Всего в исследовании, проведенном в Университете Хельсинки, приняли участие 49 пар однояйцевых близнецов, различающихся по массе: их состав тела и обмен веществ были детально изучены, а также взяты биопсии из жировой и мышечной ткани. В исследовании использовалось несколько методов анализа экспрессии генов в масштабах всего генома, протеома и метаболома.
Исследование было недавно опубликовано в журнале Cell Reports Medicine.
Согласно полученным данным, пути, ответственные за метаболизм митохондрий в жировой ткани, были значительно сокращены из-за ожирения. Поскольку митохондрии являются ключом к производству клеточной энергии, их сниженная функция может поддерживать ожирение. Впервые в исследовании также сравнивалось влияние ожирения на митохондрии в мышечной ткани в этих идентичных парах близнецов: митохондрии мышц тоже были расстроены, но это изменение было менее отчетливым, чем в жировой ткани.
Исследование предоставило убедительные доказательства связи между низкой производительностью митохондрий жировой ткани и провоспалительным состоянием. Кроме того, результаты показывают, что метаболические изменения в жировой ткани связаны с повышенным накоплением жира в печени, преддиабетическими нарушениями метаболизма глюкозы и инсулина, а также холестерина.
«Если сравнить митохондрии, клеточные силовые установки, с двигателем автомобиля, можно сказать, что выходная мощность уменьшается с увеличением веса. Митохондриальный двигатель малой мощности может также генерировать токсичные выхлопные газы, которые могут вызывать провоспалительное состояние в жировой ткани и, как следствие, возникновение заболеваний, связанных с ожирением », – говорит профессор Кирси Пиетилайнен из отдела исследований ожирения Хельсинкского университета.
«Что было удивительно, так это то, что митохондриальные пути в мышцах не были связаны с этими неблагоприятными последствиями для здоровья», – добавляет Пиетилайнен.
Ожирение также влияет на метаболизм аминокислот
В исследовании изменения функции митохондрий также наблюдались в метаболизме аминокислот. Метаболизм незаменимых для человека аминокислот с разветвленной цепью ослаблен в митохондриях как жировой, так и мышечной ткани.
«Это открытие имело особое значение, потому что снижение распада этих аминокислот и связанная с этим повышенная концентрация в крови также были напрямую связаны с предиабетическими изменениями и накоплением жира в печени в предыдущих исследованиях на близнецах», – говорит Пиетилайнен.
Ожирение с многочисленными сопутствующими заболеваниями – обычное явление, распространенность которого постоянно растет.
Хотя образ жизни влияет на возникновение ожирения, гены также играют важную роль.
"Однояйцевые близнецы имеют одинаковые гены, и их вес обычно примерно одинаков. Фактически, изучение близнецов – лучший способ изучить взаимосвязь между генами и образом жизни.
Несмотря на идентичный геном, гены и даже митохондрии близнецов могут функционировать на разных уровнях активности. Мы использовали эту характеристику в нашем исследовании, когда изучали влияние веса на функцию тканей », – говорит Пиетилайнен.