Результаты исследования из нового номера журнала Nature Metabolism посвящены процессам метаболических изменений при голодании на молекулярном уровне. Авторами исследования было показано, что голодание может оказывать положительное влияние на здоровье не только с точки зрения уменьшения веса. При этом изменения подобного уровня происходят только через 3 дня после начала полного голодания.
В процессе эволюции было сформировано множество биологических механизмов, позволяющих обходиться без еды в течение длительного периода времени. Исторически голодание использовалось даже в лечении ряда заболеваний, например, эпилепсии или ревматоидного артрита. В настоящее время голодание практикуется многими людьми по всему миру в медицинских и/или культурных целях.
Изучение молекулярных основ голодания может улучшить понимание фундаментальных метаболических процессов, а также разработать терапевтические стратегии – в частности, для пациентов, которые могли бы получить положительный эффект от голодания, но не способны придерживаться такого режима в течение длительного времени, например, с помощью диет, имитирующих голодание (такие как кетогенная диета).
Всего в исследовании приняло участие 12 добровольцев (5 женщин, 7 мужчин), которые в течение 7 дней употребляли только воду. В ходе биологического анализа оценивались изменения около 3000 различных белков плазмы крови (до начала голодания, во время и после его окончания).
В течение первых 2-3 дней голодания ожидаемо происходила смена энергетических источников с глюкозы на жировые запасы. В среднем добровольцы потеряли около 5,7 кг (±0,8кг) веса за время наблюдения. После 3 дней возврата к приему пищи вес оставался прежним — потеря мышечной массы почти полностью прекратилась, но жировая масса оставалась прежней.
Изменения на уровне белков были отмечены после 3 дней голодания: в среднем они наблюдались примерно у 30% (!) белков во всех органах и тканях. Мультиорганный характер изменений в целом был одинаковый среди всех участников исследования, отличия были преимущественно у белков, формирующих внеклеточный матрикс.
Методы протеогеномики, сопоставленные с результатами предыдущих исследований, при анализе более 212 белков и 500 различных исходов позволили определить благоприятные и неблагоприятные эффекты для здоровья (в частности, связь между белком SWAP70 и ревматоидным артритом, а также белком HYOU1 и ишемической болезнью сердца).
Результаты исследования определяют новую тенденцию в изучении голодания, которая полагается не только на изменение процессов метаболизма энергии, но и с точки зрения более системного, молекулярного подхода.