Το συκώτι σας παίζει ζωτικό ρόλο στον μεταβολισμό σας, τη βιολογική διαδικασία που μετατρέπει την τροφή σε ενέργεια. Γνωρίζουμε ότι το υπερβολικό βάρος μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη μεταβολική δραστηριότητα, αλλά όχι ακριβώς πώς. Για να το καταλάβουν καλύτερα αυτό, οι ερευνητές συνέκριναν τα συκώτια ποντικών που είχαν τυπικό βάρος με ποντίκια που ήταν παχύσαρκα. Έμειναν έκπληκτοι όταν διαπίστωσαν ότι η βιολογική ρύθμιση της μεταβολικής δραστηριότητας, μετά από μια περίοδο φαγητού και νηστείας, αντιστράφηκε μεταξύ τους. Τα ευρήματά τους έχουν δημοσιευτεί στο iScience.
Σε τυπικά ποντίκια, η αλλοστερική ρύθμιση (η διαδικασία που ελέγχει τον μεταβολισμό) αναστέλλεται κατά τη διάρκεια της σίτισης και ενεργοποιείται όταν νηστεύουν. Ωστόσο, στα παχύσαρκα ποντίκια, η αλλοστερική ρύθμιση αυξήθηκε κατά τη διάρκεια της σίτισης και μειώθηκε όταν ήταν νηστικά. Η διερεύνηση των λόγων πίσω από αυτήν την αντίστροφη βιολογική συμπεριφορά θα μπορούσε να βοηθήσει τους επαγγελματίες υγείας να κατανοήσουν πώς η παχυσαρκία επηρεάζει το σώμα και την ανάπτυξη ασθενειών.
Η Παγκόσμια Ομοσπονδία Παχυσαρκίας (WOF) υπολογίζει ότι μέχρι το 2035, πάνω από 4 δισεκατομμύρια άνθρωποι θα είναι υπέρβαροι ή θα ζουν με παχυσαρκία. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση των παθήσεων υγείας που σχετίζονται με την παχυσαρκία, όπως οι καρδιακές παθήσεις, η μη αλκοολική λιπώδης νόσος του ήπατος και ο διαβήτης τύπου 2. Ο εντοπισμός των αιτιών και των συνεπειών της παχυσαρκίας, η οποία είναι πλέον κατανοητή ως μια πολύπλοκη ασθένεια, είναι το κλειδί για τους γιατρούς που θέλουν να παρέχουν υποστήριξη και να βοηθήσουν τους ανθρώπους να παραμείνουν υγιείς.
Ένας γνωστός τρόπος με τον οποίο η παχυσαρκία μπορεί να επηρεάσει την υγεία είναι επηρεάζοντας τον μεταβολισμό, τη διαδικασία με την οποία το σώμα μας προσλαμβάνει, αποθηκεύει και χρησιμοποιεί ενέργεια από την τροφή μας. Ορισμένα όργανα διαδραματίζουν βασικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία, ιδίως το ήπαρ. Τα τρόφιμα δεν επεξεργάζονται μόνο εκεί για να παρέχουν ενέργεια, αλλά είναι ένα από τα μέρη όπου αποθηκεύονται χρήσιμα προϊόντα στο τέλος της μεταβολικής διαδικασίας μέχρι να τα χρειαστούμε.
Για να κατανοήσουν καλύτερα τις επιπτώσεις της παχυσαρκίας στο ήπαρ, οι ερευνητές συνέκριναν το συκώτι τυπικών ποντικών και παχύσαρκων ποντικών μετά από περιόδους σίτισης και νηστείας. Η ομάδα πραγματοποίησε ανάλυση trans-omics, μια προσέγγιση όπου συγκέντρωσε δεδομένα για πέντε σετ βιολογικών διεργασιών (multi-omics). Στη συνέχεια συνδύασαν αυτά τα στρώματα δεδομένων με πληροφορίες από βιολογικές βάσεις δεδομένων για να δημιουργήσουν ένα δια-ομικό δίκτυο. Αυτό τους έδωσε μια επισκόπηση του πώς αλληλεπιδρούν τα διαφορετικά επίπεδα.
“Κατασκευάσαμε ένα διατομικό δίκτυο μεταβολικών αντιδράσεων στα συκώτια ποντικών που μπορούσαν να τρέφονται ελεύθερα. Στη συνέχεια το συγκρίναμε με δεδομένα που είχαμε συγκεντρώσει προηγουμένως από ποντίκια που είχαν νηστέψει για 16 ώρες”, εξήγησε ο καθηγητής Shinya Kuroda από το Graduate School of Επιστήμη στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο. «Ενώ η ενζυμική και η αλλοστερική ρύθμιση που ελέγχει τον μεταβολισμό καταστέλλεται σε τυπικά ποντίκια κατά τη διάρκεια της σίτισης, με έκπληξη διαπιστώσαμε ότι το αντίστροφο συνέβη στα παχύσαρκα ποντίκια και ότι αυτή η δραστηριότητα αυξήθηκε».
Όταν τρώμε, το συκώτι μας δημιουργεί αποθέματα ενέργειας που στη συνέχεια απελευθερώνεται ανάλογα με τις ανάγκες, ένα σύστημα γνωστό ως μεταβολική ομοιόσταση. Ωστόσο, οι ερευνητές είδαν ότι στα παχύσαρκα ποντίκια αυτή η ισορροπία απορρίφθηκε, δηλαδή, η φυσιολογική λειτουργία διαταράχθηκε, υποδεικνύοντας μια πιθανή κατάρρευση του συστήματος. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μεταβολικές διαταραχές όπως κόπωση, έλλειψη ενέργειας και μειωμένη όρεξη.
Αντίθετα, είδαν ότι η μεταγραφική ρύθμιση, μια διαδικασία που ρυθμίζει το μεταβολισμό και ελέγχει τη δραστηριότητα των κυττάρων σε γενετικό επίπεδο, δεν άλλαξε πολύ μεταξύ σίτισης και νηστείας. Αυτό σημαίνει ότι, σε σύγκριση με την αλλοστερική ρύθμιση, είναι πιο σταθερό και λιγότερο επηρεασμένο από αυτό που τρώμε. Η ομάδα σημείωσε ότι αυτό που παρατήρησε μπορεί όχι μόνο να αποτελεί ένδειξη διαταραχής μόνο στο ήπαρ, αλλά μια αλλαγή σε ευρύτερους μεταβολικούς κύκλους σε όλο το σώμα.
«Η παχυσαρκία είναι μια μεταβολική ασθένεια, επομένως για να την κατανοήσουμε, είναι σημαντικό να κατασκευαστεί ένα διατομικό δίκτυο με το μεταβολόμιο (το πλήρες σύνολο χημικών ουσιών μικρού μορίου) στο κέντρο του», είπε ο Kuroda. «Μας ενδιαφέρει όχι μόνο το συκώτι, αλλά και το πώς τα προϊόντα των μεταβολικών αντιδράσεων κυκλοφορούν μεταξύ του ήπατος και των μυών μέσω του αίματος σε παχύσαρκα ποντίκια, πάνω στο οποίο θα εργαστούμε τώρα».