Зашто научници проучавају хибернацију да би се борили против гојазности
Многи сисари добијају на тежини и постају резистентни на инсулин током јесени. Међутим, ове промене су лако реверзибилне и сисари неће развити даље нездраве симптоме. Истраживачи верују да објашњење за ово лежи у механизмима повезаним са хибернацијом.
Кредит за слику: Мали смеђи слепи миш од Анн Фросцхауер / САД. Служба за рибу и дивље животиње / путем Викимедиа Цоммонс
Истраживачи су препознали чињеницу да широк спектар животиња има „суперсиле“.
Конкретно, исти услови који погађају људе - од којих неки могу бити опасни по живот - можда уопште неће утицати на животиње.
Два таква примера су слонови и китови, чији је ризик од рака практично нула. Код других животиња је мало вероватно да ће развити метаболичке услове попут гојазности. Зашто је ово?
Истраживачи Еллиотт Феррис и Цхристопхер Грегг са Универзитета Утах у Салт Лаке Цитију верују да хибернација можда има неке везе са тим.
Многи сисари широм света хибернирају у хладној сезони. Хибернацију карактерише улазак у стање налик на сан у којем телесна температура опада, дисање успорава, срце куца спорије, а сви остали метаболички (аутоматизовани, саморегулишући физиолошки процеси) успоравају.
То омогућава хибернираним животињама да преживе током зимских месеци, када храна постаје оскудна, а животни услови мање пријатељски.
Као што Феррис и Грегг примећују у свом новом студијском раду у часопису Извештаји о ћелијама, многе животиње које хибернирају заправо се пуно нагомилавају у нагомилавању до хибернације. Такође постају резистентни на инсулин.
То су два аспекта карактеристична за гојазност. Међутим, код хибернирајућих животиња они значе само да су животиње у стању да благовремено приступе резерви масти током зимских месеци.
За разлику од тога када људи развијају гојазност, хибернатори касније могу лако да изгубе вишак килограма, а њихова тела аутоматски преокрену резистенцију на инсулин. Такође, за разлику од људи са гојазношћу, сисари који хибернирају не развијају хипертензију или упалу ниског степена, што обоје може довести до додатних здравствених проблема.
Из ових разлога, Феррис и Грегг верују да неки генетски механизми укључени у регулисање хибернације могу такође играти улогу у контроли гојазности.
Пружајући тајне некодирајуће ДНК
„Хибернатори су развили невероватну способност да контролишу свој метаболизам“, објашњава Грегг, ванредни професор на Одељењу за неурологију и анатомију на Универзитету у Јути.
„Метаболизам обликује ризике за пуно различитих болести, укључујући гојазност, дијабетес типа 2, рак и Алцхајмерову болест“, додаје он. „Верујемо да ће нам разумевање делова генома који су повезани са хибернацијом помоћи да научимо да контролишемо ризике за неке од ових главних болести.“
„Велико изненађење наше нове студије је да су нам ови важни делови генома били сакривени у 98% генома који не садржи гене - некад смо га звали„ смеће ДНК “, каже Грегг.
За своју нову студију, Грегг и Феррис анализирали су геноме четири врсте сисара који хибернирају: тринаестоположене веверице, малог смеђег слепог миша, сивог мишјег лемура и мањег јежевог тенреца.
Упоређујући геноме ових врста, истраживачи су открили да су сви еволуирали - на независној основи - низ кратких делова ДНК названих „паралелно убрзани региони“.
Убрзани региони постоје и код људи, мада научници врло мало разумеју о њима. Оно што истраживачи до сада знају је да убрзани региони имају некодирајућу ДНК и да се нису много променили како су сисари еволуирали кроз векове.
Осим код људи, то јест код којих су се изненада почели мењати и мењати у време када смо се одвојили од наших „рођака“.
Након даље анализе података, истраживачи су приметили да се паралелно убрзани региони чине близу гена повезаних са гојазношћу код људи.
Да би потврдили везу између убрзаних региона и гена који играју улогу у контроли гојазности, Грегг и Феррис су затим анализирали врло специфичан скуп гена: они који покрећу Прадер-Вилли синдром, ретко генетско стање код људи.
Између осталих симптома, ово стање карактерише прекомерни апетит, што може довести до нездравог дебљања и гојазности.
Гледајући гене повезане са Прадер-Вилли-јевим синдромом, истраживачи су открили да су ови гени повезани са више региона убрзаних хибернатором у поређењу са генима који нису играли улогу у овом генетском стању.
„Постављање темеља за нова истраживања“
Након ових резултата, Грегг и Феррис сада сугеришу да су хибернирајуће животиње можда развиле механизме који им омогућавају да аутоматски „искључе“ активност одређених гена повезаних са гојазношћу. То није случај код нехибернирајућих сисара.
Истражитељи су такође идентификовали чак 364 генетска елемента који могу помоћи у регулацији хибернације и контроли гојазности.
„Наши резултати показују да су региони убрзани хибернатором обогаћени у близини гена повезаних са гојазношћу у студијама стотина хиљада људи, као и у близини гена повезаних са синдромским обликом гојазности“, каже Феррис.
„Стога смо обједињавањем података о људима и хибернацији животиња успели да откријемо главне регулаторне прекидаче у геному за контролу гојазности сисара“, додаје он.
Користећи специјализовану технологију за уређивање гена, истраживачи тренутно тестирају улогу ових 364 генетска елемента у моделима миша. Надају се да ће им њихови налази на крају помоћи да пронађу начин контроле не само гојазности, већ и других услова повезаних са метаболичким механизмима.
„Будући да гојазност и метаболизам обликују ризике за толико различитих болести, откриће ових делова генома заиста је узбудљив увид који поставља темеље многим важним новим правцима истраживања. Имамо нове пројекте који се појављују за старење, деменцију и метаболички синдром. “
Цхристопхер Грегг
