הכבד שלך ממלא תפקיד חיוני בחילוף החומרים שלך, התהליך הביולוגי הממיר מזון לאנרגיה. אנחנו יודעים שעודף משקל יכול להשפיע לרעה על הפעילות המטבולית, אבל לא בדיוק איך. כדי להבין זאת טוב יותר, החוקרים השוו את הכבדים של עכברים שהיו במשקל טיפוסי עם עכברים שסבלו מהשמנת יתר. הם הופתעו לגלות שהוויסות הביולוגי של הפעילות המטבולית, לאחר תקופה של משתה וצום, התהפך ביניהם. בעכברים טיפוסיים, ויסות אלוסטרי (התהליך השולט בחילוף החומרים) נבלם במהלך האכלה והופעל בעת צום. עם זאת, בעכברים שמנים, הוויסות האלוסטרי גדל במהלך האכלה וירד בצום. חקירת הסיבות מאחורי התנהגות ביולוגית הפוכה זו יכולה לעזור לאנשי מקצוע בתחום הבריאות להבין כיצד השמנת יתר משפיעה על הגוף ועל התפתחות מחלות.
פדרציית ההשמנה העולמית (WOF) מעריכה שעד 2035, למעלה מ-4 מיליארד אנשים יהיו בעלי עודף משקל או יחיו עם השמנת יתר. זה עלול להוביל לעלייה במצבים בריאותיים הקשורים להשמנה, כגון מחלות לב, מחלת כבד שומני לא אלכוהולי וסוכרת מסוג 2. זיהוי הגורמים וההשפעות של השמנת יתר, שכיום מובנת כמחלה מורכבת, הוא המפתח עבור רופאים המעוניינים לספק תמיכה ולעזור לאנשים להישאר בריאים.
אחת הדרכים המוכרות שבה השמנת יתר יכולה להשפיע על הבריאות היא על ידי השפעה על חילוף החומרים, התהליך שבו הגוף שלנו קולט, אוגר ומשתמש באנרגיה מהמזון שלנו. איברים מסוימים ממלאים תפקידי מפתח בתהליך זה, בעיקר הכבד. לא רק שהמזון מעובד שם כדי לספק אנרגיה, אלא שזה אחד המקומות שבהם מאוחסנים מוצרים שימושיים בסוף התהליך המטבולי עד שנזדקק להם. כדי להבין טוב יותר את ההשפעות של השמנת יתר על הכבד, החוקרים השוו את הכבדים של עכברים טיפוסיים ועכברים שמנים לאחר תקופות של האכלה וצום.
הצוות ביצע ניתוח טרנס-אומיקה, גישה שבה אספו נתונים על חמש קבוצות של תהליכים ביולוגיים (מולטי-אומיקה). לאחר מכן הם שילבו את שכבות הנתונים הללו עם מידע ממאגרי מידע ביולוגיים כדי ליצור רשת טרנס-אומית. זה נתן להם סקירה כללית של האופן שבו השכבות השונות קיימו אינטראקציה. "
בנינו רשת טרנס-אומית של תגובות מטבוליות בכבדים של עכברים שיכולים להאכיל בחופשיות. לאחר מכן השווינו זאת עם נתונים שאספנו בעבר מעכברים שצמו במשך 16 שעות. בעוד וויסות האנזים והאלוסטרי השולט בחילוף החומרים דוכא בעכברים טיפוסיים במהלך האכלה, הופתענו לגלות שההיפך התרחש בעכברים שמנים ושהפעילות הזו גדלה".
פרופסור שיניה קורודה, בית הספר לתואר שני למדעים, אוניברסיטת טוקיו
כאשר אנו אוכלים, הכבד שלנו בונה מאגרי אנרגיה אשר משתחררת לפי הצורך, מערכת המכונה הומאוסטזיס מטבולי. עם זאת, החוקרים ראו שבעכברים הסובלים מהשמנת יתר הפך שיווי המשקל הזה לחוסר ויסות, כלומר, התפקוד התקין הופרע, מה שמעיד על התמוטטות פוטנציאלית של המערכת. זה עלול להוביל להפרעות מטבוליות כמו עייפות, חוסר אנרגיה וירידה בתיאבון. לעומת זאת, הם ראו שוויסות שעתוק, תהליך המווסת את חילוף החומרים ושולט בפעילות התא ברמה גנטית, לא שינה הרבה בין האכלה לצום. המשמעות היא שבהשוואה לוויסות אלוסטרי, הוא יציב יותר ופחות מושפע ממה שאנו אוכלים.
הצוות ציין כי מה שהם צפו עשוי להיות לא רק עדות להפרעה בתוך הכבד בלבד, אלא שינוי למחזורים מטבוליים רחבים יותר בכל הגוף. "השמנה היא מחלה מטבולית, אז כדי להבין אותה, חשוב לבנות רשת טרנס-אומית עם מטבולום (הקבוצה השלמה של כימיקלים בעלי מולקולות קטנות) במרכזה", אמר קורודה. "אנחנו מתעניינים לא רק בכבד, אלא גם איך תוצרי התגובות המטבוליות מסתובבות בין הכבד והשריר דרך הדם בעכברים שמנים, ועל כך נעבוד כעת".
