ΜΕΤΑΒΟΛΟΜΙΚΗ

Η μεταβολομική στοχεύει σε μια ολοκληρωμένη ποιοτική και ποσοτική ανάλυση όλων των μικρών μορίων που υπάρχουν σε ένα κύτταρο, σε έναν ιστό ή έναν οργανισμό για να μελετήσει την αλληλεπίδρασή τους ως απάντηση σε ενδογενείς και εξωγενείς παράγοντες. Περιλαμβάνει τη συστηματική μέτρηση και τη βιολογική ερμηνεία των βιοχημικών ουσιών χαμηλού μοριακού βάρους (~ 50-1.500 Da) ή «μεταβολιτών» μέσα σε ένα βιολογικό δείγμα. Η μελέτη τους πραγματοποιείται με την χρήση μιας ολοκληρωμένης τεχνολογίας και  αποσκοπεί στην κατανόηση της λειτουργίας των βιολογικών συστημάτων.  Τα αποτελέσματα της ανάλυσης επιτρέπουν την καλύτερη κατανόηση των βιολογικών μηχανισμών, δημιουργώντας έτσι μια πληρέστερη εικόνα του φαινοτύπου (τα παρατηρήσιμα χαρακτηριστικά ενός ζωντανού συστήματος). Η μεταβολομική πρόσφατα συνέβαλε στην κατανόηση της γονιδιωματικής, της μεταγραφομικής και της πρωτεομικής ώστε να βελτιωθεί η συνολική εικόνα των βιολογικών συστημάτων.

Με την χρήση της μεταβολομικής ανάλυσης παρακολουθούνται οι μεταβολές των επιπέδων των μεταβολιτών και χαρτογραφούνται με βάση τις κατάλληλες βιοχημικές οδούς, βελτιώνοντας την κατανόηση της υγείας και των επιδράσεων των γονιδίων, των μικροοργανισμών της εντερικής χλωρίδας, της διατροφής, του τρόπου ζωής και της φαρμακευτικής αγωγής. Παρέχοντας μια ολοκληρωμένη εικόνα της βιοχημείας ενός συστήματος, η μεταβολομική ανάλυση βοηθά στην απάντηση σε πολλά κλινικά και ερευνητικά ερωτήματα, στην ταυτοποίηση των βιοδεικτών και στη μελέτη ασθενειών και μηχανισμών θεραπείας.

Περιγραφικά η μεταβολομική ανάλυση αξιολογεί τα εξής:

• Μεταβολισμός λιπιδίων
• Μεταβολισμός υδατανθράκων
• Μεταβολισμός πρωτεϊνών – αμινοξέων
• Μεταβολισμός νουκλεικών οξέων
• Μιτοχονδριακή λειτουργία και ικανότητα παραγωγής ενέργειας
• Μεταβολισμός ορμονών και νευροδιαβιβαστών
• Επάρκεια βιταμινών και ιχνοστοιχείων
• Κατάσταση μικροβιακής χλωρίδας
• Φλεγμονή, οξεία και χρόνια
• Τοξικότητα
• Μεταβολισμός ξενοβιοτικών

Οι διάφορες ασθένειες, τα φάρμακα ή οι διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες μπορούν να διαταράξουν τη συγκέντρωση των μεταβολιτών και τις ροές στις ενδιάμεσες μεταβολικές οδούς. Αυτές οι αλλαγές προκύπτουν λόγο της  προσαρμογής ενδοκυτταρικών και εξωκυτταρικών μηχανισμών για τη διατήρηση της ομοιόστασης. Οι μεταβολές στα φυσιολογικά μεταβολικά πρότυπα των κυττάρων και των βιολογικών υγρών είναι χαρακτηριστικά («μεταβολικό προφίλ») της φύσης της αιτίας που τα προκαλεί. Αυτά τα πρότυπα μπορούν να αξιολογηθούν χρησιμοποιώντας φασματοσκοπικές / φασματομετρικές τεχνικές συνδυασμένες με πολυμεταβλητές στατιστικές μεθόδους για να αποκτήσουν διορατικότητα στη μοριακή απόκριση ενός βιολογικού συστήματος.

Η γνώση του μεταβολικού προφίλ αποτελεί ένα ισχυρό εργαλείο στην διάγνωση και πρόληψη χρόνιων νοσημάτων όπως το μεταβολικό σύνδρομο, ο διαβήτης, τα αυτοάνοσα και ο καρκίνος. Κάθε παθολογική κατάσταση έχει ένα χαρακτηριστικό προφίλ μεταβολιτών που μπορεί να δώσει ισχυρές πληροφορίες όσον αφορά την διάγνωση αλλά και την αιτία της παθολογικής κατάστασης.

Η μεταβολομική ανάλυση δίνει σημαντικά στοιχεία για χρόνια νοσήματα όπως:

• Μεταβολικό σύνδρομο
• Παχυσαρκία
• Διάφοροι τύποι καρκίνου
• Αυτοάνοσα νοσήματα
• Καρδιαγγειακά
• Νευρολογικά
• Νοσήματα γαστρεντερικού

Προσδιορίζοντας το μεταβολικό προφίλ μπορεί να αξιολογηθεί λεπτομερώς η μεταβολική κατάσταση ενός ανθρώπου. Η πληροφορία που λαμβάνεται από την μεταβολική ανάλυση βρίσκει εφαρμογή στην εξατομικευμένη θεραπεία, στην διαλεύκανση της αιτίας της νόσου αλλά και στην καθοδήγηση για την διατήρηση καλής κατάστασης της υγείας.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

• Spanidis Y, Mpesios A, Stagos D, Goutzourelas N, Bar-Or D, Karapetsa M, Zakynthinos E, Spandidos DA, Tsatsakis AM, Leon G, Kouretas D. Assessment of the redox status in patients with metabolic syndrome and type 2 diabetes reveals great variations. Exp Ther Med. 2016 Mar;11(3):895-903. Epub 2016 Jan 5.
• Spanidis Y, Goutzourelas N, Stagos D, Mpesios A, Priftis A, Bar-Or D, Spandidos DA, Tsatsakis AM, Leon G, Kouretas D. Variations in oxidative stress markers in elite basketball players at the beginning and end of a season. Exp Ther Med. 2016 Jan;11(1):147-153. Epub 2015 Nov 4.
• Kerasioti E, Kiskini A, Veskoukis A, Jamurtas A, Tsitsimpikou C, Tsatsakis AM, Koutedakis Y, Stagos D, Kouretas D, Karathanos V. Effect of a special carbohydrate-protein cake on oxidative stress markers after exhaustive cycling in humans. Food Chem Toxicol. 2012 Aug;50(8):2805-10. doi: 10.1016/j.fct.2012.04.015. Epub 2012 Apr 17.
• Spanidis Y, Goutzourelas N, Stagos D, Kolyva AS, Gogos CA, Bar-Or D, Kouretas D. Assessment of Oxidative Stress in Septic and Obese Patients Using Markers of Oxidation-reduction Potential. In Vivo. 2015 Sep-Oct;29(5):595-600.
• Samaras A, Tsarouhas K, Paschalidis E, Giamouzis G, Triposkiadis F, Tsitsimpikou C, Becker AT, Goutzourelas N, Kouretas D. Effect of a special carbohydrate-protein bar and tomato juice supplementation on oxidative stress markers and vascular endothelial dynamics in ultra-marathon runners. Food Chem Toxicol. 2014 Jul;69:231-6. doi: 10.1016/j.fct.2014.03.029. Epub 2014 Apr 4.