Η γήρανση συσχετίζεται ευρέως με χαμηλότερο μιτοχονδριακό μεταβολισμό. Στην παχυσαρκία, οι αλλαγές στον μιτοχονδριακό μεταβολισμό ενδέχεται να μαρτυρούν διαταραχή της επικοινωνίας μιτοχονδρίων και πυρήνα, ενώ η μεθυλίωση του DNA μπορεί να επηρεάσει αυτή τη σύνδεση.
Τα μιτοχόνδρια αποτελούν βασική πηγή ενέργειας για την κυτταρική ανάπτυξη και την επιβίωση. Παρότι διαθέτουν δικό τους κυκλικό γονιδίωμα 16,6 kb, τα περισσότερα γονίδια που είναι αναγκαία για τη λειτουργία τους κωδικοποιούνται στο πυρηνικό DNA. Για να ανταποκρίνονται στις μεταβαλλόμενες μεταβολικές ανάγκες, τα κύτταρα χρειάζονται συντονισμένη επικοινωνία ανάμεσα στον πυρήνα και τα μιτοχόνδρια, η οποία ονομάζεται μιτοπυρηνική επικοινωνία. Η σύνθετη αυτή αλληλεπίδραση ενδέχεται να ρυθμίζεται από επιγενετικούς μηχανισμούς, όπως η μεθυλίωση του DNA, που μπορεί να μεταβάλει τη δραστηριότητα της γονιδιακής έκφρασης. Επομένως, η μεθυλίωση του DNA έχει σημαντικό ρόλο στη λειτουργία των μιτοχονδρίων.
Μιτοχονδριακή λειτουργία και κίνδυνος παχυσαρκίας
Καθοριστική για τον ενεργειακό μεταβολισμό και τη συνολική υγεία είναι η λειτουργία των μιτοχονδρίων. Σε ανθρώπους με παχυσαρκία και τις συννοσηρότητές της παρατηρείται συχνά μειωμένη μιτοχονδριακή δραστηριότητα. Ωστόσο, δεν είναι σαφές αν η μείωση αυτή αυξάνει τον κίνδυνο παχυσαρκίας ή αν η παχυσαρκία προκαλεί βλάβη στα μιτοχόνδρια.
Μελετώντας Φινλανδούς διδύμους, ομάδα με επικεφαλής τη Miina Ollikainen από το Πανεπιστήμιο του Ελσίνκι και το Ινστιτούτο Ιατρικής Έρευνας του Ιδρύματος Minerva διερεύνησε αυτές τις σύνθετες σχέσεις αιτίας και αποτελέσματος. Τα ευρήματα ενισχύουν την εκτίμηση ότι η μικρότερη ποσότητα μιτοχονδρίων συμβάλλει στην ανάπτυξη της παχυσαρκίας.
Στη μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε στο Nature Communications, έλαβαν μέρος σχεδόν 90 ζεύγη διδύμων από τη Φινλανδία. Το κοινό γενετικό υπόβαθρο των διδύμων επιτρέπει στους ερευνητές να διακρίνουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τις γενετικές από τις περιβαλλοντικές επιδράσεις σε σύγκριση με άλλου τύπου μελέτες.
«Η παχυσαρκία αποτελεί μια σημαντική και αυξανόμενη πρόκληση για τη δημόσια υγεία στη Φινλανδία. Τα ευρήματά μας προσθέτουν βασικές πληροφορίες για το πώς η μείωση του μιτοχονδριακού μεταβολισμού συμβάλλει στην παχυσαρκία και πιθανότατα δημιουργεί έναν φαύλο κύκλο που διατηρεί το υπερβολικό βάρος και εμποδίζει την απώλεια βάρους», δήλωσε η Ollikainen.
Μεθυλίωση του DNA και γονίδιο SH3BP4 στην παχυσαρκία
Η ομάδα εξέτασε τη σχέση της ποσότητας των μιτοχονδρίων με τις μεταβολές στη μεθυλίωση του DNA, μια χημική τροποποίηση που ρυθμίζει τη γονιδιακή δραστηριότητα. Από την ανάλυση ξεχώρισε το SH3BP4, γονίδιο που σχετίζεται με την κυτταρική ανάπτυξη και την ανίχνευση θρεπτικών ουσιών. Η δραστηριότητά του ήταν υψηλότερη όσο περισσότερο υπέρβαρο ήταν ένα άτομο και όσο λιγότερα μιτοχόνδρια εντοπίζονταν στον λιπώδη ιστό του.
Σύμφωνα με την ανάλυση, μεταβολές στη μεθυλίωση του DNA στο γονίδιο SH3BP4 είναι δυνατόν να προκύψουν από αλλαγές στην ευαισθησία του οργανισμού στην ινσουλίνη και από τη συσσώρευση λίπους στην κοιλιακή χώρα.
«Τα δεδομένα μας υποδηλώνουν πως όταν ο μιτοχονδριακός μεταβολισμός παραπαίει, για παράδειγμα λόγω πλεονάσματος θερμίδων, τίθεται σε κίνηση ένας βρόχος ανατροφοδότησης που προάγει την παχυσαρκία, ο οποίος με τη σειρά του μπορεί να ενεργοποιήσει το γονίδιο SH3BP4», εξηγεί ο Aino Heikkinen, πρώτος συγγραφέας της μελέτης και διδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Μοριακής Ιατρικής της Φινλανδίας (FIMM) του Πανεπιστημίου του Ελσίνκι.
Ευαισθησία στην ινσουλίνη και δείκτες παχυσαρκίας
Η παχυσαρκία αποτιμάται με ποικίλους δείκτες, γεγονός που συχνά δυσκολεύει τη σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ διαφορετικών μελετών.
«Εδώ θα μπορούσαμε να δείξουμε ότι ιδιαίτερα η μειωμένη ευαισθησία στην ινσουλίνη και το αυξημένο ποσοστό σωματικού λίπους -και όχι μόνο η αύξηση βάρους- συνδέονται τόσο με την ποσότητα των μιτοχονδρίων όσο και με τη γονιδιακή ρύθμιση», σημειώνουν οι συγγραφείς.
Για να καταστεί δυνατή η δημιουργία εξατομικευμένων θεραπειών για την παχυσαρκία, χρειάζεται να κατανοηθούν σε βάθος πολλοί αλληλένδετοι μηχανισμοί. Η συγκεκριμένη εργασία αποτελεί ένα βήμα προς αυτή την κατεύθυνση.
Περισσότερες πληροφορίες: Aino Heikkinen et al., Twin pair analysis uncovers links between DNA methylation, mitochondrial DNA quantity and obesity, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-59576-7.
Το άρθρο στο ygeiax.gr: https://www.ygeiax.gr/health/i-meiosi-toy-mitochondriakoy-metavolismoy-syndeetai-me-tin-pachysarkia-2/8012
