A magas zsírtartalmú étrend perinatális expozíciója az energiaegyensúlyt, az anyagcserét és a viselkedést felnőttkorban

Elinor L. Sullivan, PhD

Oregoni Országos Prímkutató Központ Idegtudományi Tanszéke

505 NW 185th Ave, Beaverton, OR 97006 (USA)

Tel. +1 503 690 5510, fax +1 503 690 5384

Kapcsolódó cikkek a következőhöz: "

Facebook
Twitter
LinkedIn
Email

Absztrakt

Bevezetés a metabolikus imprintingbe

Az obesigenikus környezetben élő, a fejlett országokban jelenleg élő egyedek csak kisebb része képes fenntartani az egészséges testsúlyt [1]. Például az Egyesült Államokban a legfrissebb Nemzeti Egészségügyi és Táplálkozási Vizsgálat (2007–2008-ban összegyűjtött) bizonyítékai azt mutatják, hogy a felnőttek 68% -a túlsúlyos vagy elhízott [1]. Tekintettel az elhízással járó egészségügyi kockázatokra (szívbetegségek, cukorbetegség, magas vérnyomás, rák) [2], ennek fontos következményei vannak a globális egészségre, valamint az elhízással járó további egészségügyi költségek [3] fényében a globális gazdaságra. A genom egészére kiterjedő társulási tanulmányok számos elhízással összefüggő lókuszt azonosítottak; becslésük szerint azonban az egyének testtömegindexének és súlyának változásához való hozzájárulásuk kevesebb, mint 2% [4], ami arra utal, hogy a környezeti hatások, mint például az energiasűrűbb élelmiszerek elérhetőbbé válása és az egyre inkább ülő életmód, döntő szerepet játszanak . Az epidemiológiai vizsgálatok és az állatmodellek összegyűjtött bizonyítékai azt mutatják, hogy az anyák egészségi állapota és táplálkozási állapota a terhesség és a szoptatás alatt kritikus szerepet játszik az idegrendszer programozásában, amely szabályozza az utódok energiamérlegét és viselkedését, tartósan befolyásolva fiziológiájukat és viselkedésüket.

Az anyai elhízás az utódok elhízásának fokozott kockázatával jár

Az anyai táplálkozás leggyakoribb zavara a táplálékfelesleg és az anya elhízása. 2008-ban az USA-ban a fogamzóképes korú nők több mint 64% -a volt túlsúlyos vagy elhízott [13], és többségük túlzott mennyiségű kalóriát és zsírt fogyaszt [14]. Az epidemiológiai vizsgálatok egyértelműen azt mutatják, hogy az anyák elhízása az elhízás és a metabolikus szindróma gyakoribb előfordulásával jár együtt a gyermekeknél [15]. Bár ez a felülvizsgálat az anyai HFD-fogyasztás hatására összpontosít, fontos megjegyezni, hogy az anyák alultápláltsága a terhesség alatt növeli az utódok elhízásának előfordulását is; így a születési súly és a felnőttek adipozitása közötti kapcsolatot „U” alakú görbének tekintik, amelynek nagyon magas és nagyon alacsony születési súlya egyaránt növeli az elhízás kockázatát felnőttkorban [16,17]. Az anyai elhízás és az utódok elhízásának kialakulása közötti kapcsolat látszólag független a terhességi cukorbetegségtől, mivel az elhízott, de a normális glikémiát fenntartani képes nőknél nagyobb a zsírnövekedés utáni utódok száma is [18].

Bár az epidemiológiai vizsgálatok az intrauterin környezetet, ideértve az anyai étrendet és az energiaállapotot is, az utódok elhízásának programozásába vonják be, ezekben a tanulmányokban nem lehet közvetlenül összekapcsolni az anyai étrendet és az energiaállapotot az utódok metabolikus profiljával, mivel számos más tényező is hozzájárulhat az asszociációhoz az anyai és utódok elhízása között, beleértve a genetikát és a közös környezeti tényezőket, például az energiasűrű élelmiszerekhez való hozzáférést és a mozgásszegény életmódot. Emellett viszonylag korlátozott információ áll rendelkezésre az emberek normális agyfejlődéséről, így kihívást jelent az anyai étrendnek az utódok agyfejlődésére gyakorolt hatásának vizsgálata. Továbbá nehéz a terhes nők étrendjének pontos figyelemmel kísérése és esetleg etikátlan manipulálása. Ezért kritikus az állatmodellek használata az anyák túl táplálkozásának a következő generációkra gyakorolt hatásainak közvetlen vizsgálatára és hatékony terápiás beavatkozási stratégiák kidolgozására.

Az anyai HFD fogyasztás/túl táplálkozás állatmodelljei

A legtöbb rágcsáló-tanulmány arról számol be, hogy a terhesség és a laktáció alatt HFD-nek kitett utódok megnövekedett testtömegűek és zsírosak voltak az elválasztáskor [24,25]. Számos tanulmány azonban arról számolt be, hogy az anyai HFD-fogyasztás könnyebb utódokat eredményez [26,27,28], amelyek szerintük az elhízott anyák HFD/elhízás okozta károsodásainak köszönhetőek a tej megindításában és termelésében [26,29]. Az utódok testtömeg-fenotípusai közötti különbségek a vizsgálatok között valószínűleg a HFD-fogyasztás időtartamának és a diéták zsírsav-összetételének különbségéből fakadnak. Nem emberi főemlősök felhasználásával csoportunk az anya krónikus HFD-fogyasztásának hatását vizsgálja az utódok testtömeg-szabályozására. Röviden: a HFD anyák csecsemő utódai születésükkor alulsúlyosak és gyors felzárkózási növekedést mutatnak, így 6 hónapos korukra nehezebbek és fokozott zsírbetegségük van [30]. Úgy tűnik, hogy ez az utódfenotípus független attól, hogy a HFD-t fogyasztó anya elhízott-e, inzulinrezisztenciával rendelkezik-e, vagy sovány, normál érzékenységgel reagál-e az inzulinra. Ezek a vizsgálatok azt mutatják, hogy a főemlősökben, csakúgy, mint a rágcsálóknál, az anya HFD-fogyasztása, függetlenül az anya súlyától és anyagcsere-állapotától, hajlamosítja az utódokat az elhízás és az anyagcserezavarok kialakulásának fokozott kockázatára az élet elején.

A táplálékfelvétel és az etetési magatartás programozása

A mentális egészségügyi rendellenességek HFD programozása

Az anyai HFD élettanát és viselkedését programozó mechanizmus

1. ábra

Az anyák elhízása és a HFD-fogyasztás tartósan befolyásolja a fejlődő magzati agyat és a fiatalkorú utódokat. A HFD-t fogyasztó anya magzata olyan magzati környezetet tapasztal, amelyben a glükóz, inzulin, zsírsavak, trigliceridek és gyulladásos citokinek szintje megemelkedik, ami megváltoztatja a fiziológia és a viselkedés szabályozásához szükséges kritikus idegi áramkört.

Az elhízott anyák utódai által a fejlődés során tapasztalt hiperleptinémia szintén szerepet játszik az anyagcserében. Jelentős bizonyíték van rágcsálóknál arra vonatkozóan, hogy a postnatalis leptin kritikus tényező a hipotalamusz idegpályáinak kialakulásában [39,58]. Humán vizsgálatok szerint a leptin emelkedett az elhízott és a cukorbeteg anyáknál [59,60], és alacsonyabb azoknál a csecsemőknél, akiknél a méhen belüli növekedés korlátozódott [61]. Emberi és nem emberi főemlősöknél azonban a keringő leptin szint csak akkor emelkedik, ha a hipotalamusz fejlődése többnyire teljes [61,62]. Bár kritikus fontosságú a rágcsálók agyi fejlődése szempontjából, korlátozott bizonyítékok állnak rendelkezésre a leptin szerepéről a főemlősök fejlődésében [63].

Összefoglalva, sok gyakori agyi régió és neurotranszmitter szabályozza az energiaegyensúlyt, a stresszreakciót és a mentális egészségi rendellenességeket, beleértve a melanokortinerg rendszert, a szerotoninerg rendszert és a dopaminerg rendszert (1. ábra). Így nem meglepő, hogy az anyai HFD fogyasztás hosszú távon befolyásolja az anyagcsere és a viselkedés szabályozását. Mivel az anyai HFD-fogyasztás és az elhízás mindennapos és gyorsan növekszik, feltételezzük, hogy a jövő nemzedékei fokozottan veszélyeztetettek lesznek mind az anyagcsere-, mind a mentális egészségügyi rendellenességek miatt. Tekintettel az anyai elhízás prevalenciájára, a jövőbeni vizsgálatoknak meg kell határozniuk azokat a terápiás stratégiákat, amelyek hatékonyan megakadályozzák az anya HFD által kiváltott rossz programozását.