«حافظه سلولی چاقی»، بازگشت وزن را آسان‌تر می‌کند

به گزارش خبرگزاری آنا؛ برای بسیاری از افرادی که با اضافه‌وزن یا چاقی مواجه‌اند، کم کردن وزن تنها بخشی از مسیر درمان است و حفظ نتیجه به چالشی جداگانه تبدیل می‌شود. بازگشت وزن پس از کاهش وزن اولیه، پدیده‌ای شناخته‌شده در مطالعات چاقی است که نمی‌توان آن را صرفاً به تغییر در عادت‌های غذایی یا میزان فعالیت بدنی نسبت داد.

بدن در جریان افزایش وزن، با مجموعه‌ای از تغییرات هورمونی، متابولیک و سلولی مواجه می‌شود و برخی از این تغییرات ممکن است حتی پس از کاهش وزن نیز ادامه پیدا کنند. پژوهشگران اکنون در حال بررسی این احتمال‌اند که بخشی از این ماندگاری به تغییراتی در نحوه فعالیت ژن‌ها مربوط باشد؛ تغییراتی که بدون دست‌کاری اطلاعات ژنتیکی، می‌توانند بر عملکرد سلول‌ها اثر بگذارند و در صورت تداوم، بر تنظیم وزن بدن نیز تأثیرگذار باشند.

این پدیده در پژوهش‌های زیستی با مفهوم «حافظه اپی‌ژنتیک چاقی» (Epigenetic Memory of Obesity) بررسی می‌شود؛ مفهومی که به ماندگاری احتمالی برخی تغییرات مولکولی مرتبط با چاقی پس از کاهش وزن اشاره دارد. بر اساس این فرضیه، کاهش وزن ممکن است همه آثار سلولی و مولکولی ناشی از چاقی را به‌طور کامل معکوس نکند. در نتیجه، برخی بافت‌ها ممکن است پس از کاهش وزن همچنان ویژگی‌هایی از وضعیت متابولیک پیشین خود را حفظ کنند.

با تمام این توضیحات حافظه اپی‌ژنتیک هنوز توضیحی کامل و قطعی برای بازگشت وزن نیست و میزان نقش مستقل آن در انسان به پژوهش‌های بیشتری نیاز دارد. برای درک این موضوع، ابتدا باید شناخت که اپی‌ژنتیک چیست، چاقی چگونه بر عملکرد سلول‌ها اثر می‌گذارد و چرا تغییرات ایجادشده در بدن همیشه هم‌زمان با کاهش وزن از بین نمی‌روند.

اپی‌ژنتیک چیست و چه ارتباطی با عملکرد ژن‌ها دارد؟

بدن انسان از تریلیون‌ها سلول تشکیل شده است که هرکدام، با وجود برخورداری از اطلاعات ژنتیکی تقریباً یکسان، وظایف متفاوتی بر عهده دارند. سلول عصبی، سلول کبدی و سلول چربی از نظر ساختار و عملکرد با یکدیگر تفاوت دارند، زیرا همه ژن‌های موجود در آنها به یک شکل فعال نیستند. در هر سلول، مجموعه‌ای از سازوکار‌های مولکولی تعیین می‌کند که کدام ژن‌ها فعال شوند، میزان فعالیت آنها چقدر باشد و در چه شرایطی فعالیتشان تغییر کند. برای شروع باید با یک اصطلاح آشنا شویم؛ «اپی‌ژنتیک» (Epigenetics). اپی ژنتیک به بررسی تغییراتی گفته می‌شود که بر فعالیت ژن‌ها اثر می‌گذارند، بدون آنکه توالی اصلی اطلاعات ژنتیکی تغییر کند. 

چاقی چگونه می‌تواند ردپایی در سلول‌های بدن بر جای بگذارد؟

چاقی صرفاً به افزایش وزن یا انباشته شدن چربی در بدن محدود نمی‌شود. این وضعیت می‌تواند با تغییر در عملکرد بافت‌ها، پیام‌رسان‌های هورمونی، تنظیم قند خون و فرایند‌های مرتبط با التهاب همراه باشد. هنگامی که ذخیره چربی برای مدتی طولانی افزایش پیدا می‌کند، سلول‌های بدن در شرایط متابولیک متفاوتی قرار می‌گیرند و فعالیت برخی مسیر‌های مولکولی آنها تغییر می‌کند.

«بافت چربی» (Adipose Tissue) یکی از بخش‌های مهم این فرایند است. مقاله‌ای منتشر شده در پایگاه «پاب مد» (PubMed) می‌گوید که این بافت علاوه بر ذخیره انرژی، در تنظیم عملکرد بدن نیز نقش دارد و مولکول‌هایی تولید می‌کند که می‌توانند بر اشتها، حساسیت به انسولین، التهاب و سوخت‌وساز اثر بگذارند. بنابراین، تغییر در مقدار و وضعیت عملکردی بافت چربی ممکن است پیامد‌هایی فراتر از افزایش حجم این بافت داشته باشد.

در جریان چاقی، سلول‌های چربی ممکن است بزرگ‌تر شوند و محیط اطراف آنها نیز دستخوش تغییر شود. ترکیب سلول‌های ایمنی حاضر در بافت، میزان تولید برخی مولکول‌های التهابی و نحوه ارتباط سلول‌های چربی با سایر بخش‌های بدن می‌تواند تغییر کند. در برخی شرایط، این تغییرات با اختلال در پاسخ بافت‌ها به پیام‌های هورمونی و کاهش حساسیت به انسولین همراه می‌شوند.

انسولین هورمونی است که در تنظیم قند خون و نحوه استفاده و ذخیره مواد مغذی نقش دارد. «مقاومت به انسولین» (Insulin Resistance) زمانی رخ می‌دهد که سلول‌های بدن پاسخ طبیعی و کافی به این هورمون نشان ندهند. این وضعیت در بسیاری از افراد مبتلا به چاقی دیده می‌شود، هرچند همه افراد دارای چاقی به یک اندازه به آن مبتلا نیستند.

تغییرات متابولیک و التهابی مرتبط با چاقی می‌توانند با تغییر در فعالیت ژن‌ها و سازوکار‌های اپی‌ژنتیک همراه باشند. به همین دلیل، دانشمندان بررسی می‌کنند که آیا تغییر در الگو‌های اپی‌ژنتیک صرفاً بازتاب وضعیت چاقی است یا در تداوم برخی اختلالات سلولی نیز نقش دارد.

نکته مهم این است که هر تغییر اپی‌ژنتیک مشاهده‌شده در افراد مبتلا به چاقی، الزاماً عامل ایجاد یا حفظ این وضعیت نیست. برخی تغییرات ممکن است در پاسخ به افزایش وزن شکل بگیرند و پس از آنکه شرایط متابولیک تغییر کرد، به‌تدریج کاهش یابند. برخی دیگر ممکن است برای مدت طولانی باقی بمانند. تفکیک این دو گروه از تغییرات، یکی از مسائل اصلی پژوهش‌های این حوزه است.

حافظه اپی‌ژنتیک چاقی دقیقاً به چه معناست؟

بر اساس مقاله‌ای در مجله «نیچر» (Nature)؛ مفهوم «حافظه اپی‌ژنتیک» (Epigenetic Memory) به ماندگاری برخی ویژگی‌های تنظیمی سلول پس از پایان شرایطی اشاره دارد که در شکل‌گیری آن ویژگی‌ها نقش داشته است. در زمینه چاقی، این مفهوم برای توضیح احتمال باقی ماندن برخی تغییرات مولکولی پس از کاهش وزن مطرح می‌شود.

در این چارچوب، کاهش وزن به معنای بازگشت فوری همه سلول‌ها به وضعیت پیش از چاقی نیست. ممکن است توده چربی کاهش پیدا کند، اما بعضی از الگو‌های فعالیت ژن‌ها یا ویژگی‌های عملکردی سلول‌ها همچنان با وضعیت پیشین تفاوت داشته باشند. اگر چنین تغییراتی بر نحوه پاسخ سلول‌ها به مواد مغذی، پیام‌های هورمونی یا تنظیم انرژی اثر بگذارند، می‌توانند به یکی از موضوعات مهم در بررسی پیامد‌های طولانی‌مدت چاقی تبدیل شوند.

البته، حافظه اپی‌ژنتیک به معنای ذخیره شدن خاطره‌ای آگاهانه در سلول نیست. منظور از حافظه در اینجا، تداوم برخی ویژگی‌های مولکولی و تنظیمی است که می‌توانند پس از تغییر شرایط اولیه نیز باقی بمانند. این مفهوم در زیست‌شناسی سلولی برای بررسی ماندگاری تغییرات عملکردی به کار می‌رود و به‌خودی‌خود به معنای برگشت‌ناپذیر بودن آنها نیست.

در پژوهش‌های مربوط به چاقی، یکی از پرسش‌های اصلی این است که آیا سلول‌های بافت چربی پس از کاهش وزن، همچنان الگو‌هایی از تنظیم ژن‌ها را حفظ می‌کنند که در دوره چاقی شکل گرفته‌اند. پرسش دیگر این است که آیا چنین الگو‌هایی بر عملکرد بعدی سلول‌ها اثر می‌گذارند یا صرفاً نشانه‌ای از سابقه متابولیک آنها هستند.

چرا کاهش وزن همه تغییرات بدن را معکوس نمی‌کند؟

کاهش وزن معمولاً با کاهش ذخایر چربی همراه است، اما تغییر در وزن بدن و تغییر در عملکرد سلول‌ها الزاماً با یک سرعت پیش نمی‌روند. توده چربی، ترکیب سلولی بافت‌ها، فعالیت ژن‌ها و پاسخ‌های هورمونی، هرکدام از مسیر‌های متفاوتی پیروی می‌کنند و ممکن است در بازه‌های زمانی متفاوت تغییر کنند.

برای مثال، کاهش وزن می‌تواند اندازه سلول‌های چربی را کم کند، اما این تغییر به‌تنهایی نشان نمی‌دهد که همه ویژگی‌های مولکولی آن سلول‌ها نیز به حالت پیشین بازگشته‌اند. برای بررسی این مسئله باید تغییرات فعالیت ژن‌ها و سایر شاخص‌های سلولی به‌طور مستقل اندازه‌گیری شوند.

پژوهشگران در این زمینه به دنبال شناسایی تغییراتی هستند که در دوره چاقی ایجاد می‌شوند و پس از کاهش وزن همچنان باقی می‌مانند. اگر چنین تغییراتی در بافت‌های مشخصی مشاهده شوند، مرحله بعدی بررسی این است که آیا با عملکرد متابولیک، تنظیم انرژی یا احتمال افزایش مجدد وزن ارتباط دارند.

البته باید توجه داشت که همه تغییرات اپی‌ژنتیک ماندگار نیستند. برخی از آنها ممکن است در پاسخ به تغییر رژیم غذایی، کاهش وزن یا تغییر شرایط فیزیولوژیک دگرگون شوند. بنابراین، مفهوم حافظه اپی‌ژنتیک نباید به این برداشت منجر شود که سلول‌های بدن پس از چاقی برای همیشه در وضعیت قبلی باقی می‌مانند.

سلول‌های چربی در مرکز توجه پژوهشگران قرار دارند

بافت چربی یکی از مهم‌ترین بخش‌های بدن برای بررسی حافظه اپی‌ژنتیک چاقی است، زیرا هم در ذخیره انرژی و هم در تنظیم فرایند‌های متابولیک مشارکت دارد. تغییرات این بافت می‌توانند بر نحوه استفاده بدن از مواد مغذی و ارتباط میان اندام‌های مختلف اثر بگذارند.

سلول‌های چربی در طول افزایش وزن، علاوه بر بزرگ شدن، ممکن است از نظر فعالیت ژن‌ها و عملکرد متابولیک نیز تغییر کنند. در این وضعیت، میزان تولید برخی پیام‌رسان‌ها و نحوه پاسخ سلول‌ها به محرک‌های هورمونی می‌تواند دگرگون شود. این تغییرات بخشی از پاسخ بافت به شرایط جدید هستند، اما ممکن است در همه افراد یکسان نباشند.

یکی از موضوعات مورد بررسی، ماندگاری تغییرات اپی‌ژنتیک در سلول‌های چربی پس از کاهش وزن است. اگر برخی الگو‌های مولکولی پس از کاهش حجم سلول‌ها نیز باقی بمانند، پژوهشگران باید مشخص کنند که آیا این الگو‌ها با تغییر در عملکرد سلول ارتباط دارند یا خیر.

بااین‌حال، نقش بافت چربی را نباید از سایر اجزای تنظیم وزن جدا کرد. مغز، دستگاه گوارش، کبد، ماهیچه‌ها و بافت چربی در شبکه‌ای از ارتباطات هورمونی و عصبی مشارکت دارند. تنظیم اشتها، میزان مصرف انرژی و نحوه ذخیره یا مصرف مواد مغذی حاصل عملکرد هماهنگ این دستگاه‌هاست.

بازگشت وزن فقط به حافظه اپی‌ژنتیک مربوط نیست

بازگشت وزن پس از کاهش وزن پدیده‌ای چندعاملی است. حتی اگر حافظه اپی‌ژنتیک در برخی شرایط نقش داشته باشد، نمی‌توان آن را تنها عامل این فرایند دانست. تغییرات اشتها، مصرف انرژی، فعالیت هورمون‌ها و شرایط محیطی نیز می‌توانند بر حفظ وزن اثر بگذارند.

پس از کاهش وزن، بدن ممکن است با تغییر در برخی پیام‌های تنظیم‌کننده اشتها مواجه شود. در بعضی افراد، احساس گرسنگی افزایش پیدا می‌کند و احساس سیری ممکن است تغییر کند. این پاسخ‌ها می‌توانند ادامه دادن روند کاهش وزن یا حفظ وزن جدید را دشوارتر کنند.

از سوی دیگر، کاهش وزن به معنای کاهش نیاز انرژی بدن نیز هست. بدن سبک‌تر معمولاً برای حفظ فعالیت‌های پایه خود به انرژی کمتری نیاز دارد. علاوه بر این، در برخی افراد میزان مصرف انرژی پس از کاهش وزن بیش از آنچه صرفاً از کاهش اندازه بدن انتظار می‌رود، افت می‌کند. این پدیده با عنوان «سازگاری متابولیک» (Metabolic Adaptation) شناخته می‌شود.

سازگاری متابولیک در همه افراد شدت یکسانی ندارد و نباید آن را به معنای از کار افتادن سوخت‌وساز بدن دانست. این فرایند بخشی از پاسخ فیزیولوژیک بدن به کاهش وزن است و می‌تواند در کنار تغییرات اشتها و سایر عوامل، بر حفظ وزن اثر بگذارد.

عوامل دیگری نیز در این روند دخیل‌اند. وضعیت خواب، فعالیت بدنی، برخی داروها، شرایط سلامت، عوامل ژنتیکی و محیط زندگی می‌توانند بر کاهش وزن و حفظ آن تأثیر بگذارند. تفاوت افراد در این عوامل سبب می‌شود که روند کاهش وزن و احتمال بازگشت آن در همه یکسان نباشد.

بنابراین، توضیح بازگشت وزن با تکیه بر یک سازوکار واحد، از جمله حافظه اپی‌ژنتیک، تصویر کاملی از این پدیده ارائه نمی‌کند. رویکرد دقیق‌تر آن است که حافظه اپی‌ژنتیک در کنار سایر عوامل زیستی و محیطی بررسی شود.

آیا می‌توان حافظه اپی‌ژنتیک چاقی را تغییر داد؟

یکی از پرسش‌های مهم در این حوزه آن است که اگر برخی تغییرات اپی‌ژنتیک پس از کاهش وزن باقی بمانند، آیا می‌توان آنها را تغییر داد یا اثرشان را کاهش داد. پاسخ به این پرسش به ماهیت تغییرات، نوع بافت درگیر و نقش واقعی آنها در عملکرد بدن بستگی دارد.

از نظر زیستی، برخی تغییرات اپی‌ژنتیک قابلیت تغییر دارند و فعالیت ژن‌ها می‌تواند در پاسخ به شرایط فیزیولوژیک و محیطی دگرگون شود. بااین‌حال، این ویژگی به معنای آن نیست که تمام تغییرات مرتبط با چاقی به‌سادگی قابل بازگرداندن‌اند یا می‌توان با یک مداخله مشخص، حافظه اپی‌ژنتیک را به‌طور کامل پاک کرد.

برای رسیدن به چنین هدفی، ابتدا باید تغییرات مشخصی شناسایی شوند که نقش علّی آنها در اختلالات متابولیک اثبات شده باشد. سپس باید بررسی شود که تغییر دادن این مسیر‌ها چه اثری بر عملکرد سلول‌ها و سلامت کلی بدن خواهد داشت. از آنجا که سازوکار‌های اپی‌ژنتیک در بسیاری از فرایند‌های طبیعی سلولی مشارکت دارند، دست‌کاری آنها بدون شناخت دقیق پیامد‌های احتمالی می‌تواند خطرناک باشد.

در حال حاضر، نمی‌توان از وجود درمانی تأییدشده سخن گفت که حافظه اپی‌ژنتیک چاقی را پاک کند و به‌طور قطعی مانع بازگشت وزن شود. همچنین شواهد موجود برای توصیه یک روش درمانی مشخص با هدف تغییر حافظه اپی‌ژنتیک کافی نیستند.

بااین‌حال، شناخت بهتر این سازوکار‌ها می‌تواند در آینده به توضیح تفاوت افراد در پاسخ به درمان‌های کاهش وزن کمک کند. اگر مشخص شود که برخی تغییرات مولکولی با دشواری حفظ وزن ارتباط دارند، ممکن است بتوان از این اطلاعات برای طراحی راهبرد‌های درمانی دقیق‌تر استفاده کرد.

چاقی؛ فرایندی پیچیده‌تر از افزایش وزن

حافظه اپی‌ژنتیک چاقی یکی از مفاهیمی است که می‌تواند به روشن شدن ابعاد کمتر شناخته‌شده این بیماری کمک کند. این مفهوم بر احتمال ماندگاری برخی تغییرات مولکولی پس از کاهش وزن تمرکز دارد و نشان می‌دهد که تغییر در وزن بدن لزوماً به معنای بازگشت فوری تمام فرایند‌های سلولی به وضعیت پیشین نیست.

شواهد پژوهشی از ارتباط میان چاقی و تغییرات اپی‌ژنتیک حمایت می‌کنند، اما هنوز برای تعیین سهم دقیق این تغییرات در بازگشت وزن انسان به اطلاعات بیشتری نیاز است. باید مشخص شود کدام تغییرات واقعاً بر عملکرد سلول‌ها اثر می‌گذارند، چه مدت باقی می‌مانند و آیا می‌توان آنها را به‌عنوان یکی از اهداف درمانی در نظر گرفت یا همچنان برای تصمیم‌گیری زود است.

در عین حال، بازگشت وزن همچنان باید پدیده‌ای چندعاملی در نظر گرفته شود که از تعامل سازوکار‌های زیستی، شرایط محیطی و ویژگی‌های فردی تأثیر می‌پذیرد. هیچ شاهدی وجود ندارد که نشان دهد حافظه اپی‌ژنتیک به‌تنهایی سرنوشت وزن بدن را تعیین می‌کند یا بازگشت وزن پس از چاقی اجتناب‌ناپذیر است.