

Ma la buona notizia è che dopo aver perso i chili in eccesso, la maggior parte dei loro sistemi è tornata ai loro stati originali.

Il Prof. Snyder afferma che il loro obiettivo era "caratterizzare ciò che accade durante l'aumento di peso e la perdita ad 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 sono ad aumentato rischio di sviluppare il diabete di tipo 2, così come altri seri problemi di salute. La resistenza all'insulina precede spesso il diabete di tipo 2.

Gli individui con insulino-resistenza hanno problemi con la conversione degli zuccheri nel sangue in energia poiché le loro cellule non riescono a reagire correttamente all'insulina, un ormone che li aiuta a prendere e usare il glucosio.

Il pancreas cerca di fare più insulina per compensare, ma alla fine questo potrebbe non essere abbastanza, portando ad alti livelli di zucchero nel sangue e diabete di tipo 2 in piena regola.

Negli Stati Uniti, dove il 36,5% degli adulti ha obesità, ci sono più di 100 milioni di persone che vivono con prediabete o diabete.

Omei personali profiling 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" - come hanno guadagnato e poi perso peso.

Tutti i partecipanti avevano un indice di massa corporea (BMI) compreso tra 25 e 35 - cioè, da "sovrappeso a moderatamente obeso" - 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. Dopo questo, hanno poi perso 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 quindi dopo 3 mesi di stabilità dopo che il loro peso è tornato alla linea di base.

I modelli molecolari mostrano 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 resistente all'insulina contenevano marcatori di infiammazione, mentre quelli del gruppo insulino-sensibile non li avevano.

Il Prof. Snyder afferma che questa scoperta suggerisce che la profilazione omica 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 tra i profili omici dopo l'aumento di peso ha mostrato interessanti contrasti. Mentre i marcatori di infiammazione aumentavano sia nei gruppi insulino-resistenti che in quelli insulino-sensibili, solo il gruppo che era sensibile all'insulina mostrava marcatori batterici di Akkermansia muciniphila, che protegge contro l'insulino-resistenza.

Tuttavia, il cambiamento più drammatico - per entrambi i gruppi - era alterazioni nell'espressione genica che sono noti per essere collegati al rischio aumentato di una forma di insufficienza cardiaca nota come cardiomiopatia dilatativa.

"È stato piuttosto sorprendente", osserva il professor Snyder, "non mi aspettavo che 30 giorni di eccesso di cibo cambiassero il percorso cardiaco".

Spiega, tuttavia, che le loro scoperte si adattano "al modo in cui pensiamo al corpo umano - è un intero sistema, non solo alcuni componenti isolati, quindi ci sono cambiamenti a livello di sistema quando le persone aumentano di peso".

Alcuni cambiamenti potrebbero essere più duraturi?

Dopo che hanno perso il loro peso in eccesso e hanno avuto un periodo di stabilità al loro peso precedente, i profili omici dei partecipanti hanno mostrato che la maggior parte dei cambiamenti molecolari è tornata alla normalità.

Tuttavia, un sottoinsieme di variazioni di aumento di peso nei profili persisteva. Mentre non erano grandi o abbastanza significativi da cui trarre conclusioni definitive, suggeriscono, dice il professor Snyder, "che alcuni di questi effetti potrebbero durare più a lungo".

Sottolinea inoltre che mentre il loro studio si occupava principalmente di cambiamenti di gruppo, notavano che ogni partecipante aveva cambiamenti unici nel proprio profilo omico personale, il che dimostra, egli crede, che tali strumenti costituiranno una "parte critica 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, a diverse sfide".

Prof. Michael Snyder

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