Stanford-Wissenschaftler entdecken neue Indikatoren für Gesundheit, Krankheit und Altern

von Henrik Andersen
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New Plant Cell Type Linked to Stigma Movement

Stanford-Wissenschaftler entdecken neue Erkenntnisse über Gesundheit, Krankheit und Altern

Das menschliche Lipidom, das die gesamte Lipidpalette im Körper umfasst, gewinnt aufgrund seiner zentralen Rolle in der menschlichen Physiologie zunehmend an Bedeutung. Es wurde insbesondere auf seine direkte Anfälligkeit gegenüber ernährungsbedingten Einflüssen und das Vorhandensein von Darmmikroben untersucht. Darüber hinaus birgt es ein enormes Potenzial im Bereich der Krankheitsintervention, mit besonderem Schwerpunkt auf Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes. Eine aktuelle umfassende Studie befasst sich eingehend mit dem Lipidom und beleuchtet seine Zusammenhänge mit wichtigen Gesundheitsindikatoren wie Insulinresistenz, Alterung und Reaktionen auf Infektionen. Darüber hinaus zeigt es sein Potenzial als Instrument zur Vorhersage des biologischen Alterns und zur Steuerung von Interventionen zur Verbesserung der Gesundheit.

Die Sequenzierung des menschlichen Genoms galt einst als Vorbote einer medizinischen Revolution. Wissenschaftler erkannten jedoch bald, dass der Besitz eines genetischen Bauplans allein nicht ausreicht, um die komplizierten Funktionsweisen des menschlichen Körpers in Aktion zu verstehen. Dies erforderte ein tieferes Verständnis des Proteoms, das alle von unseren Genen exprimierten Proteine umfasst, die die zelluläre Maschinerie bilden, die für die Ausführung der meisten Körperfunktionen verantwortlich ist. Nun liefert eine weitere Klasse von Molekülen, die sogenannten Lipidome, die alle Lipide in unserem Körper umfassen, weitere Einblicke in die menschliche Physiologie.

Lipide umfassen eine breite Kategorie kleiner, fettiger oder öliger Moleküle, darunter Triglyceride, Cholesterin, Hormone und bestimmte Vitamine. Im menschlichen Körper erfüllen sie entscheidende Funktionen: Sie bilden Zellmembranen, fungieren als zelluläre Botenstoffe, speichern Energie und spielen eine zentrale Rolle bei der Reaktion auf Infektionen und der Regulierung des Stoffwechsels.

Im Gegensatz zu unserem Genom, das im Wesentlichen stabil bleibt, und unserem Proteom, das zwar von Gesundheits- und Umweltfaktoren beeinflusst wird, aber weitgehend von der genetischen Kodierung abhängt, kann unser Lipidom teilweise direkt durch unsere Ernährungsgewohnheiten und die Zusammensetzung der Mikrobiota beeinflusst werden in unserem Darm wohnen. Diese Eigenschaft macht es anpassungsfähiger und möglicherweise reaktionsfähiger auf Interventionen. Die schiere Anzahl und Vielfalt der Lipidmoleküle – sie geht in die Tausende – stellte ihre Studie jedoch vor Herausforderungen.

Michael Snyder, PhD, Stanford W. Ascherman, MD, FACS-Professor für Genetik, fasst die Situation treffend zusammen, indem er feststellt: „Lipide sind sehr wenig erforscht. Sie sind an so ziemlich allem beteiligt, aber weil sie so heterogen sind und es so viele von ihnen gibt, wissen wir wahrscheinlich nicht, was die meisten Lipide wirklich tun.“

In einer bahnbrechenden Studie aus Snyders Labor, die am 11. September 2023 in Nature Metabolism veröffentlicht wurde, haben Forscher mit einer umfassenden Erforschung des menschlichen Lipidoms begonnen. Sie haben seine Veränderungen sowohl unter gesunden als auch unter kranken Bedingungen sorgfältig verfolgt, mit besonderem Schwerpunkt auf der Entwicklung von Typ-2-Diabetes.

Wichtige Gesundheitsindikatoren

Über 100 Teilnehmer, darunter viele mit Diabetesrisiko, wurden über einen Zeitraum von bis zu 9 Jahren beobachtet. Bei gutem Gesundheitszustand stellten sie alle drei Monate Blutproben zur Verfügung, bei Krankheit häufiger. Mithilfe von Massenspektrometrietechniken, die Verbindungen nach Molekülmasse und elektrischer Ladung trennen, katalogisierten die Forscher etwa 800 Lipide und ihre Korrelationen mit Insulinresistenz, Virusinfektionen, Alterung und mehr.

Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass, obwohl das Lipidom jedes Individuums eine unverwechselbare Signatur aufweist, die über die Zeit hinweg konstant bleibt, bestimmte Arten von Lipiden vorhersehbare Veränderungen als Reaktion auf den Gesundheitszustand einer Person aufweisen.

Beispielsweise zeigten mehr als die Hälfte der katalogisierten Lipide einen Zusammenhang mit Insulinresistenz, einem Zustand, bei dem die Körperzellen Insulin nicht effizient nutzen, um Glukose aus dem Blutkreislauf zu absorbieren, was häufig zu Typ-2-Diabetes führt. Während eine Insulinresistenz durch die Messung des Blutzuckerspiegels diagnostiziert werden kann, bietet das Verständnis der Veränderungen im Lipidom Einblicke in die zugrunde liegenden biologischen Prozesse.

Daniel Hornburg, Ph.D., ein ehemaliger Postdoktorand in Snyders Labor und Co-Hauptautor der Studie, betont die Bedeutung dieser Erkenntnisse und erklärt: „Jedes Molekül, das mit einer Krankheit in Verbindung gebracht wird, hat die Chance, es uns mitzuteilen.“ mehr über den Mechanismus und könnte als Ziel für die Beeinflussung des Krankheitsverlaufs dienen.“

Die Forscher identifizierten außerdem über 200 Lipide, die während einer respiratorischen Virusinfektion Schwankungen unterliegen. Die Schwankungen der Lipidspiegel korrespondierten mit einem erhöhten Energiestoffwechsel und einer Entzündung im Frühstadium der Infektion und deuteten möglicherweise auf den Krankheitsverlauf hin. Interessanterweise zeigten Personen mit Insulinresistenz einige Anomalien in ihrer Reaktion auf Infektionen und eine schwächere Reaktion auf Impfungen.

Alterungsdynamik

Das breite Teilnehmerspektrum der Studie im Alter von 20 bis 79 Jahren sowie die lange Forschungsdauer ermöglichten es den Wissenschaftlern zu beobachten, wie sich das Lipidom mit zunehmendem Alter entwickelt. Die Ergebnisse zeigten, dass die meisten Lipide, einschließlich Cholesterin, mit zunehmendem Alter ansteigen, während einige wenige, insbesondere Omega-3-Fettsäuren, die für ihre gesundheitlichen Vorteile bekannt sind, abnehmen. Darüber hinaus manifestieren sich diese Alterungserscheinungen im Lipidom nicht bei allen Menschen gleich häufig, und die Insulinresistenz scheint den Prozess zu beschleunigen.

Si Wu, PhD, Co-Hauptautor der Studie und ein weiterer ehemaliger Postdoktorand in Snyders Labor, wirft die faszinierende Aussicht auf, dass Lipidprofile möglicherweise vorhersagen könnten, ob ein Individuum eine beschleunigte oder verlangsamte biologische Alterung durchläuft.

Eine unerwartete Erkenntnis aus der Studie war der konsistente Zusammenhang zwischen bestimmten Gruppen von Lipiden, wie z. B. ethergebundenen Phosphatidylethanolaminen, von denen angenommen wird, dass sie antioxidative Eigenschaften besitzen und an der Zellsignalisierung beteiligt sind, mit einer besseren Gesundheit. Diese Lipide könnten sich als Kandidaten für neuartige Methoden der Gesundheitsüberwachung oder sogar als Nahrungsergänzungsmittel erweisen.

In Zukunft will Snyders Labor tiefer in die spezifischen Zusammenhänge zwischen Lipiden und Lebensstiländerungen eintauchen und so den Weg für weitere Einblicke in das komplexe Zusammenspiel zwischen Lipiden und der menschlichen Gesundheit ebnen.

Häufig gestellte Fragen (FAQs) zum Thema Lipidome Impact

Was ist das Lipidom und warum ist es wichtig?

Das Lipidom umfasst alle Lipide im menschlichen Körper und spielt eine entscheidende Rolle in der Physiologie, einschließlich seines Einflusses auf Gesundheit, Krankheit und Alterung. Es ist wichtig, um zu verstehen, wie unser Körper auf molekularer Ebene funktioniert.

Wie wurde die Studie durchgeführt?

An der Studie nahmen über 100 Teilnehmer teil, darunter auch solche mit einem Diabetesrisiko, die über mehrere Jahre hinweg regelmäßig Blutproben abgaben. Mittels Massenspektrometrietechniken wurden etwa 800 Lipide und ihre Zusammenhänge mit verschiedenen Gesundheitsfaktoren analysiert.

Was waren die wichtigsten Ergebnisse der Studie?

Die Studie identifizierte spezifische Lipide, die mit Insulinresistenz, Virusinfektionen, Alterung und mehr in Zusammenhang stehen. Es wurde hervorgehoben, wie Veränderungen im Lipidom Einblicke in zugrunde liegende biologische Prozesse liefern und möglicherweise als Ziele für Krankheitsinterventionen dienen können.

Wie verändert sich das Lipidom mit dem Alter?

Die Forschung ergab, dass die meisten Lipide, wie z. B. Cholesterin, mit zunehmendem Alter zunehmen, einige, darunter Omega-3-Fettsäuren, jedoch abnehmen. Bemerkenswert ist, dass diese Veränderungen im Lipidom nicht bei allen Menschen gleich schnell ablaufen und eine Insulinresistenz den Alterungsprozess zu beschleunigen scheint.

Welche praktischen Anwendungen könnten sich aus dieser Forschung ergeben?

Das Verständnis der Rolle des Lipidoms für Gesundheit und Krankheit könnte zu personalisierten Gesundheitsinterventionen und der Entwicklung neuer Diagnoseinstrumente führen. Darüber hinaus können bestimmte Lipidprofile zur Gesundheitsüberwachung und sogar zur Nahrungsergänzung untersucht werden.

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4 Kommentare

Leser101 Oktober 16, 2023 - 6:02 am

Wow, tolles Zeug! Lipidom klingt wichtig für die Gesundheit!

Antwort
HealthEnthusiast88 Oktober 16, 2023 - 8:39 am

Ich brauche mehr Studien zu Lipiden, coole Erkenntnisse!

Antwort
TypoMaster Oktober 16, 2023 - 4:44 pm

Gute Info, bitte 4 Tippfehler und Grammatik überprüfen!

Antwort
ScienceGeek22 Oktober 16, 2023 - 4:57 pm

gr8-Job zum Thema Forschung. Lipide = Alterungshinweis?

Antwort

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