В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Med исследователи использовали сопоставленный набор данных, включающий четыре американские выборки, чтобы идентифицировать метаболомные маркеры здорового образа жизни и, возможно, механизмы, лежащие в основе их выработки. Они использовали комбинацию аналитических методов, в частности жидкостную хроматографию-масс-спектрометрию, на 13 056 наборах данных и обнаружили, что метаболомная сигнатура здорового образа жизни в значительной степени отражает пути липидного обмена.
Было обнаружено, что более короткие и насыщенные наборы метаболитов ди- и триацилглицерина обратно пропорционально связаны со здоровым образом жизни, в то время как плазмалогены фосфатидилхолина и сложные эфиры холестерина были напрямую связаны с этим заболеванием. Обнадеживает тот факт, что относительные концентрации этих биомаркеров способствовали снижению риска смертности от всех причин на 17%, снижению риска смертности от сердечно-сосудистых заболеваний на 19%, снижению риска смертности от рака на 17% и повышению вероятности достижения долголетия на 25%.
Взаимосвязь между выбором образа жизни и метаболическим здоровьем
Распространенность хронических, неинфекционных заболеваний в настоящее время выше, чем когда-либо, и в первую очередь объясняется более широким использованием неоптимальных для здоровья моделей поведения, включая диеты (например, диета в западном стиле) и уровни физической активности (например, малоподвижный образ жизни). Предыдущее исследование подчеркнуло глубокие преимущества здорового образа жизни: исследование, проведенное в американских когортах, выявило снижение риска смертности от всех причин на 55-71% у лиц, которые поддерживали свой индекс массы тела (ИМТ) в пределах 18,5-24,9 кг / м2, умеренно употребляли алкоголь, занимались физической активностью и воздерживались от курения.
К сожалению, механизмы, лежащие в основе этих взаимодействий, остаются в значительной степени неизвестными. Некоторые исследования показали, что компоненты поведения людей в отношении здоровья, такие как масса тела, диета, употребление алкоголя, физическая активность и курение, могут иметь ассоциированные метаболомные сигнатуры, указывающие на их текущее состояние здоровья и состояние в прошлом. Тем не менее, эти гипотезы редко проверялись в научных рамках. Ограниченная информация в этой области, несмотря на то, что она порой противоречива, позволяет предположить, что полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), фосфатидилхолины (PCS), глутамат и аналогичные аминокислоты (AAS) связаны с улучшением показателей здоровья, в то время как триацилглицерины (TAG), сфингомиелины (SMs) и карнитины связаны с субоптимальными показателями.
«Однако в большинстве исследований изучались только факторы питания и физической активности, с небольшими размерами выборки и ограниченным набором профилированных метаболитов. Таким образом, полное понимание метаболических путей, лежащих в основе здорового образа жизни, еще предстоит выяснить. Одновременное изучение нескольких изменяемых факторов образа жизни позволяет лучше понять общие биологические механизмы, а также ключевые различия.»
Об исследовании
В настоящем исследовании исследователи использовали информацию об образе жизни, метаболомах и клинической информации четырех американских когорт, включающих более 13 000 человек, для расчета комбинированного показателя здорового образа жизни на основе метаболомов в среднем возрасте и дальнейшего изучения взаимосвязи между этим показателем и показателями смертности и продолжительности жизни. Наблюдение за результатами было обширным и имело среднюю продолжительность 28 лет. В когорты вошли исследование здоровья медсестер (NHS; 1976), вторая итерация той же проспективной когорты (NHSII; 1989), Инициатива по охране здоровья женщин (WHI; 1993) и последующее исследование медицинских работников (HPFS; 1986). В основном это были женщины среднего возраста (в среднем 54,3 года) (85,8%), принадлежащие к белой этнической группе (96,7%).
Информация об образе жизни была предоставлена участниками, клиническая информация была получена из базы данных проспективной когорты, а метаболомная информация была получена из образцов плазмы крови (натощак), полученных во время начала исследования и последующего наблюдения. Были исключены лица, у которых отсутствовали данные об измеренных результатах (ИМТ, потреблении алкоголя, метаболомном профиле, рационе питания, уровнях физической активности, статусе курения). Когорта WHI использовалась в качестве когорты внешней проверки результатов, полученных в трех оставшихся когортах.
Метаболическое профилирование плазмы крови проводили с использованием экстракции ацетонитрилом / метанолом / муравьиной кислотой с последующей жидкостной хроматографией гидрофильного взаимодействия (HILIC) и масс-спектрометрией с положительной ионизацией (MS) для полярных соединений (например, аминокислот) и экстракции изопропанолом с последующей высокоэффективной жидкостной хроматографией с октилом (ВЭЖХ) и МС с положительной ионизацией для липидов. Для идентификации полученных метаболитов использовалась база данных Инициативы по стандартизации метаболитов (MSI).
Факторы образа жизни (методы лечения) включали пять основных категорий — диету, потребление алкоголя, физическую активность, курение и ИМТ, и оценивались с помощью вопросников и альтернативного индекса здорового питания (AHEI). Показатели смертности и продолжительности жизни (исходы) были получены из отчетов членов семьи (о смерти), данных государственной статистики и Национальной базы данных индекса смертности. Для статистического анализа данных использовались многомерные линейные регрессии, логистическая регрессия и эластичная линейная регрессия. Были рассчитаны пропорциональные коэффициенты риска Кокса, чтобы перевести эти результаты в относительный риск заболевания.
Результаты исследования
Результаты показывают, что метаболомной сигнатурой, наиболее отражающей здоровый образ жизни, является путь липидного обмена, включающий семейства метаболитов PC, TAG, CE и DAG. Было обнаружено, что состав рациона питания и ИМТ являются лучшими предикторами положительных характеристик метаболитов. При анализе характеристик метаболитов было выявлено более 400 метаболитов, связанных с выбором образа жизни. Эластичный регрессионный анализ выявил 187 из этих метаболитов как описывающих здоровый образ жизни – 58 были положительно связаны, в то время как 129 были обратно пропорционально связаны с благоприятными показателями смертности и продолжительности жизни.
«… MSEA выявила CES, в основном ПНЖК, и PCS как наиболее обогащенные наборы метаболитов, положительно связанные со здоровым образом жизни. CES служат средством для хранения и транспортировки холестерина и других липидов в крови и, как было показано, отражают потребление жиров с пищей. ПК естественным образом содержатся в организме, а также в таких продуктах, как яйца, жирная рыба и соевые бобы. Они хорошо известны своей важной ролью в клеточных мембранах и передаче сигналов на мембранах.»
Анионовые кислоты и метаболиты, участвующие в метаболизме пуринов, также были выделены в качестве признаков здорового образа жизни. Вегетарианские диеты, богатые циркулирующим глицином, тригонеллином, аспарагином, гиппуратом и глютамином и бедные валином, изолейцином и лейцином, оказались более полезными по сравнению с употреблением красного мяса, курицы и энергетических напитков.
Анализ результатов выявил удивительный факт – метаболомные сигнатуры, идентифицированные здесь, были более точными предикторами смертности и продолжительности жизни, чем показатели физической подготовки и здоровья, о которых сообщали пациенты.
«Действительно, метаболомная сигнатура объяснила 38,0% связи между самооценкой здорового образа жизни и смертностью, указывая на уникальные биологические пути, улавливаемые метаболомикой. В соответствии с литературными данными и нашими результатами по смертности, мы обнаружили связь метаболомной сигнатуры здорового образа жизни с продолжительностью жизни, и сигнатура объяснила 48,6% связи между самооценкой здорового образа жизни и продолжительностью жизни. «
Заключение
В настоящем исследовании используется большая объединенная американская когорта, включающая более 13 000 участников, для выявления метаболомных сигнатур, связанных с положительными показателями смертности и продолжительности жизни как следствие здорового образа жизни и выбора рациона питания. Результаты исследования показывают, что более 100 метаболитов связаны с (положительными или отрицательными) результатами здорового образа жизни, большинство из которых участвуют в процессах липидного обмена.
«… наши результаты свидетельствуют о том, что большая приверженность здоровому образу жизни может привести к изменениям в метаболоме, которые связаны с более низким риском преждевременной смертности и более высокой вероятностью долголетия. Мы выявили метаболомную сигнатуру, связанную с комбинированным здоровым образом жизни у взрослых американцев, которая в значительной степени отражает пути липидного обмена. Мы обнаружили, что у лиц с более высоким показателем по мультиметаболитам был более низкий риск общей смертности и смертности от конкретных причин и большая вероятность прожить дольше.»
