לטווח קצר אם מגביר את ההומאוסטזיס הגלוקוז, אך צום ממושך בגיל ההתבגרות עלול לפגוע בהתבגרות תאי β-קישור באופן פוטנציאלי כרוני אם לסיכון לסוכרת מסוג 1.
לִלמוֹד: צום כרוני לסירוגין פוגע בהתבגרות של תאי β ותפקוד בעכברים מתבגריםו קרדיט תמונה: Pormezz/Shutterstock.com
במחקר שפורסם לאחרונה בדוחות תאים, החוקרים הדגימו כי צום לסירוגין (IF) לטווח הארוך (IF) פוגע בתפקוד β והתבגרות בעכברים מתבגרים.
רֶקַע
צריכת יתר של מזונות טעימים ועשירים באנרגיה מאפיינת הרגלים תזונתיים מודרניים. אם היא אסטרטגיה תזונתית של לסירוגין בין תקופות של אכילה וצום וצברה פופולריות רבה בשנים האחרונות.
מחקרים מראים כי חלון צום של לפחות 10 שעות, ואחריו תקופת אכילה להמשך היום, חיוני ליתרונות מטבוליים.
לרוב אם לאסטרטגיות יש השפעות מועילות על פרמטרים מטבוליים בעכברים ובבני אדם, כולל לחץ דם, משקל גוף, כולסטרול, רגישות לאינסולין ואורך החיים.
בהקשר של סוכרת מסוג 2 (T2D), אם מוביל לסינתזת אינסולין גבוהה יותר וביטוי גנים הפרשה, שיפרו את תפקוד תאי ה- β ורמות אינסולין גבוהות יותר. עם זאת, ההשפעה של אם על T1D אינה ברורה.
המחקר והממצאים
במחקר הנוכחי, החוקרים בדקו את ההשפעות של אם בעכברים בשלבי חיים שונים. ראשית, הם העריכו את ההשפעה של חמישה שבועות (לטווח קצר, ST) ו- 10 שבועות (LT) אם על צריכת מזון ומשקל גוף בקרב צעירים (בן חודשיים), בגיל העמידה (בן שמונה חודשים ), ועכברים זקנים (בני 18 חודשים). הם כללו גם בקרות בהתאמה לגיל שהוזנו ad libitumו
עכברים בגיל העמידה והישנים לא הראו שינויים במשקל הגוף עם ST אם, בעוד שלקבוצה הצעירה היו משקולות בגוף נמוך יותר בגלל צמצום צריכת המזון ביחס לביקורות.
לעומת זאת, LT אם הובילה למשקולות גוף נמוכות יותר בכל הקבוצות, ללא קשר לגיל. בדיקות אינסולין (ITTs) ובדיקות סובלנות לגלוקוז (GTTs) הראו כי ST אם רגישות לאינסולין מוגברת והומאוסטזיס גלוקוז ללא תלות בגיל.
לעומת זאת, GTT השתפר עם LT אם בעכברים ישנים, בעוד ITT לא היה שונה מהבקרות. יתר על כן, ITTs ו- GTTs שופרו בעכברים בגיל העמידה לאחר LT אם, למרות שהם לא היו שונים בין קבוצות ההתערבות והבקרה של עכברים צעירים.
יתר על כן, בוצעו בדיקות הפרשת אינסולין מעוררת גלוקוז (GSIS) כדי לבחון את תפקוד תאי ה- β באיים ראשוניים מבודדים. איים מבקרה ו- LT אם קבוצות מפרישות רמות דומות של אינסולין בריכוזי גלוקוז נמוכים.
לעומת זאת, איים מעכברים ישנים ב- LT אם מופרשים יותר אינסולין מאשר אלה מבקרות בריכוזי גלוקוז גבוהים. חוץ מזה, לא היו שינויים משמעותיים באיים מעכברים בגיל העמידה. לעומת זאת, עכברים צעירים ב- LT אם היו להם GSIs נמוכים יותר מאשר בקרות.
עכברים ישנים ב- LT אם לא היו שינויים בכמות האי, אך לקבוצות הגיל האחרות היו כמויות נמוכות יותר. יתר על כן, תכולת האינסולין באיים מבודדים הועלה בעכברים ישנים, ללא שינוי בעכברים בגיל העמידה והופחתה בעכברים צעירים ב- LT-IF.
ממצאים אלה העלו כי LT אם פגיעה באיים פגיעה בעכברים צעירים ומשופרים לשעבר Vivo פונקציית איים בעכברים ישנים. יתר על כן, רצף RNA חד-תאי (scrNA-seq) בוצע על איים מבודדים מכל קבוצות הגיל בעקבות LT IF. אשכולות תאים הוקצו לסוגי תאים אנדוקריניים גדולים המבוססים על סמנים מבוססים: גלוקגון, פוליפפטיד לבלב, אינסולין וסומטוסטטין.
בנוסף, בוצעו ניתוחים ביו-אינפורמטיים של תאי β כדי לברר תגובות טרנסקריפטומיות תלויות גיל.
זה חשף כי מערך הגן ההבשלה של תאי β היה השונה משמעותית ביותר בין LT IF לבין קבוצות ביקורת. עכברים בגיל העמידה והוותיקים היו ציוני התבגרות תאי β גבוהים יותר מבקורות, ואילו לעכברים הצעירים היו ציונים נמוכים יותר.
הצוות ניתח את ייצוג יתר של מסלולי מסלולים בגנים המווסתים באופן דיפרנציאלי בתאי β וזיהה אשכול של מסלולים קשורים, כולל אלה של תפקוד האינסולין ו- T2D. בשלב הבא, הם מינפו את חפיפת הגנים שהוגדרו להתבגרות תאי β כאשר אלה תורמים לייצוג יתר של מסלול כדי לזהות גנים מועמדים פוטנציאליים.
הם גילו שרוב הגנים המועמדים, כולל אינסולין 1 (INS1), משפחת המוביל המועמדת שני חברים 2 (SLC2A2) ו- MAF BZIP גורם שעתוק A (מאפה), היו נמוכים רק בעכברים צעירים שנחשפו ל- LT אם.
לבסוף, הצוות ניתח מערכי נתונים של RNA-Seq בתפזורת של איים אנושיים מתורמים עם T1D או T2D. היא ציינה כי הגנים המווסתים בעכברים צעירים ב- LT אם היו דפוס ויסות למטה דומה בדגימות מחולי T1D.
מסקנות
לסיכום, המחקר המחיש כי ST אם הביא ליתרונות מטבוליים בעכברים בכל קבוצות הגיל, אך LT אם השפיע לרעה על תפקוד תאי ה- β בעכברים צעירים.
scrna-seq חשף פרופיל תעתיק הקשור להתבגרות תאי β לקויה בעכברים צעירים, שהיה קשור לחתימה התמלולית של תפקוד תאי β וגנים הקשורים להתבגרות בקרב חולי T1D.
בסך הכל, ממצאים אלה מראים בהתחשב אם משך זמן בקרב צעירים יותר, מכיוון שהוא עלול להחמיר את תוצאות הסוכרת.
