身体成分:不仅仅是体重的问题!

你知道是什么让你的身体?人体可以看作是一个组合的几个“包”肌肉,脂肪,骨头,体液,器官,韧带和肌腱。体重是所有这些的组合”包。“虽然每个人的身体包含这些包,每个身体都是不同的对于每个包的大小(尤其是脂肪和肌肉)。两个人可以类似外,甚至体重相同,但是是非常不同的在里面!确定身体成分是极其重要的:你的健康不是由你的体重,但通过你的身体成分。但是我们如何看一个人的身体成分从外面吗?

最简单的方法来衡量身体成分包括体重、身高、腰围。体重和身高之间的比率叫做身体质量指数(BMI),它通常被用来研究人类肥胖。也有科学技术,可用于研究身体成分。Bioimpedance分析(BIA)措施的身体抵抗能力弱,无痛的电流流动。因为电流不能通过脂肪,BIA可以估计一个人的身体的脂肪和肌肉。但是如果我们想了解身体的细胞是如何运作?也有方法来收集关于身体是如何工作的信息。他们依靠抽样身体细胞或体液(如血液或脸颊细胞)和测量生物标记物,这是身体的健康或疾病的分子信号状态。

线粒体:将食物转化为能量

线粒体是细胞的能量来源。他们分解营养物质,通过一种“流水线”,产生的能源物质的形式三磷酸腺苷(ATP)。ATP能源时就可以使用的电池是必需的。这个过程也被称为细胞呼吸。线粒体是小的结构(细胞器)整个细胞,自由浮动。有些细胞只有少数线粒体而其他人则几千。如果一个细胞需要更多的能量才能生存,可以创建更多的线粒体。

线粒体是自己独特的细胞器,因为它们含有DNA(唯一的其他细胞器包含DNA是细胞核,细胞的总司令)。线粒体DNA的双链(如核DNA),但它是循环的,存在于多个副本。线粒体DNA可以被认为是一种齿轮调节线粒体的数量和功能。具体来说,线粒体DNA拷贝数越高,越高的线粒体数量和功能。

表观遗传机制是一种调节DNA的作用,意义是否可以使用DNA使细胞内的蛋白质和各种各样的工作而异。表观遗传机制修改DNA分子的三维结构,使它更“开放”(功能/活动)或更多的“封闭”(不活跃)(图1)。最重要的一个被称为表观遗传机制DNA甲基化,这是添加化学结构称为一个甲基(CH₃)的DNA。我们可以想象甲基为“国旗”,可以添加或删除特定DNA序列来调节他们(1,2]。

它最近建议,就像核DNA线粒体DNA的功能也可以监管甲基化(图2),尤其是在监管区域称为D-loop。我们的细胞从我们吃的食物获得甲基。食物为我们提供了甲基和B族维生素,帮助细胞内甲基移动。由于甲基调节DNA的功能,他们是非常重要的!不正确的DNA“萎靡不振”与疾病有关,和不适当的线粒体DNA的甲基化可能导致可怜的线粒体功能!

超重女生减少了线粒体的力量

一群青少年来自意大利中部招募研究身体成分和线粒体DNA状态之间的联系。线粒体DNA提取从脸颊拭子(收集细胞内部的脸颊,口内)和丰富的线粒体DNA拷贝和D-loop甲基化测量。结果表明,有更少的超重受试者(线粒体DNA的拷贝图3一)。

此外,超重受试者表现出高水平的甲基的D-loops线粒体DNA (图3 b)。这表明线粒体功能的问题可能发生在个体不利身体成分,即使他们很年轻。男孩,我们看到只有微小的差异在线粒体生物标记,以确定是否肥胖是与线粒体DNA甲基化在男孩,必须学习更多的样品。

线粒体表观遗传学作为一种生物标志物吗?

降低线粒体DNA拷贝数量和增加甲基化水平可能与线粒体功能降低有关。超重的情况看起来可能支持这些线粒体的变化。确切的机制通过线粒体DNA甲基化和拷贝数影响线粒体的功能仍在研究。尽管许多遗漏的细节,线粒体可能是一个有趣的生物标志物的状态细胞的健康。线粒体生物标记似乎变化由于接触烟草烟雾污染或(3)和心血管疾病等疾病(4]。因为饮食也是一个环境暴露,线粒体生物标志物可能代表一种“报警信号”,可以很容易地测量处于初级阶段,在不平衡的饮食习惯和不健康的生活方式导致严重的问题(5]。希望,未来的研究将确认措施的线粒体DNA拷贝数和甲基化状态可以作为健康的生物标志物。

展望未来

营养和身体活动,随着遗传学和年龄,确定有多少脂肪和肌肉的每个人都有他们的体内。如果我们有不健康的饮食习惯和不活跃的,我们的身体储存多余的脂肪,他们不需要。不健康的身体成分和不良的饮食习惯不仅体型产生影响,但更重要的是,身体功能。具体地说,一个不健康的身体成分可能损害线粒体的活动和他们的能力有效地产生能量,而健康饮食让身体瘦和强大。这不仅是由于我们的细胞健康的食物是很好的燃料,还因为健康的食物保持我们细胞的线粒体DNA-properly powerhouses-the运转的引擎。这就是为什么均衡营养,加上适度的体力活动,让我们感觉身体健康,精力充沛。

这项研究表明,监管不力的表观遗传机制,特别是DNA甲基化,可能发生在肥胖女孩,强调一种线粒体功能可能是管制。然而,永远记住,科学证据可以证实只有经过多次重复!进一步的实验使用更多的样品是必要的来证实这些发现。复制的实验也可能有助于澄清的不确定的结果,我们看到男孩在我们的研究中。我们希望从这个工作将新发现的新兴鼓励科学界一直探索线粒体DNA甲基化,因为这样的研究可能提供新的见解的饮食对人体健康的影响。

术语表

身体成分:↑的内容根据重量,而且每个身体组件的相对丰度(特别是脂肪和肌肉)。

生物标志物:↑任何可测量的参数或分子,可以给我们一些提示关于主体的健康状况,或者可以用来预测疾病的风险。

线粒体:↑小细胞器,产生能量(ATP)的形式通过燃烧食物。

三磷酸腺苷(ATP):↑小分子使用的电池作为一种储能。ATP是用于大多数细胞需要能量的函数。

细胞呼吸:↑一个生化过程,发生在线粒体,细胞产生ATP所使用的食物。

细胞器:↑是一种亚细胞结构,有一个或多个特定的工作单元中执行。

表观遗传机制:↑一系列生化修改调节蛋白质是由一个特定的DNA分子,无需修改其序列。

DNA甲基化:↑DNA的化学修饰,调节应该如何阅读和DNA,必然地,蛋白质是否可以由它。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

确认

我们感谢莎拉Gianfelici贡献在画的图形化表示图1,2。

脚注

1。↑框和“胡须”代表所有测量值。这个盒子包括测量值的一半。“胡须”包括剩下的一半的测量每个晶须(25%)。如果大多数测量是关闭的意思(中线),盒子会小;如果有很多变化的值,这个盒子将会更大。

---

原始的文章

↑Bordoni, L。,Smerilli, V., Nasuti, C., and Gabbianelli, R. 2019. Mitochondrial DNA methylation and copy number predict body composition in a young female population.j . Transl。地中海。17:399。doi: 10.1186 / s12967 - 019 - 02150 - 9

---

引用

[1]↑Stimpfel, M。Jancar, N。,and Virant-Klun, I. 2018. New challenge: mitochondrial epigenetics?干细胞牧师。14:13-26。doi: 10.1007 / s12015 - 017 - 9771 - z

[2]↑Sirard M.-A。2019年。分布和动力学在卵母细胞的线粒体DNA甲基化,胚胎和颗粒细胞。科学。代表。9:11937。doi: 10.1038 / s41598 - 019 - 48422 - 8

[3]↑Lambertini, L。,and Byun, H.-M. 2016. Mitochondrial epigenetics and environmental exposure.咕咕叫。环绕。代表健康。3:214-24。doi: 10.1007 / s40572 - 016 - 0103 - 2

[4]↑Baccarelli, A。,and Byun, H.-M. 2015. Platelet mitochondrial DNA methylation: a potential new marker of cardiovascular disease.中国。Epigenet。44。doi: 10.1186 / s13148 - 015 - 0078 - 0

[5]↑Iacobazzi, V。,Castegna, A., Infantino, V., and Andria, G. 2013. Mitochondrial DNA methylation as a next-generation biomarker and diagnostic tool.摩尔,麝猫。金属底座。110:25-34。doi: 10.1016 / j.ymgme.2013.07.012