Noile cercetări la șoareci pot ajuta în viitor pe dietetici să mențină greutatea

După o dietă reușită, mulți oameni sunt constrânși să constate că greutatea lor revine - un fenomen prea obișnuit numit obezitate „recurentă” sau „yo-yo”. Mai rău, marea majoritate a persoanelor cu obezitate recurentă nu numai că revin la greutatea lor dinaintea dietei, dar câștigă și mai mult în fiecare ciclu de dietă. În timpul fiecărei runde de regim și regăsire în greutate, proporția lor de grăsime corporală crește, la fel și riscul de a dezvolta manifestările sindromului metabolic, inclusiv diabetul cu debut la adulți, ficatul gras și alte boli legate de obezitate.

obezitatea

După cum sa raportat astăzi în Nature, cercetătorii de la Weizmann Institute of Science au arătat la șoareci că microbii intestinali - denumiți în mod colectiv microbiom intestinal - joacă un rol neașteptat de important în creșterea în greutate exacerbată după dietă și că acest fenomen comun ar putea fi în viitor să fie prevenite sau tratate prin modificarea compoziției sau funcției microbiomului.

Studiul a fost realizat de echipe de cercetare conduse de Dr. Eran Elinav de la Departamentul de Imunologie și prof. Eran Segal de la Departamentul de Informatică și Matematică Aplicată. Cercetătorii au descoperit că, după un ciclu de creștere și slăbire, toate sistemele corpului șoarecilor au revenit complet la normal - cu excepția microbiomului. Timp de aproximativ șase luni după slăbire, șoarecii post-obezi au păstrat un microbiom anormal „obez”.

„Am arătat la șoarecii obezi că, după o dietă reușită și o pierdere în greutate, microbiomul păstrează o„ memorie ”a obezității anterioare”, spune Elinav. Acest microbiom persistent a accelerat recâștigarea greutății atunci când șoarecii au fost readuși la o dietă bogată în calorii sau au consumat alimente obișnuite în cantități excesive. Segal elaborează: Prin efectuarea unei analize funcționale detaliate a microbiomului, am dezvoltat abordări terapeutice potențiale pentru a atenua impactul acestuia asupra recâștigării greutății.

Studiul a fost condus de Christoph Thaiss și Ph.D. student în laboratorul lui Elinav. Thaiss a colaborat cu studentul de masterat Shlomik Itav al laboratorului Elinav, Daphna Rothschild și dr. student al laboratorului lui Segal, precum și cu alți oameni de știință din Weizmann și din alte părți.

Într-o serie de experimente, oamenii de știință au demonstrat că machiajul microbiomului „obez” a fost un factor principal al creșterii în greutate post-dietă accelerată. De exemplu, atunci când cercetătorii au epuizat microbii intestinali la șoareci, oferindu-le antibiotice cu spectru larg, creșterea exagerată în greutate post-dietă a fost eliminată. Într-un alt experiment, când microbii intestinali de la șoareci cu antecedente de obezitate au fost introduși în șoareci fără germeni (care, prin definiție, nu au microbiom propriu), creșterea în greutate a fost accelerată la hrănirea cu o dietă bogată în calorii, comparativ la șoareci fără germeni care au primit un implant de microbi intestinali de la șoareci fără istoric de creștere în greutate.

Apoi, oamenii de știință au dezvoltat un algoritm de învățare automată, bazat pe sute de parametri individualizați ai microbiomului, care au prezis cu succes și cu exactitate rata de recuperare a greutății la fiecare șoarece, pe baza caracteristicilor microbiomului său după creșterea în greutate și o dietă reușită. Mai mult, prin combinarea abordărilor genomice și metabolice, au identificat apoi două molecule care conduc impactul microbiomului asupra redobândirii greutății. Aceste molecule - aparținând clasei de substanțe chimice organice numite flavonoide care sunt obținute prin consumul anumitor legume - sunt degradate rapid de microbiomul „post-dietă”, astfel încât nivelurile acestor molecule la șoarecii post-dietă sunt semnificativ mai mici decât cele din șoareci fără antecedente de obezitate. Cercetătorii au descoperit că, în circumstanțe normale, acești doi flavonoizi promovează consumul de energie în timpul metabolismului grăsimilor. Nivelurile scăzute ale acestor flavonoizi în ciclul de greutate au împiedicat această eliberare de energie derivată din grăsimi, determinând șoarecii după dietă să acumuleze grăsimi suplimentare atunci când au fost readuși la o dietă bogată în calorii.

În cele din urmă, cercetătorii au folosit aceste cunoștințe pentru a dezvolta noi tratamente de dovadă a conceptului pentru obezitatea recurentă. În primul rând, ei au implantat șoareci foști obezi cu microbi intestinali de la șoareci care nu fuseseră niciodată obezi. Acest transplant de microbiomi fecali a șters „memoria” obezității la acești șoareci atunci când au fost re-expuși la o dietă bogată în calorii, prevenind obezitatea recurentă excesivă.

Apoi, oamenii de știință au folosit o abordare care este probabil mai neobservabilă pentru oameni: au completat șoarecii post-dietă cu flavonoizi adăugați în apa lor de băut. Acest lucru a adus nivelurile lor de flavonoide și, astfel, cheltuielile de energie, la nivelurile normale. Drept urmare, chiar și la întoarcerea la o dietă bogată în calorii, șoarecii nu au experimentat creșteri în greutate accelerate. Segal a spus: „Noi numim această abordare intervenție„ post-biotică ”. Spre deosebire de probiotice, care introduc microbi utili în intestine, nu introducem microbii înșiși, ci substanțe afectate de microbiom, care s-ar putea dovedi a fi mai sigure și mai sigure. efectiv. "

Obezitatea recurentă este o epidemie de proporții masive, în orice sens al cuvântului. „Obezitatea afectează aproape jumătate din populația adultă a lumii și predispune oamenii la complicații obișnuite care riscă viața, cum ar fi diabetul la debutul adulților și bolile de inimă”, spune Elinav. "În cazul în care rezultatele studiilor noastre la șoareci se dovedesc a fi aplicabile oamenilor, acestea pot ajuta la diagnosticarea și tratarea obezității recurente, iar acest lucru, la rândul său, poate ajuta la atenuarea epidemiei de obezitate."

De asemenea, au luat parte la studiu Mariska Meijer, Maayan Levy, Claudia Moresi, Lenka Dohnalova, Sofia Braverman, Shachar Rozin, Dr. Mally Dori-Bachash și personalul de știință Hagit Shapiro de la Departamentul de Imunologie, personalul de știință Dr. Yael Kuperman și Inbal Biton și prof. Alon Harmelin de la Departamentul Resurse Veterinare și Dr. Serghei Malitsky și prof. Asaph Aharoni de la Departamentul de Științe ale Plantelor și Mediului - toate Institutul de Științe Weizmann, precum și Prof. Arieh Gertler de la Universitatea Ebraică din Ierusalim și prof. Zamir Halpern de la Tel-Aviv Sourasky Medical Center.