Otyłość w okresie dojrzewania może biologicznie różnić się od otyłości u dorosłych. Naukowcy z Duke University School of Medicine wykazali, że organizmy nastolatków zachowują większą elastyczność metaboliczną, a zmiany dotyczące mikrobiomu i metabolizmu mogą nie być jeszcze tak utrwalone jak w późniejszym wieku. Wyniki opublikowane w „Journal of Clinical Investigation” wskazują, że okres dojrzewania może stanowić szczególnie ważne okno dla skutecznej interwencji.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Dlaczego otyłość u nastolatków może biologicznie różnić się od otyłości u dorosłych i jakie znaczenie ma większa plastyczność metaboliczna młodego organizmu.
- Jakie są wyniki analizy mikrobiomu 287 nastolatków i dowiesz się, co wykazały eksperymenty z przeszczepieniem ich mikrobiomu myszom.
- Jak metabolizm nastolatków z otyłością reaguje na nadmierną masę ciała i czym różni się od zmian obserwowanych u dorosłych.
- Dlaczego okres dojrzewania może być ważnym oknem dla wczesnego leczenia otyłości i ograniczania jej długoterminowych konsekwencji.
Otyłość nastolatka różni się od otyłości dorosłego
Otyłość w młodym wieku zwiększa ryzyko wielu problemów zdrowotnych w przyszłości, w tym chorób sercowo-naczyniowych, cukrzycy typu 2, astmy i niektórych nowotworów. W USA dotyczy niemal jednego na pięcioro dzieci. Jednocześnie organizm nastolatka nadal intensywnie się rozwija. Zmieniają się mięśnie i kości, gospodarka hormonalna oraz sposób wykorzystywania energii. Naukowcy z Duke University postanowili więc sprawdzić, czy biologiczne mechanizmy związane z otyłością w okresie dojrzewania rzeczywiście odpowiadają tym obserwowanym u dorosłych.
Przez długi czas medycyna traktowała nastolatków jak małych dorosłych – powiedział dr John Rawls, profesor genetyki molekularnej i mikrobiologii oraz członek Duke Microbiome Center. Ale nastolatki wciąż rosną, budują mięśnie i kości oraz wykorzystują energię w sposób zupełnie inny niż dorośli. Chcieliśmy zrozumieć, jak te różnice wpływają na otyłość.
Wyniki sugerują, że okres dojrzewania może charakteryzować się większą plastycznością metaboliczną, która z czasem w dużej mierze zanika.
Mikrobiom jelitowy nastolatków daje zaskakujący wynik
Badacze skoncentrowali się na mikrobiomie jelitowym oraz metabolomie, czyli zbiorze związków chemicznych powstających podczas przetwarzania żywności i energii przez organizm oraz mikroorganizmy jelitowe. Najpierw przeanalizowali mikrobiom 287 nastolatków uczestniczących w Pediatric Obesity Microbiome and Metabolism Study. Potwierdzili, że u osób z otyłością jego skład różnił się od obserwowanego u rówieśników z prawidłową masą ciała.
Następnie próbki mikrobiomu nastolatków z otyłością i bez otyłości przeszczepiono myszom wolnym od drobnoustrojów. Rezultat był istotny: myszy, które otrzymały mikrobiom od nastolatków z otyłością, nie przybrały na wadze. Różni się to od wyników często obserwowanych w podobnych eksperymentach wykorzystujących mikrobiom dorosłych z otyłością. Może to oznaczać, że charakterystyczne zmiany mikrobiomu są już widoczne w okresie dojrzewania, ale nie osiągnęły jeszcze stanu, w którym aktywnie podtrzymują zaburzenia metaboliczne.
Sugeruje to, że istnieje okno rozwojowe, w którym mikrobiom staje się czynnikiem wpływającym na otyłość – powiedział McCann. Relacja między gospodarzem a mikrobiomem może wciąż rozwijać się w okresie dojrzewania, co oznacza, że istnieje możliwość zmiany jej trajektorii.
Metabolizm wykazuje oznaki otyłości, ale nadal się adaptuje
Drugim ważnym elementem badania była analiza sposobu przetwarzania składników odżywczych. U dorosłych z otyłością często obserwuje się podwyższone stężenie aminokwasów rozgałęzionych (BCAA) oraz powiązanych z nimi ketokwasów rozgałęzionych (BCKA). Podwyższony poziom tych ostatnich wiąże się m.in. z insulinoopornością i cukrzycą typu 2. U nastolatków naukowcy odkryli jednak inny profil. Poziom BCAA był podwyższony, natomiast stężenie BCKA pozostawało stosunkowo niskie.
Organizm wykazywał więc wczesne metaboliczne sygnały związane z otyłością, ale jednocześnie zachowywał zdolność adaptowania się do zwiększonego obciążenia.
Metabolom wykazuje wczesne oznaki postępu choroby, ale jednocześnie wykazuje oznaki plastyczności adaptacyjnej.
Okres dojrzewania może być kluczowym momentem na leczenie
Odkrycie nie oznacza, że otyłość u każdego nastolatka można łatwo odwrócić. Badanie wskazuje jednak na potencjalne biologiczne okno możliwości, zanim część niekorzystnych zmian metabolicznych i związanych z mikrobiomem zostanie utrwalona w dorosłości. Ma to znaczenie kliniczne, ponieważ bez odpowiedniej interwencji wiele dzieci z otyłością będzie zmagać się z chorobą również w późniejszym życiu.
Coraz więcej dowodów wskazuje na konieczność interwencji tak wcześnie, jak to możliwe – powiedział Armstrong, profesor pediatrii na uniwersytecie Duke.
Zdaniem naukowców na tym etapie organizm może potencjalnie lepiej odpowiadać na różne strategie kontroli masy ciała – obejmujące interwencje żywieniowe, farmakoterapię, a w przyszłości być może także metody oddziałujące na mikrobiom.
Mikrobiom może pomóc dobrać terapię otyłości
Badanie otwiera również możliwość bardziej spersonalizowanego podejścia do leczenia młodych pacjentów. W przyszłości analiza mikrobiomu jelitowego lub profilu metabolicznego mogłaby pomagać określić, które interwencje mają największą szansę powodzenia u konkretnej osoby. Autorzy podkreślają jednak, że potrzebne są dalsze badania. Wyniki pokazują przede wszystkim, że biologia otyłości zmienia się wraz z wiekiem, dlatego mechanizmów obserwowanych u dorosłych nie należy automatycznie przenosić na dzieci i nastolatków.
Główne wnioski
- Badanie Duke University School of Medicine wskazuje, że nastolatki z otyłością zachowują pewien stopień elastyczności metabolicznej, który w dużej mierze zanika w wieku dorosłym.
- Analiza mikrobiomu 287 nastolatków wykazała różnice między osobami z otyłością i prawidłową masą ciała, jednak przeniesienie mikrobiomu nastolatków z otyłością do myszy nie spowodowało u nich przyrostu masy ciała.
- U nastolatków z otyłością stwierdzono podwyższony poziom aminokwasów rozgałęzionych (BCAA), ale stosunkowo niski poziom BCKA, co może wskazywać na zachowaną zdolność adaptacji metabolicznej.
- Wyniki sugerują, że okres dojrzewania może stanowić szczególnie ważne okno dla interwencji, zanim część zmian metabolicznych i związanych z mikrobiomem utrwali się w dorosłości.
Źródło:
- https://www.jci.org/articles/view/196742
- Duke University
