Lidský lipidom odhaluje nové ukazatele zdraví, nemoci a stárnutí

By | September 12, 2023

Sekvenování lidského genomu slibovalo revoluci v medicíně, ale vědci si rychle uvědomili, že samotný genetický model neukazuje tělo v akci. To vyžadovalo pochopení proteomu – všech proteinů, vyjádřených našimi geny, které tvoří buněčný aparát, který vykonává většinu funkcí těla. Nyní další sada molekul známých jako lipidom – všechny lipidy v našem těle – vyplňuje další podrobnosti o lidské fyziologii.

Lipidy jsou širokou kategorií malých, mastných nebo olejových molekul, včetně triglyceridů, cholesterolu, hormonů a některých vitamínů. V našem těle tvoří buněčné membrány, fungují jako buněční poslové a uchovávají energii; hrají důležitou roli v reakci na infekci a regulaci našeho metabolismu.

Náš genom je v podstatě stabilní. Náš proteom, i když je ovlivněn naším zdravím a životním prostředím, do značné míry závisí na tom, co je zakódováno našimi geny. Naproti tomu náš lipidom může být přímo změněn, částečně tím, co jíme, a mikroby, které žijí v našem střevě, díky čemuž je poddajnější a možná lépe reaguje na zásahy. Ale počet a rozmanitost molekul lipidů – jsou jich přinejmenším tisíce – znesnadňuje jejich studium.

“Lipidy jsou velmi málo studované,” řekl Michael Snyder, PhD, Stanford W. Ascherman, MD, profesor genetiky FACS. “Podílejí se prakticky na všem, ale protože jsou tak heterogenní a protože je jich tolik, pravděpodobně nevíme, co většina lipidů vlastně dělá.”

Nová studie ze Snyderovy laboratoře, zveřejněná 11 Metabolismus přírodyje mezi prvními, kteří se hluboce ponoří do lidského lipidomu a sledují, jak se mění ve zdravých a nemocných stavech, zejména při rozvoji diabetu 2.

Zdravotní ukazatele

Více než 100 účastníků, včetně mnoha s rizikem cukrovky, bylo sledováno po dobu až 9 let a poskytovali vzorky krve každé tři měsíce, pokud jsou zdraví, a každých několik dní během nemoci.

Pomocí technik hmotnostní spektrometrie, které oddělují sloučeniny podle jejich molekulové hmotnosti a elektrického náboje, výzkumníci katalogizovali téměř 800 lipidů a jejich spojení s inzulínovou rezistencí, virovými infekcemi, stárnutím a dalšími.

Výzkumníci zjistili, že ačkoliv lipidom každého člověka má zřetelný podpis, který zůstává stabilní v průběhu času, určité typy lipidů se předvídatelně mění se zdravím člověka.

Například více než polovina katalogizovaných lipidů byla spojena s inzulinovou rezistencí – kdy tělesné buňky nemohou využívat inzulin k absorpci glukózy z krve – což může vést k cukrovce typu 2. Přestože inzulinovou rezistenci lze diagnostikovat měřením glukózy v krvi, pochopení změn v lipidech pomáhá odhalit biologické procesy v práci.

“Každá molekula spojená s onemocněním má šanci nám říci více o mechanismu a může sloužit jako cíl pro ovlivnění progrese onemocnění,” řekl Daniel Hornburg, PhD, bývalý postdoktorand v Snyderově laboratoři a spoluautor. -hlavní autor studie.

Vědci také identifikovali více než 200 lipidů, které kolísají během respirační virové infekce. Vzestup a pokles hladin těchto lipidů odpovídal vyššímu energetickému metabolismu těla a zánětu na počátku infekce a může naznačovat trajektorii onemocnění. Pacienti s inzulinovou rezistencí vykazovali určité abnormality v těchto reakcích na infekci, stejně jako slabší odpověď na očkování.

Rychlé a pomalé stárnutí

Široký věkový rozsah účastníků – od 20 do 79 let – a délka studie umožnily výzkumníkům pozorovat, jak se lipidy mění se stárnutím. Zjistili, že většina lipidů, jako je cholesterol, se stárnutím zvyšuje, ale některé, včetně omega-3 mastných kyselin, známé svými zdravotními přínosy, se snižují. Kromě toho se tyto známky stárnutí v lipidomu nevyskytují u každého stejně rychle. Zdá se, že je urychluje například inzulínová rezistence.

“To vyvolává zajímavou otázku, zda lipidové profily mohou předpovědět, zda jedinec biologicky stárne rychleji nebo pomaleji,” řekl Si Wu, PhD, spoluautor studie a další bývalý postdoktor ve Snyderově laboratoři.

Dalším překvapivým zjištěním, řekl Wu, byla konzistence, s jakou určité skupiny lipidů, jako jsou éterově vázané fosfatidylethanolaminy, o kterých se předpokládá, že jsou antioxidanty a podílejí se na buněčné signalizaci, byly spojeny s lepším zdravím. Mohly by být kandidáty na nové způsoby sledování zdraví nebo dokonce brané jako doplňky stravy.

Dále Snyderova laboratoř doufá, že bude následovat vodítka z tohoto rozsáhlého výzkumu, aby se podívala na korelace mezi konkrétními lipidy a změnami životního stylu.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *