Każdy, kto kiedykolwiek próbował pozbyć się kilku zbędnych kilogramów, zna tę frustrację: waga początkowo spada, by powrócić w ciągu kilku tygodni – wystąpił efekt jo-jo. Naukowcy z ETH Zurich byli w stanie wykazać, że wszystko to zależy od epigenetyki.
Epigenetyka to część genetyki, która opiera się nie na sekwencji genetycznych bloków budulcowych, ale na małych, ale charakterystycznych markerach chemicznych na tych blokach. Sekwencja bloków budulcowych ewoluowała przez długi czas; wszyscy dziedziczymy je po naszych rodzicach. Z drugiej strony markery epigenetyczne są bardziej dynamiczne: czynniki środowiskowe, nasze nawyki żywieniowe i stan naszego ciała – takie jak otyłość – mogą je zmieniać w ciągu życia. Mogą one jednak pozostać stabilne przez wiele lat, a czasem nawet dziesięcioleci, i w tym czasie odgrywają kluczową rolę w określaniu, które geny są aktywne w naszych komórkach, a które nie. „Epigenetyka mówi komórce, jakiego rodzaju jest komórką i co powinna robić” – mówi Laura Hinte, doktorantka w grupie kierowanej przez Ferdinanda von Meyenna, profesora żywienia i epigenetyki metabolicznej.
Epigenetyczna pamięć otyłości
Naukowcy kierowani przez tę dwójkę i ich kolegę Daniela Castellano Castillo, byłego postdoca w grupie von Meyenna, szukali molekularnych przyczyn efektu jo-jo u myszy. Przeanalizowali oni komórki tłuszczowe myszy z nadwagą i tych, które zrzuciły nadwagę poprzez dietę. Ich badania wykazały, że otyłość prowadzi do charakterystycznych zmian epigenetycznych w jądrze komórek tłuszczowych. Wyjątkowe w tych zmianach jest to, że pozostają one nawet po zakończeniu diety. „Komórki tłuszczowe pamiętają stan nadwagi i mogą łatwiej do niego powrócić” – mówi von Meyenn. Naukowcy byli w stanie wykazać, że myszy z tymi markerami epigenetycznymi szybciej przybierały na wadze, gdy ponownie miały dostęp do diety wysokotłuszczowej. „Oznacza to, że znaleźliśmy molekularną podstawę efektu jo-jo”.
Znaleziono również dowody na istnienie tego mechanizmu u ludzi. Naukowcy z ETH Zurich przeanalizowali biopsje tkanki tłuszczowej od osób z nadwagą, które przeszły operację zmniejszenia żołądka lub gastric bypass. Próbki tkanki pochodziły z różnych badań przeprowadzonych w Karolinska Institutet w Sztokholmie oraz w szpitalach w Lipsku, Dreźnie i Karlsruhe. W tych próbkach naukowcy analizowali raczej ekspresję genów niż markery epigenetyczne. Wyniki są jednak spójne z wynikami uzyskanymi na myszach. Naukowcy informują o swojej pracy w najnowszym wydaniu czasopisma Nature.
Zapobieganie jest kluczem
Naukowcy nie zbadali, jak długo komórki tłuszczowe mogą pamiętać o otyłości. „Komórki tłuszczowe są komórkami długowiecznymi. Średnio żyją przez dziesięć lat, zanim nasze ciało zastąpi je nowymi komórkami” – mówi Hinte.
Obecnie nie jest możliwa zmiana odpowiednich znaczników epigenetycznych w jądrze komórkowym za pomocą leków, a tym samym usunięcie pamięci epigenetycznej. „Być może będzie to możliwe w przyszłości”, mówi Hinte. „Ale na razie musimy żyć z tym efektem pamięci”. Von Meyenn dodaje: „To właśnie z powodu tego efektu pamięci tak ważne jest, aby przede wszystkim unikać nadwagi. Ponieważ jest to najprostszy sposób na walkę ze zjawiskiem jo-jo”. Naukowcy kierują to przesłanie przede wszystkim do dzieci i młodzieży oraz ich rodziców.
Dzięki swojej pracy naukowcy z ETH po raz pierwszy wykazali, że komórki tłuszczowe posiadają epigenetyczną pamięć otyłości. Nie zakładają jednak, że komórki tłuszczowe są jedynymi komórkami posiadającymi taką pamięć. „Inne komórki ciała mogą również odgrywać rolę w efekcie jo-jo” – mówi von Meyenn. Jest całkiem możliwe, że komórki w mózgu, naczyniach krwionośnych lub innych narządach również pamiętają otyłość i przyczyniają się do tego efektu. Naukowcy chcą dowiedzieć się, czy tak jest w rzeczywistości.
Źródło: Nature (Adipose tissue retains an epigenetic memory of obesity after weight loss), fot. Adobe
