Η παχυσαρκία έχει αυξηθεί ραγδαία τις τελευταίες δεκαετίες και επηρεάζει περισσότερους από 2 δισεκατομμύρια ανθρώπους, καθιστώντας την έναν από τους μεγαλύτερους παράγοντες που συμβάλλουν στην κακή υγεία παγκοσμίως.
Παρά τις δεκαετίες έρευνας για τις θεραπείες διατροφής και άσκησης, πολλοί άνθρωποι συνεχίζουν να αγωνίζονται για να χάσουν βάρος. Ερευνητές στο Baylor College of Medicine και συνεργαζόμενα ιδρύματα πιστεύουν τώρα ότι ξέρουν το γιατί και λένε ότι πρέπει να μετατοπίσουμε το επίκεντρο από τη θεραπεία της παχυσαρκίας στην πρόληψη.
Η ερευνητική ομάδα αναφέρει στο περιοδικό Science Advances ότι οι μοριακοί μηχανισμοί ανάπτυξης του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια της πρώιμης ζωής είναι πιθανόν ένας σημαντικός καθοριστικός παράγοντας του κινδύνου παχυσαρκίας. Προηγούμενες μεγάλες μελέτες σε ανθρώπους έδειξαν ότι τα γονίδια που συνδέονται πιο έντονα με την παχυσαρκία εκφράζονται στον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο.
Αυτή η μελέτη σε ποντίκια επικεντρώθηκε στην επιγενετική ανάπτυξη. Η επιγενετική είναι ένα σύστημα μοριακού σελιδοδείκτη που καθορίζει ποια γονίδια θα χρησιμοποιηθούν ή όχι σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων.
«Δεκαετίες έρευνας σε μοντέλα ανθρώπων και ζώων έχουν δείξει ότι οι περιβαλλοντικές επιρροές κατά τη διάρκεια κρίσιμων περιόδων ανάπτυξης έχουν μακροπρόθεσμο αντίκτυπο στην υγεία και τις ασθένειες», δήλωσε ο συγγραφέας Robert Waterland, καθηγητής παιδιατρικής-διατροφής και μέλος του Κέντρο Έρευνας Παιδικής Διατροφής. «Η ρύθμιση του σωματικού βάρους είναι πολύ ευαίσθητη σε τέτοιου είδους αναπτυξιακό προγραμματισμό, αλλά το πώς ακριβώς λειτουργεί παραμένει άγνωστο».
«Σε αυτή τη μελέτη επικεντρωθήκαμε σε μια περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται τοξοειδής πυρήνας του υποθαλάμου, ο οποίος είναι ο κύριος ρυθμιστής της πρόσληψης τροφής, της σωματικής δραστηριότητας και του μεταβολισμού», είπε ο πρώτος συγγραφέας Harry MacKay. «Ανακαλύψαμε ότι ο τοξοειδής πυρήνας υφίσταται εκτεταμένη επιγενετική ωρίμανση κατά τη διάρκεια της πρώιμης μεταγεννητικής ζωής. Αυτή η περίοδος είναι επίσης εξαιρετικά ευαίσθητη στον αναπτυξιακό προγραμματισμό της ρύθμισης του σωματικού βάρους, υποδηλώνοντας ότι αυτά τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να είναι συνέπεια της απορρυθμισμένης επιγενετικής ωρίμανσης».
Η ερευνητική ομάδα διεξήγαγε αναλύσεις σε όλο το γονιδίωμα τόσο της μεθυλίωσης του DNA -μια σημαντική επιγενετική ετικέτα- όσο και της γονιδιακής έκφρασης, τόσο πριν όσο και μετά το κλείσιμο του μεταγεννητικού κρίσιμου παραθύρου για τον αναπτυξιακό προγραμματισμό του σωματικού βάρους. «Ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα της μελέτης μας είναι ότι εξετάσαμε τις δύο κύριες κατηγορίες εγκεφαλικών κυττάρων, τους νευρώνες και τα γλοιακά κύτταρα», είπε ο MacKay. «Αποδεικνύεται ότι η επιγενετική ωρίμανση είναι πολύ διαφορετική μεταξύ αυτών των δύο τύπων κυττάρων».
«Η μελέτη μας είναι η πρώτη που συγκρίνει αυτήν την επιγενετική ανάπτυξη σε αρσενικά και θηλυκά», είπε ο Waterland. «Μας εκπλήσσει που βρήκαμε εκτεταμένες διαφορές μεταξύ των φύλων. Στην πραγματικότητα, όσον αφορά αυτές τις μεταγεννητικές επιγενετικές αλλαγές, τα αρσενικά και τα θηλυκά διαφέρουν περισσότερο από τις ομοιότητες που έχουν. Και, πολλές από τις αλλαγές συνέβησαν νωρίτερα στα θηλυκά, υποδεικνύοντας ότι είναι πρόωρα από αυτή την άποψη».
Η ανθρώπινη σύνδεση
Η μεγαλύτερη έκπληξη ήρθε όταν οι ερευνητές συνέκριναν τα επιγενετικά τους δεδομένα σε ποντίκια με τα ανθρώπινα δεδομένα από μεγάλες μελέτες συσχέτισης σε όλο το γονιδίωμα που εξετάζουν για γενετικές παραλλαγές που σχετίζονται με την παχυσαρκία. Οι γονιδιωματικές περιοχές που στοχεύονταν για επιγενετική ωρίμανση στον τοξοειδή πυρήνα των ποντικών αλληλεπικαλύπτονταν έντονα με τις ανθρώπινες γονιδιωματικές περιοχές που σχετίζονται με τον δείκτη μάζας σώματος, έναν δείκτη παχυσαρκίας.
«Αυτές οι συσχετίσεις υποδηλώνουν ότι ο κίνδυνος παχυσαρκίας στους ανθρώπους καθορίζεται εν μέρει από την επιγενετική ανάπτυξη στον τοξοειδή πυρήνα», είπε ο MacKay. «Τα αποτελέσματά μας παρέχουν νέα στοιχεία ότι η αναπτυξιακή επιγενετική πιθανώς εμπλέκεται τόσο στις πρώιμες περιβαλλοντικές όσο και στις γενετικές επιδράσεις στον κίνδυνο παχυσαρκίας. Συνεπώς, οι προσπάθειες πρόληψης που στοχεύουν αυτές τις αναπτυξιακές διαδικασίες θα μπορούσαν να είναι το κλειδί για τον τερματισμό της παγκόσμιας επιδημίας παχυσαρκίας».
Πηγή: Sex-specific epigenetic development in the mouse hypothalamic arcuate nucleus pinpoints human genomic regions associated with body mass index. Science Advances, 2022; 8 (39) DOI: 10.1126/sciadv.abo3991.
