De ce oamenii de știință studiază hibernarea pentru a combate obezitatea
Multe mamifere se îngrașă și devin rezistente la insulină în timpul toamnei. Cu toate acestea, aceste modificări sunt ușor reversibile, iar mamiferele nu vor mai dezvolta alte simptome nesănătoase. Cercetătorii consideră că explicația pentru aceasta constă în mecanismele asociate hibernării.
Credit de imagine: Liliac maro mic de Ann Froschauer / S.U.A. Serviciul Fish and Wildlife / prin Wikimedia Commons
Cercetătorii au recunoscut faptul că o gamă largă de animale au „superputeri”.
Mai exact, aceleași condiții care afectează oamenii - dintre care unele pot pune viața în pericol - pot să nu afecteze deloc animalele.
Două astfel de exemple sunt elefanții și balenele, al căror risc de cancer este practic nul. Este puțin probabil ca alte animale să dezvolte condiții metabolice, cum ar fi obezitatea. De ce asta?
Cercetătorii Elliott Ferris și Christopher Gregg, de la Universitatea Utah din Salt Lake City, consideră că hibernarea ar putea avea ceva de-a face cu aceasta.
Multe mamifere din întreaga lume hibernează în sezonul rece. Hibernarea se caracterizează prin intrarea într-o stare asemănătoare somnului în care temperatura corpului scade, respirația încetinește, inima bate mai încet și toate celelalte procese metabolice (automatizate, autoreglabile fiziologice) încetinesc.
Acest lucru permite animalelor care hibernează să supraviețuiască în lunile de iarnă, când alimentele devin rare și condițiile de viață mai puțin prietenoase.
După cum observă Ferris și Gregg în noua lor lucrare de studiu din jurnal Rapoarte de celule, multe animale care hibernează de fapt se îngrășează mult în acumulare până la hibernare. De asemenea, devin rezistente la insulină.
Acestea sunt două aspecte caracteristice obezității. Cu toate acestea, la animalele care hibernează, acestea înseamnă doar că animalele pot accesa o rezervă în timp util de grăsime în lunile de iarnă.
Spre deosebire de momentul în care oamenii dezvoltă obezitate, hibernatorii pot pierde cu ușurință greutatea suplimentară, iar corpul lor inversează automat rezistența la insulină. De asemenea, spre deosebire de oamenii cu obezitate, mamiferele care hibernează nu dezvoltă hipertensiune sau inflamație de grad scăzut, ambele putând duce la probleme de sănătate suplimentare.
Din aceste motive, Ferris și Gregg consideră că unele mecanisme genetice implicate în reglarea hibernării pot juca, de asemenea, un rol în controlul obezității.
Produce secretele ADN necodificat
„Hibernatorii au dezvoltat o capacitate incredibilă de a-și controla metabolismul”, explică Gregg, profesor asociat la Departamentul de Neurologie și Anatomie de la Universitatea din Utah.
„Metabolismul formează riscuri pentru multe boli diferite, inclusiv obezitatea, diabetul de tip 2, cancerul și boala Alzheimer”, adaugă el. „Credem că înțelegerea părților genomului care sunt legate de hibernare ne va ajuta să învățăm să controlăm riscurile pentru unele dintre aceste boli majore.”
„O mare surpriză din noul nostru studiu este că aceste părți importante ale genomului ne-au fost ascunse în 98% din genomul care nu conține gene - obișnuiam să-l numim„ ADN nedorit ”, spune Gregg.
Pentru noul lor studiu, Gregg și Ferris au analizat genomul a patru specii de mamifere hibernante: veverița de sol cu treisprezece căptușeli, liliecul maro mic, lemurul șoarecelui gri și tenrecul arici mai mic.
Când au comparat genomul acestor specii, cercetătorii au descoperit că toate au evoluat - în mod independent - o serie de secțiuni scurte de ADN numite „regiuni paralele accelerate”.
Regiunile accelerate există și la oameni, deși oamenii de știință înțeleg foarte puțin despre ele. Ceea ce știu cercetătorii până acum este că regiunile accelerate prezintă ADN necodificat și că nu s-au schimbat prea mult pe măsură ce mamiferele au evoluat de-a lungul veacurilor.
Cu excepția oamenilor, adică la care au început brusc să se schimbe și să se schimbe în timpul în care ne-am despărțit de „verii” noștri primari.
După o analiză ulterioară a datelor, cercetătorii au observat că regiunile paralele accelerate apar aproape de gene legate de obezitate la om.
Pentru a confirma legătura dintre regiunile accelerate și genele care joacă un rol în controlul obezității, Gregg și Ferris au analizat apoi un set foarte specific de gene: cele care conduc sindromul Prader-Willi, o afecțiune genetică rară la om.
Printre alte simptome, această afecțiune se caracterizează printr-un apetit excesiv, care poate duce la creșterea în greutate nesănătoasă și obezitate.
Analizând genele legate de sindromul Prader-Willi, cercetătorii au descoperit că aceste gene sunt asociate cu mai multe regiuni accelerate de hibernator în comparație cu genele care nu au jucat un rol în această afecțiune genetică.
„Punerea bazelor pentru noi cercetări”
În urma acestor rezultate, Gregg și Ferris sugerează acum că animalele care hibernează pot avea mecanisme dezvoltate care le permit să „oprească” automat activitatea anumitor gene asociate cu obezitatea. Acesta nu este cazul mamiferelor nehibernante.
Anchetatorii au identificat, de asemenea, 364 de elemente genetice care pot ajuta atât la reglarea hibernării, cât și la controlul obezității.
Rezultatele noastre arată că regiunile accelerate de hibernator sunt îmbogățite în apropierea genelor legate de obezitate în studiile a sute de mii de oameni, precum și în apropierea genelor legate de o formă sindromică de obezitate, spune Ferris.
Prin urmare, prin reunirea datelor de la oameni și la hibernarea animalelor, am reușit să descoperim comutatoare de reglementare master în genom pentru controlul obezității mamiferelor, adaugă el.
Folosind tehnologia specializată de editare a genelor, cercetătorii testează în prezent rolul acestor 364 de elemente genetice în modelele de șoareci. Ei speră că descoperirile lor îi vor ajuta în cele din urmă să găsească o modalitate de a controla nu doar obezitatea, ci și alte condiții legate de mecanismele metabolice.
Deoarece obezitatea și metabolismul formează riscurile pentru atât de multe boli diferite, descoperirea acestor părți ale genomului este o perspectivă cu adevărat interesantă, care pune bazele multor direcții importante de cercetare noi. Avem noi proiecte în curs de îmbătrânire, demență și sindrom metabolic. ”
Christopher Gregg
