Размер печени, поджелудочной железы и почек у человека с ожирением (снизу) и нормальным весом (сверху) Haley Grant et al. / bioRxiv, 2020
У людей с ожирением в среднем больше объем почек, печени и поджелудочной железы, и это изменение коррелирует с риском развития рака соответствующих органов. Авторы статьи, препринт которой опубликован на портале bioRxiv, предполагают, что связь ожирения и риска развития рака объясняется большим числом клеток в органах и увеличением вероятности мутаций.
Ожирение — один из основных факторов риска развития рака различных видов. В последние десятилетия количество людей с ожирением растет по всему миру, однако механизмы влияния избыточного веса на риск развития рака пока не ясны. Например, показано, что в злокачественных опухолях людей с ожирением мутационная нагрузка — частота мутаций — не отличается от людей с нормальным весом.
Ученые из США и Франции под руководством Кристиана Томасетти (Cristian Tomasetti) из Университета Джона Хопкинса предположили, что риск развития рака увеличивается при ожирении не из-за изменений в отдельных клетках, а по статистическим причинам. По версии исследователей, у людей с избыточным весом размер органов и число клеток в них больше, а значит, выше шанс появления мутаций.
В предыдущем исследовании группа Томасетти показала, что количество клеток (а точнее — частота их деления) связаны с риском развития злокачественных опухолей. Теперь исследователи проверили, влияет ли избыточный вес на массу органов и число клеток в них. Для этого по компьютерной томографии вычислили размер почек, поджелудочной железы и печени 750 человек. Объем органов сравнили с индексом массы тела участников исследования.
У людей с высоким индексом массы тела размер внутренних органов оказался большим: при индексе массы тела больше 50 объем органов мог быть вдвое больше, чем у людей с нормальным весом. Объяснить увеличенный размер органов большим количеством подкожного или висцерального жира (их не включали в состав органов по компьютерной томографии) или повышенным числом жировых клеток (известно, что в почках, поджелудочной железе и печени при ожирении оно изменяется слабо) нельзя — значит, разрастается в основном нежировая ткань — паренхима.
Объем почек, печени и поджелудочной железы у людей с различными индексами массы тела (красный – женщины, зеленый – мужчины) Haley Grant et al. / bioRxiv, 2020
Ученые также сравнили разницу в размерах органов у людей с избыточным и нормальным весом с риском развития рака тех же органов у соответствующих групп, известным из литературных данных. Корреляцию удалось обнаружить для всех трех исследованных органов: коэффициенты корреляции равны 0,89, 0,74 и 0,80 для почек, печени и поджелудочной железы. Так, например, у людей с ожирением почки в среднем на 55 процентов больше, а риск развития рака почек на 77 процентов выше, чем у людей с нормальным весом.
Корреляция относительного размера органов (красный – почек, зеленый – печени, синий – поджелудочной железы) людей с разным индексом массы тела и риска развития рака у людей с соответствующим индексом массы тела. Согласно линейной регресии (черная линия), увеличение размера органа в два раза связано с повышением риска развития рака на 117 процентов Haley Grant et al. / bioRxiv, 2020
Похожие корреляции известны и для людей, чьи органы больше среднего по другой причине — из-за высокого роста. У высоких людей больше объем внутренних органов и выше риск развития рака. Эти данные тоже свидетельствуют в пользу гипотезы о количестве клеток в органе как факторе риска развития рака. Чтобы точно установить зависимость, необходимо исследовать и другие органы, а также вариабельность размера органов у людей с одинаковым индексом массы тела — если гипотеза верна, у людей с ожирением, но не увеличенными органами риск развития рака будет ниже. Кроме того, интересно, уменьшается ли размер органов после снижения веса.
В исследовании на мышах ученые также обнаружили, что чрезмерное употребление жирной пищи и ожирение приводит к увеличению числа стволовых клеток кишечника. Исследователи выяснили механизм этого эффекта — клетки кишечника разрастались за счет снижения эффективности дифференцировки и изменения активности транскрипционных факторов.