В Калининграде выяснили, от чего зависит риск диабета и ожирения

Способность организма человека сопротивляться развитию многих распространенных заболеваний во многом зависит от набора мутаций в ДНК митохондрий — так называемых «энергетических станций» клетки, которые ребенок получает только по материнской линии. К такому выводу пришли ученые Балтийского федерального университета имени И. Канта. Свои результаты они представили на конференции «Биоинформатика регуляции и структуры геномов / системная биология» (BGRS/SB 2026), проходящей в Новосибирске.

Исследователи отмечают, что митохондрии играют ключевую роль в обеспечении клеток энергией, а их работа во многом определяется отдельными механизмами наследования и регуляции. В отличие от многих других клеточных процессов, их функционирование формируется независимо от основной части генетической системы организма. Это делает митохондрии особенно важным объектом для изучения, поскольку их состояние напрямую связано со здоровьем человека, уровнем жизненной энергии и устойчивостью к различным патологиям.

Как и ядерная ДНК, митохондриальная ДНК подвержена изменениям. Такие мутации могут накапливаться, сохраняться в организме и передаваться следующим поколениям. По словам ученых БФУ, именно этот наследуемый набор генетических вариаций способен влиять на то, насколько эффективно организм справляется с факторами, провоцирующими болезни. Изучение подобных механизмов помогает лучше понять, почему одни люди более устойчивы к заболеваниям, а у других риск их развития оказывается выше.

Митохондриальная ДНК отличается тем, что изменения в ней нередко наследуются не по отдельности, а целыми сочетаниями. Именно поэтому исследователи могут выделять митохондриальные гаплогруппы — группы родственных вариантов генома, которые помогают лучше понять, как работает энергетическая система клетки и насколько эффективно митохондрии выполняют свою функцию. Такие данные важны не только для биологии, но и для медицины, поскольку они позволяют глубже изучать влияние наследственности на состояние организма.

Как пояснила одна из авторов исследования, младший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий БФУ имени И. Канта София Воронова, митохондриальная гаплогруппа передается исключительно по материнской линии. Это значит, что она одинаковая у матери и ее потомства, а потому может использоваться для изучения родословной по женской линии. Кроме того, анализ митохондриальной ДНК помогает ученым прослеживать древние маршруты миграций людей, а также устанавливать географическое происхождение предков.

Помимо историко-генетических исследований, такой анализ имеет и практическое значение для современной медицины. Гаплогруппа может быть связана с индивидуальными особенностями обмена веществ и уровнем риска развития некоторых заболеваний. В результате изучение митохондриальной ДНК становится важным инструментом, который позволяет одновременно раскрывать историю человечества и получать сведения о здоровье конкретного человека.

Исследователи университета установили, что способность организма контролировать воспалительные процессы при метаболическом синдроме может зависеть от наличия определенной митохондриальной гаплогруппы. Метаболический синдром представляет собой комплекс нарушений, в который входят ожирение, сахарный диабет второго типа, атеросклероз, а также другие сердечно-сосудистые заболевания. По данным БФУ, такой диагноз имеют примерно 20 процентов жителей России.

Ученые отмечают, что даже два человека с одинаковым диагнозом могут по-разному переносить это состояние: один будет сталкиваться с более выраженными воспалительными реакциями и осложнениями, а у другого течение болезни окажется мягче. Причиной такой разницы, по мнению специалистов, могут быть особенности митохондриального наследования, в том числе принадлежность к определенной гаплогруппе. Это открывает новые возможности для более точной оценки рисков и персонализированного подхода к лечению.

Полученные данные особенно важны, поскольку метаболический синдром считается одним из ключевых факторов развития тяжелых хронических заболеваний. Его раннее выявление и понимание индивидуальных особенностей пациента позволяют лучше прогнозировать возможные осложнения и подбирать более эффективную терапию. В будущем такие исследования могут помочь врачам точнее определять, кому требуется более пристальное наблюдение и профилактика.

«Два человека с метаболическим синдромом могут быть не равны друг другу по “нездоровости” — и их разные митохондриальные гаплогруппы могут быть объяснением этому», — отметили специалисты.

Мы взяли кровь у 180 человек, выделили из нее иммунные клетки — моноциты — и затем распределили их по типам «моделей» митохондрий, то есть по гаплогруппам. Уже на этом этапе стало видно, что митохондриальная наследственность может играть важную роль в том, как организм реагирует на лишний вес и связанные с ним нарушения. В результате исследования выяснилось, что у людей с ожирением и гаплогруппой U моноциты вырабатывают значительно больше веществ, провоцирующих воспаление, чем у пациентов с таким же ожирением, но с гаплогруппой H, — пояснила Воронова.

По словам специалиста, митохондрии можно сравнить с автомобильными двигателями: одни работают более мощно, другие — более экономично, и именно гаплогруппы во многом определяют, насколько эффективно они функционируют. Иначе говоря, даже при одинаковом весе и схожем диагнозе биологические особенности митохондрий могут заметно менять реакцию организма на болезнь. Поэтому у двух людей с одинаковым индексом массы тела риск осложнений ожирения и метаболического синдрома может существенно отличаться в зависимости от генетики митохондрий.

Кроме того, такие данные подчеркивают, что ожирение — это не только избыток массы тела, но и сложный обменный процесс, в котором участвуют иммунная система, воспалительные реакции и особенности клеточной энергетики. Понимание этих различий может помочь точнее оценивать индивидуальные риски и в будущем подбирать более персонализированные подходы к профилактике и лечению.

Ученые отмечают, что подобные исследования помогают глубже понять, как наследственные особенности влияют на обмен веществ, реакцию организма на питание и предрасположенность к различным заболеваниям. В рамках работы особое внимание было уделено гаплогруппам H и U: первая считается самой распространенной в Европе, тогда как вторая встречается на обширной территории Евразии и представляет интерес для сравнительного анализа популяционных различий. Такой подход позволяет рассматривать не только общие биологические механизмы, но и их возможную связь с историей расселения людей.

Полученные результаты могут помочь объяснить, почему у одних людей при избыточной массе тела осложнения развиваются достаточно быстро, а у других подобные проблемы долгое время могут не проявляться. Исследователи предполагают, что на это могут влиять особенности генетики, метаболизма и индивидуальной реакции организма на внешние и внутренние факторы. Вместе с тем в БФУ имени И. Канта подчеркивают, что для окончательных выводов необходимо провести значительно больше дополнительных исследований, расширить выборку и проверить гипотезы на новых данных.

Таким образом, работа стала важным шагом к более точному пониманию связи между генетическими маркерами и рисками, связанными с ожирением и сопутствующими нарушениями. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда, что позволило реализовать проект и продолжить изучение этой актуальной научной темы.

Источник и фото - ria.ru