O dieta bogata in grasimi la parinti duce la metabolismul scazut al glucozei in fiice • Dmitry Kiryukhin • Stiinta Stiri despre "Elemente" • Genetica, Medicina

O dieta bogata in tati duce la metabolismul scazut al glucozei la fiice

Zucker șobolan. Această linie de șobolani a fost obținută în condiții de laborator și poartă un număr de mutații. Obezitatea, masa musculară redusă, rezistența la insulină, nivelurile ridicate ale glicemiei și secreția crescută de insulină sunt caracteristice acestor șobolani. Șobolanii Zucker sunt utilizați ca modele în studiul obezității și al diabetului de tip 2. Imagine de la www.harlan.com

Pot factori externi care afectează părinții să influențeze activitatea genelor la copiii lor? Cum poate fi aceasta asociată cu răspândirea tulburărilor metabolice (obezitatea, diabetul, sindromul metabolic)? De mult a fost cunoscut faptul că obezitatea provoacă dezvoltarea diabetului zaharat (o boală asociată cu pierderea capacității celulelor de a absorbi glucoza din sânge). Prin urmare, în lumea modernă, diabetul afectează tot mai mulți oameni. Cercetătorii din Australia au descoperit că la șobolani, obezitatea la bărbați duce la faptul că fiicele lor sunt afectate de metabolismul glucozei, caracteristice diabetului. Aceasta este însoțită de o schimbare a activității genetice, care este probabil moștenită de la tați la fiice.

Glucoza este principala sursa de energie pentru celulele corpului.Prin urmare, animalele încearcă să-și mențină concentrația în sânge la un nivel constant. După ingerare, glucoza intră în sânge în cantități mari, iar celulele trebuie să o absoarbă mai intens decât de obicei. Principalii consumatori de glucoză sunt celulele hepatice, mușchii și celulele grase. Pentru ca penetrarea glucozei să pătrundă în membrana celulară, trebuie integrat un transportor proteic – glucoză (transportor de glucoză). Mai mulți transportatori de glucoză de pe suprafața celulozei, cu atât mai intens vor absorbi glucoza. Ei bine, dacă nu sunt, atunci nu va intra în celulă nicio moleculă de glucoză, indiferent cât de mult este în sânge.

Numărul moleculelor din transportorul de glucoză este reglat de insulină. Acest hormon, care acționează asupra celulei, declanșează eliberarea de molecule noi de transport la membrana celulară, regulând astfel cantitatea de glucoză din sânge. Prin urmare, insulina este eliberată în sânge după o masă din celulele β ale pancreasului, în care este sintetizată.

În cazul încălcării mecanismului de reglare a glucozei în sânge, se dezvoltă diabetul zaharat. Pot exista mai multe motive pentru aceasta. În primul rând, este distrugerea celulelor β (diabet zaharat de tip 1 sau dependent de insulină).Aceasta poate fi cauzată de o boală autoimună în care organismul produce anticorpi împotriva propriilor sale proteine ​​și aceasta este cea mai frecventă cauză a diabetului de tip 1. În al doilea rând, boala poate fi asociată cu o încălcare a sintezei insulinei de către celule, secreția sa, capacitatea celulelor de a răspunde corect la hormon (diabet zaharat de tip 2 sau insulino-independent). În orice caz, cantitatea de glucoză din sânge crește, iar celulele trec la surse alternative de energie – grăsimi și aminoacizi.

Diabetul este periculos deoarece este însoțit de schimbări radicale în metabolism. Acestea duc la afectarea vizuală, se poate dezvolta munca rinichilor, vaselor de sânge, comă diabetică.

Ambele tipuri de diabet sunt cauzate atât de predispoziția genetică, cât și de factorii externi. Astăzi, diabetul de tip 2 este pe primul loc. Acest lucru este atribuit unei schimbări în stilul de viață al unei persoane moderne: munca sedentară și un nivel ridicat de venit au dus la faptul că o persoană primește mai multe calorii din alimente decât are nevoie. Cauzează obezitatea. La rândul său, obezitatea duce la o funcționare defectuoasă a pancreasului,producerea insulinei și deteriorarea capacității celulelor hepatice, a mușchilor și a țesutului adipos de a răspunde la acest hormon (rezistența la insulină). Astfel, în obezitate, deficitul de insulină și rezistența la insulină se dezvoltă. Prin urmare, organismul, încercând să compenseze lipsa aparentă de insulină, își crește producția. Încărcarea pancreasului crește. Numai rezistența la insulină nu conduce neapărat la dezvoltarea diabetului. Dar, din anumite motive, pancreasul nu poate compensa deficiența hormonului, va duce la o boală.

Evident, obezitatea amenință nu numai corpul în sine, dar poate, de asemenea, să-i facă rău puilor. Astăzi se știe că, dacă șoarecii femele sunt hrăniți cu alimente cu o cantitate mare de grăsimi, urmașii lor vor suferi de obezitate și de diabet. Dar cum poate modul de viață al tatălui să afecteze sănătatea copiilor? În special, comportamentul tatălui poate provoca apariția bolilor metabolice, cum ar fi diabetul, la urmașii săi?

Cercetătorii din Australia au decis să răspundă la această întrebare. Ei au împărțit șobolanii în două grupe, fiecare dintre ele fiind femei și bărbați.În primul grup, masculii au fost hrăniți cu alimente bogate în grăsimi (îi vom numi grupul VZhD, regimul VZhD cu conținut ridicat de grăsimi), iar în al doilea grup, alimentele normale (grupul de control). Femelele din ambele grupuri au fost hrănite cu alimente cu un conținut normal de grăsimi. Pentru a concluziona despre efectul de a hrăni masculii asupra descendenților, cercetătorii au comparat descoperirile obținute în aceste grupuri.

După cum era de așteptat, bărbații care au primit alimente grase au fost mai groși, au avut mai multă grăsime și au redus masa musculară. În plus, cantitatea de glucoză din sânge după masă a scăzut mai lent decât în ​​grupul de control. Această așa-numită scădere a toleranței la glucoză este unul dintre semnele caracteristice ale diabetului. Cantitatea de insulină din sânge a fost mai mare în grupul HR decât în ​​grupul de control: pancreasul a încercat să compenseze rata insuficientă de absorbție a glucozei cu o cantitate mare de hormon. Acest lucru poate duce în final la uzura pancreatică. Astfel, bărbații au prezentat semne de apariție a diabetului zaharat.

Și ce schimbări s-au produs la urmașii? Sa dovedit că, în condiții normale de nutriție la fiicele născute de la bărbatul WJD (să le numim "Fiica WRD"), cantitățile de glucoză și insulină din sânge erau normale.Apoi, oamenii de știință au verificat modul în care aceste femei se confruntă cu asimilarea unei cantități mari de glucoză obținută într-o singură masă (test cu sarcină de zahăr). Sa dovedit că fiicele VZhD după încărcarea zahărului au avut o cantitate mai mare de glucoză în sânge decât în ​​control (toleranță redusă la glucoză). În același timp, cantitatea de insulină din sângele acestor femei a fost de aproape două ori mai mică decât în ​​control. Odată cu vârsta, aceste schimbări negative în fiicele VZhD au progresat.

Capacitatea abilității de a absorbi eficient glucoza din sânge poate fi cauzată de incapacitatea pancreasului de a produce o cantitate adecvată de insulină din cauza oricăror daune. Prin urmare, în următoarea etapă a studiului, cercetătorii au verificat dacă există modificări ale celulelor β ale pancreasului care produc insulină. Aceste celule fac parte din insulele Langerhans – grupuri de celule care produc hormoni. Sa dovedit că mărimea acestor insule la femelele WJD scade, iar spațiul ocupat de celulele β scade. Oamenii de stiinta au sugerat ca numarul de celule este suficient pentru a mentine nivelul de glucoza la un nivel normal, insa nu se descurca cu sinteza insulinei cu o crestere accentuata a cantitatea de glucoza din test cu sarcina de zahar.Astfel, hrănirea masculilor cu o dietă bogată în grăsimi a determinat ca fiicele lor să aibă mai puține celule producătoare de insulină. Prin urmare, s-au confruntat mai rău cu controlul concentrației de zahăr din sânge.

Poate o scădere a numărului de celule β în acest experiment se datorează cauzelor genetice? Oamenii de știință au analizat starea genelor celulelor pancreatice la femelele Căilor Ferate de Vest. Sa dovedit că lucrarea a 642 de gene sa schimbat. La animale, ele sunt responsabile de metabolismul glucozei și insulinei, de transportul de substanțe în celulă și de structura sa. Mecanismele controlate de aceste gene sunt implicate în dezvoltarea pancreasului și secreția de insulină din celulele în care este sintetizată. Expresia genei sa schimbat cel mai mult Il13ra2. Această genă codifică una dintre moleculele de proteină care formează receptorul interleukinei-13 (Il13ra2 reprezintă "receptorul interleukinei 13, alfa 2", adică receptorul interleukinei-13, lanțul alfa 2). Interleukina-13 joacă un rol în dezvoltarea răspunsului imunitar. În plus, se știe că o cantitate mare de receptor de interleukină-13 se găsește în celulele canceroase dezvoltate din celulele pancreatice.Nu este clar ce rol are activitatea crescută a acestei gene de receptor în distrugerea celulelor β. Este evident că întreruperea activității unui complex de gene este responsabilă pentru moartea celulelor β. Elucidarea acestui mecanism este o chestiune de cercetare ulterioară.

Între timp, oamenii de știință s-au întrebat ce a făcut munca geniului mai puternică. Il13ra2. Sa dovedit că la șoareci sănătoși, spre deosebire de fiicele VZhD, o parte din această genă a fost schimbată într-un mod special: grupul metil a fost introdus în citozină (aceasta se numește metilare). În cazul în care există citozină la șoareci bolnavi în molecula ADN, la șoareci sănătoși se găsește metil citozina. Din gene ale căror regiuni sunt metilate, ARN nu mai poate fi citit, prin urmare, nu există proteine ​​corespunzătoare. Se pare că, la pacienții cu șoareci, gena este activată datorită faptului că modificarea care inhibă activitatea sa este pierdută. Mecanismul de metilare este bine cunoscut biologilor – prevede reglarea activității genelor nu numai în organism, ci și în descendenții săi. Genetizarea genei poate fi reprodusă în mai multe generații, transmisă de la părinți la copii. Un astfel de mecanism de moștenire nu depinde de succesiunea literelor din ADN, se numește ereditate epigenetică.

Astfel, o dieta bogata in grasimi la tati duce la o intrerupere a activitatii unui numar de gene in fiicele lor. Consecința acestui fapt este o încălcare a dezvoltării celulelor β care produc insulină și, prin urmare, există o lipsă de insulină și o pierdere a capacității de a controla cantitatea de glucoză din sânge. Mecanismul de transmitere a încălcărilor de la părinți la copii este încă neclar. Evident, trebuie să fie asociată cu modificări ale stării ADN-ului spermatozoid. Cel mai probabil, acestea sunt schimbări epigenetice, deoarece disfuncțiile la fiice nu sunt accidentale (modificările aleatorii sunt caracteristice mutațiilor, adică schimbări în "literele" ADN-ului). Ar fi interesant să știm cât de reversibile sunt efectele WZhD, precum și durata unei astfel de alimentații, necesare pentru dezvoltarea abaterilor în descendenți. Întrebarea rămâne de ce încălcările au fost descoperite în primul rând la femei.

Trebuie să înțelegem modul în care stilul de viață al generațiilor de astăzi afectează sănătatea descendenților. În lumea modernă, răspândirea bolilor metabolice (diabetul, sindromul metabolic, obezitatea) este epidemic în natură.Pot explica mecanismele epigenetice ale eredității? Cercetările ulterioare ar trebui să răspundă la această întrebare.

Sursa: Sheau-Fang Ng, Ruby C. Y. Lin, D. Ross Laybutt, Romain Barres, Julie A. Owens, Margaret J. Morris. Dieta cronică cu conținut ridicat de grăsimi în programele tatălui – disfuncție β-celule la descendenții de șobolani femele natură. 2010. V. 467. P. 963-967.

Dmitri Kiryukhin


Like this post? Please share to your friends:
Lasă un răspuns

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: