Когда в 1990 г. стартовал международный проект по расшифровке человеческого генома, казалось, что его результаты серьезно продвинут практическую медицину. Однако для диагностических и терапевтических целей намного более значимыми оказались изменчивые совокупности различных биологических молекул, образующихся в организме человека в процессе метаболизма. Ученые только недавно приступили к подробному изучению представителей одной из таких категорий – липидов, многие из которых играют критическую роль в физиологических процессах
Структура молекул ДНК, составляющих наш геном, в течение жизни практически не меняется. Поэтому для целей персонализированной медицины знание последовательностей «букв» генетического кода на самом деле мало что дает, исключая случаи серьезных генетических нарушений. Более информативным будет понимание конкретных процессов, которые происходят в клетках и тканях живого организма на данный момент.
Получить такую информацию можно с помощью анализа совокупностей различных молекул, функционирующих в организме: транскриптома (молекул РНК, на которые считывается информация с ДНК), протеома (молекул белков, активно синтезирующих и работающих в клетке) и метаболома (небольших молекул-метаболитов, участвующих в обмене веществ).
Внутри метаболома недавно стали выделять липидом – совокупность всех липидов, низкомолекулярных жироподобных органических веществ, нерастворимых в воде, но растворимых в органических растворителях. Липиды составляют важный структурный элемент клеточных мембран, играют существенную роль в передаче сигналов в клетках и между клетками, в энергетическом метаболизме, в процессах воспаления и многом другом. Среди физиологически важных липидов – триглицериды, холестерин, некоторые гормоны и витамины.
Несмотря на значимость липидов, их функции в организме изучены плохо. Ситуация осложняется тем, что эти вещества могут как синтезироваться в тканях, так и поступать с пищей. Об индивидуальной изменчивости липидного профиля людей и о том, как он изменяется с возрастом или во время болезни, пока известно мало. Однако уже есть данные, что липидные аномалии сопровождают такие заболевания, как метаболический синдром, сахарный диабет 2-го типа, рак, нефропатии (заболевания почек), сердечно-сосудистые и нейродегенеративные заболевания.
Сейчас ученые из США охарактеризовали с помощью методов масс-спектрометрии динамику липидома (более 800 каталогизированных липидных молекул) в образцах плазмы крови 112 человек, за которыми наблюдали в течение нескольких лет. Особое внимание обращали на заболевания респираторными вирусными инфекциями, а также на случаи развития резистентности к инсулину (когда клетки не могут с помощью этого гормона поглощать глюкозу из крови) и сахарного диабета 2-го типа. Кроме того, исследователи попытались связать липидные характеристики со старением.
Выяснилось, что уровень липидов в организме действительно может отражать состояние здоровья человека. Например, с резистентностью к гормону инсулину оказались связаны уровни более половины измеренных липидов. При этом известно, что такая патология часто ассоциирована с хроническим воспалением, метаболическим синдромом и развитием неалкогольной жировой болезни печени.
Уровни более 200 липидов менялись при ОРВИ; выявленные изменения соответствуют более высокому энергетическому обмену на ранней стадии инфекции и могут указывать на траекторию дальнейшего развития заболевания. Интересно, что у людей с резистентностью к инсулину наблюдалась и измененная реакция липидома на инфекцию, и более слабая реакция на вакцинацию.
С возрастом уровень большинства липидов, таких как холестерин, увеличивался, а вот полезных жирных кислот омега-3, напротив, уменьшался. При этом «липидные» признаки старения у людей с резистентностью к инсулину проявлялись раньше, что может отражать более быстрое нарастание возрастных хронических воспалительных процессов.
Выявленные связи липидных профилей с признаками нездоровья, воспаления и старения служат отправной точкой для изучения механизмов развития этих негативных процессов. Это, в свою очередь, открывает перспективы для использования липидов в качестве биомаркеров и основы при разработки терапевтических и профилактических стратегий.
Липидные профили, судя по полученным данным, могут быть высоко персонализированными. Ученые надеются понять связь между таким профилем и образом жизни человека, чтобы, к примеру, разработать диетические корректировки при проблемах, связанных с липидной дисфункцией.
Фото: https://lipidmaps.org