Ученые из Хельсинкского университета использовали 49 пар однояйцевых близнецов, чтобы изучить метаболические изменения, которые могут происходить в жировой ткани в результате ожирения, и выявить некоторые отчетливые биологические процессы, связанные с неблагоприятными последствиями для здоровья.
Исследование подчеркивает, как ожирение может негативно влиять на работу митохондрий в наших жировых клетках, что, в свою очередь, может привести к воспалению и целому ряду связанных с ожирением состояний.
Поскольку однояйцевые близнецы имеют одинаковый генетический фон, часто наряду со многими общими жизненными событиями и семейным воспитанием, они предлагают ученым очень полезный тестовый стенд для изучения того, как факторы окружающей среды в более позднем возрасте могут влиять на экспрессию их генов. Хорошим примером этого является исследование NASA twins, в котором сравниваются гены и биология близнецов Марка и Скотта Келли, один из которых провел почти год в космосе, а другой — нет.
Команда ученых Хельсинкского университета применила эту методику к однояйцевым близнецам, которые были «очень диссонирующими» по клиническим характеристикам ожирения, то есть один был тяжелее другого. Это позволило исследовать, как факторы окружающей среды и образа жизни влияют на экспрессию их генов, особенно в отношении митохондрий, широко известных как электростанция клеток.
“Однояйцевые близнецы имеют одинаковые гены, и их вес обычно довольно похож», — говорит автор исследования профессор Кирси Пиетиляйнен. — На самом деле изучение близнецов — лучший способ исследовать взаимодействие между генами и образом жизни. Несмотря на одинаковый геном, гены и даже митохондрии близнецов могут функционировать на разных уровнях активности. Мы использовали эту характеристику в нашем исследовании при изучении влияния веса на функцию тканей.»
Команда ученых использовала различные аналитические инструменты и биопсии жировой и мышечной ткани, чтобы получить картину геномной экспрессии генов у близнецов. Это показало, что функция митохондрий в жировой ткани была значительно снижена в результате ожирения.
Анализ также выявил доказательства того, что эти изменения в жировой ткани могут стимулировать воспаление и многие биологические процессы, связанные с ожирением, такие как увеличение жира в печени и изменения в метаболизме холестерина, глюкозы и инсулина. В то время как митохондрии в мышечной ткани также были обнаружены измененными, эффекты не были столь глубокими и не были связаны с неблагоприятными последствиями для здоровья.
“Если сравнить митохондрии, клеточные силовые установки, с двигателем автомобиля, можно сказать, что выходная мощность уменьшается с увеличением веса», — говорит Кирси Пиетиляйнен. «Маломощный митохондриальный двигатель может также генерировать токсичные выхлопные газы, которые могут вызвать провоспалительное состояние в жировой ткани и, следовательно, возникновение заболеваний, связанных с ожирением.»
Кроме того, исследователи также наблюдали ослабление митохондриальной функции метаболизма аминокислот.
“Это открытие имело особое значение, потому что снижение расщепления этих аминокислот и, как следствие, повышенная концентрация в крови также были непосредственно связаны с преддиабетическими изменениями и накоплением жира в печени в предыдущих исследованиях”, — говорит Кирси Пиетиляйнен.
Статья была опубликована в журнале Cell Reports Medicine.
Подпишитесь на наш канал в Telegram
