Apa yang menambah dan mengurangi berat badan bagi tubuh kita
Menambah atau menurunkan berat badan, bahkan untuk waktu yang singkat, dapat secara drastis mengubah profil molekul pribadi seseorang, menurut sebuah studi baru yang dilakukan oleh Fakultas Kedokteran Universitas Stanford di California.
Dalam makalah yang akan diterbitkan di jurnal Sistem Sel, para peneliti melaporkan bagaimana mereka mengambil sejumlah besar data dari berbagai metode studi untuk membuat profil molekuler terperinci dari masing-masing 23 partisipan studi mereka.
Data molekuler dikumpulkan dari berbagai teknik "-omics", termasuk:
- genomik, atau metode yang memetakan genom, atau susunan genetik, organisme
- proteomik, suatu pendekatan yang menghasilkan informasi rinci tentang protein
- transcriptomics, atau teknik yang mengungkapkan bagaimana genom saat ini diinterpretasikan
- metabolomics, yang memberikan wawasan tentang metabolisme dan kimia sel
- mikrobiomik, atau metode yang menampilkan bakteri dan mikroorganisme lain di dalam tubuh
“Pada akhirnya,” kata rekan penulis studi senior Michael Snyder, seorang profesor genetika di Universitas Stanford di California, “kami benar-benar membuat miliaran pengukuran.”
Studi ini mengikuti jalur penelitian yang dimulai oleh Prof. Snyder beberapa tahun yang lalu ketika dia menjadi subjek pembuatan profil omics pribadinya, yang melacak perubahan molekuler di tubuhnya saat dia mengembangkan diabetes tipe 2 dan kemudian pulih dari itu setelah mengubah pola makannya. dan gaya hidup.
Profil perubahan molekuler
Dalam studi baru, ia dan anggota tim lainnya menemukan bahwa, saat para peserta memperoleh sekitar 6 pon berat badan selama 1 bulan dan kemudian melepaskannya, ada perubahan dramatis dalam ekspresi gen, sistem kardiovaskular, mikrobioma, dan sistem kekebalan mereka. .
Saat berat badan peserta bertambah, profil omics pribadi mereka mengungkapkan: perubahan signifikan pada komposisi bakteri; aktivasi jalur molekuler yang telah dikaitkan dengan penyakit jantung; dan peradangan yang meningkat dan respons imun.
Namun kabar baiknya adalah setelah mereka membuang kelebihan berat badan, sebagian besar sistem mereka kembali ke kondisi semula.
Prof Snyder mengatakan bahwa tujuan mereka adalah untuk "mencirikan apa yang terjadi selama penambahan dan penurunan berat badan pada tingkat yang belum pernah dilakukan siapa pun sebelumnya".
Secara khusus, mereka ingin "mempelajari bagaimana orang prediabetik mungkin berbeda dalam hal profil omics pribadi mereka dan respons molekuler mereka terhadap fluktuasi berat," tambahnya.
Obesitas dan diabetes tipe 2
Orang dengan obesitas berisiko lebih tinggi terkena diabetes tipe 2, serta masalah kesehatan serius lainnya. Resistensi insulin seringkali mendahului diabetes tipe 2.
Individu dengan resistensi insulin memiliki masalah dengan mengubah gula darah menjadi energi karena sel mereka gagal bereaksi dengan benar terhadap insulin, hormon yang membantu mereka mengambil dan menggunakan glukosa.
Pankreas mencoba membuat lebih banyak insulin sebagai kompensasi, tetapi pada akhirnya ini mungkin tidak cukup, yang menyebabkan gula darah tinggi dan diabetes tipe 2 yang parah.
Di Amerika Serikat, di mana 36,5 persen orang dewasa mengalami obesitas, ada lebih dari 100 juta orang yang hidup dengan pradiabetes atau diabetes.
Profil omics pribadi tentang penambahan berat badan, penurunan
Untuk studi baru, tim membandingkan profil omics pribadi dari 13 orang yang resistan terhadap insulin dengan 10 orang yang tidak memiliki resistensi insulin - “kelompok sensitif insulin” - saat mereka bertambah dan kemudian menurunkan berat badan.
Semua peserta memiliki indeks massa tubuh (BMI) antara 25 dan 35 - yaitu, mulai dari "kelebihan berat badan hingga obesitas sedang" - saat mereka direkrut.
Para peserta mengikuti diet tinggi kalori selama sebulan, selama waktu itu berat badan mereka bertambah 6 pon (2,7 kilogram). Setelah ini, mereka kemudian membuang kelebihan berat badan.
Para ilmuwan mengambil sampel dari para peserta di empat titik selama penelitian: pada awal; ketika berat badan mereka memuncak setelah diet tinggi kalori; ketika berat badan mereka kembali ke awal; dan kemudian setelah 3 bulan stabil setelah berat badan mereka kembali ke awal.
Pola molekuler menunjukkan resistensi insulin
Ketika mereka membandingkan kelompok yang resistan terhadap insulin dan kelompok yang sensitif terhadap insulin, para peneliti menemukan perbedaan yang signifikan dalam profil dasar mereka.
Secara khusus, profil molekul dasar dari kelompok yang resisten terhadap insulin mengandung penanda peradangan, sedangkan kelompok yang sensitif terhadap insulin tidak memilikinya.
Prof Snyder mengatakan bahwa temuan ini menunjukkan bahwa profil omics dapat mengidentifikasi individu yang berisiko diabetes dengan melihat penanda awal peradangan, yang diketahui terkait dengan perkembangan diabetes tipe 2.
Perbandingan profil omics setelah penambahan berat badan juga menunjukkan kontras yang menarik. Sementara penanda peradangan meningkat pada kelompok yang resisten insulin dan sensitif insulin, hanya kelompok yang sensitif insulin yang menunjukkan penanda bakteri dari Akkermansia muciniphila, yang melindungi dari resistensi insulin.
Namun, perubahan paling dramatis - untuk kedua kelompok - adalah perubahan ekspresi gen yang diketahui terkait dengan peningkatan risiko bentuk gagal jantung yang dikenal sebagai dilated cardiomyopathy.
“Itu cukup mengejutkan,” kata Prof Snyder, “Saya tidak berharap 30 hari makan berlebihan untuk mengubah seluruh jalur jantung.”
Dia menjelaskan, bagaimanapun, bahwa temuan mereka memang sesuai "dengan cara kita berpikir tentang tubuh manusia - ini adalah keseluruhan sistem, bukan hanya beberapa komponen yang terisolasi, jadi ada perubahan di seluruh sistem saat orang bertambah berat badan."
Mungkinkah beberapa perubahan bertahan lebih lama?
Setelah mereka menurunkan berat badan berlebih dan memiliki periode stabilitas pada berat badan sebelumnya, profil omic peserta menunjukkan bahwa sebagian besar perubahan molekuler kembali normal.
Namun, sebagian dari perubahan penambahan berat badan di profil tetap ada. Meskipun tidak besar atau cukup signifikan untuk menarik kesimpulan tegas, mereka menyarankan, kata Prof Snyder, "bahwa beberapa dari efek ini bisa bertahan lebih lama."
Dia juga menunjukkan bahwa sementara studi mereka terutama berhubungan dengan perubahan kelompok, mereka memperhatikan bahwa setiap peserta memiliki perubahan unik dalam profil omics pribadi mereka, yang menunjukkan, dia percaya, bahwa alat semacam itu akan membentuk “bagian penting dalam mengelola kesehatan manusia di masa depan."
“Data besar akan sangat penting untuk masa depan kedokteran, dan hal-hal seperti profil omics integratif ini akan menawarkan pemahaman tentang bagaimana tubuh manusia merespons, dengan cara yang sangat pribadi, terhadap tantangan yang berbeda.”
Prof Michael Snyder
