Ответ митохондрий скелетных мышц человека на снижение массы тела после бариатрической операции или изменения образа жизни

Цель: Изучить влияние снижения массы тела после бариатрической операции или изменения образа жизни на митохондриальный метаболизм скелетных мышц.

Методы: Изучены две когорты пациентов, снижавших массу тела: RYSA (ИМТ ≥ 35 кг/м²; n = 39, в том числе 18 пациентов с сахарным диабетом), которым выполняли бариатрическую операцию, и CRYO (ИМТ ≥ 30 кг/м²; n = 19), участвовавших в программе изменения образа жизни с низкокалорийной диетой. Обследования проводили через 5–6 и 12 месяцев. В обеих когортах оценивали протеом мышц (LC-MS/MS), биогенез митохондрий по количеству мтДНК (количественная ПЦР), а также количество и морфологию митохондрий (просвечивающая электронная микроскопия). В когорте пациентов после операции дополнительно оценивали окислительную способность митохондрий методом высокоразрешающей респирометрии.22

Результаты: В обеих когортах достигнуто клинически значимое снижение массы тела, более выраженное после операции (24,4% против 9,0% через 12 месяцев). При каждом снижении массы тела на 1% бариатрическая операция через 12 месяцев была связана со значимым снижением активности путей гликолиза. Белки субъединиц комплексов окислительного фосфорилирования были связаны с повышением их экспрессии у пациентов без сахарного диабета и со снижением — у пациентов с сахарным диабетом. Изменение образа жизни через 5 месяцев было связано со снижением экспрессии субъединиц комплексов окислительного фосфорилирования. Морфология митохондрий не изменилась, тогда как количество мтДНК в обеих когортах имело отрицательную корреляцию с процентом снижения массы тела. В когорте пациентов после операции дыхание, опосредованное комплексом I и комплексами I + II, через 12 месяцев увеличилось соответственно в 3,2 и 2,9 раза, что отражает улучшение окислительной способности митохондрий.

Выводы: После бариатрической операции увеличение митохондриального дыхания в скелетных мышцах наблюдалось несмотря на неизменную морфологию и снижение количества мтДНК, тогда как снижение массы тела вследствие изменения образа жизни сопровождалось временным уменьшением экспрессии белков, связанных с окислительным фосфорилированием, при стабильности других митохондриальных показателей. Снижение массы тела после операции может отражать повышение эффективности митохондрий в скелетных мышцах, на которое, возможно, влияет наличие сахарного диабета. Для оценки долгосрочных функциональных адаптаций митохондрий после снижения массы тела необходимы дальнейшие исследования.

Регистрация исследований: RYSA: ClinicalTrials.gov, NCT02882685; CRYO: ClinicalTrials.gov, NCT01312090.