Au total, 49 paires de vrais jumeaux discordants pour le poids corporel ont participé à l’étude menée à l’université d’Helsinki : leur composition corporelle et leur métabolisme ont été étudiés en détail, et des biopsies de tissus adipeux et musculaires ont été prélevées. De multiples techniques d’analyse de l’expression génique à l’échelle du génome, du protéome et du métabolome ont été utilisées dans l’étude.

L’étude a récemment été publiée dans la revue Cell Reports Medicine.

D’après les résultats, les voies responsables du métabolisme mitochondrial dans le tissu adipeux ont été fortement réduites par l’obésité. Les mitochondries étant essentielles à la production d’énergie cellulaire, leur fonction réduite peut entretenir l’obésité. Pour la première fois, l’étude a également comparé les effets de l’obésité spécifiquement sur les mitochondries du tissu musculaire de ces paires de jumeaux identiques : les mitochondries musculaires étaient également déréglées, mais le changement était moins net que dans le tissu adipeux.

L’étude a fourni des preuves solides d’un lien entre la faible performance des mitochondries du tissu adipeux et un état pro-inflammatoire. En outre, les résultats indiquent que les changements métaboliques dans le tissu adipeux sont associés à une accumulation accrue de graisse dans le foie, à des troubles prédiabétiques du métabolisme du glucose et de l’insuline ainsi que du cholestérol.

« Si l’on compare les mitochondries, les centrales électriques cellulaires, au moteur d’une voiture, on peut dire que la puissance de sortie diminue à mesure que le poids augmente. Un moteur mitochondrial de faible puissance peut également générer des gaz d’échappement toxiques, qui peuvent provoquer un état pro-inflammatoire dans le tissu adipeux et, par conséquent, l’apparition de maladies associées à l’obésité », explique le professeur Kirsi Pietiläinen de l’unité de recherche sur l’obésité de l’université d’Helsinki.

« Ce qui était surprenant, c’est que les voies mitochondriales dans les muscles n’avaient aucun lien avec ces effets néfastes sur la santé », ajoute le professeur Pietiläinen.

L’obésité affecte également le métabolisme des acides aminés

Dans l’étude, les modifications de la fonction mitochondriale ont également été observées dans le métabolisme des acides aminés. Le métabolisme des acides aminés à chaîne ramifiée, qui sont essentiels pour l’homme, était affaibli dans les mitochondries du tissu adipeux et du tissu musculaire.

« Cette constatation revêt une importance particulière, car la dégradation réduite de ces acides aminés et l’augmentation de leur concentration dans le sang qui en résulte ont également été directement liées aux changements prédiabétiques et à l’accumulation de graisse hépatique dans des études antérieures sur les jumeaux », explique Pietiläinen.

L’obésité, avec ses nombreuses maladies associées, est un phénomène courant dont la prévalence ne cesse d’augmenter. Si le mode de vie influence l’apparition de l’obésité, les gènes jouent également un rôle important.

« Les jumeaux identiques ont les mêmes gènes, et leur poids est généralement assez similaire. En fait, l’étude des jumeaux est le meilleur moyen d’étudier l’interaction entre les gènes et le mode de vie. En dépit de leur génome identique, les gènes et même les mitochondries des jumeaux peuvent fonctionner à des niveaux d’activité différents. Nous avons utilisé cette caractéristique dans notre étude pour examiner les effets du poids sur la fonction des tissus », explique M. Pietiläinen.

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