Az anyai inzulinrezisztencia meghatározói terhesség alatt: Frissített áttekintés

1 Steno Diabetes Center Aarhus, Aarhusi Egyetemi Kórház, 8200 Aarhus N, Dánia

2 Szülészeti és Nőgyógyászati Osztály, Aarhusi Egyetemi Kórház, 8200 Aarhus N, Dánia

Absztrakt

Az inzulinrezisztencia a terhesség alatt idővel változik, és a terhesség utolsó felében az inzulinrezisztencia jelentősen megnő és súlyossá válhat, különösen a terhességi cukorbetegségben és a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő nőknél. Számos olyan tényező, mint a placenta hormonok, az elhízás, az inaktivitás, az egészségtelen étrend, valamint a genetikai és epigenetikai hozzájárulások befolyásolják az inzulinrezisztenciát a terhesség alatt, de az ok-okozati mechanizmusok összetettek és még mindig nem teljesen tisztázottak. Ebben az áttekintésben arra törekszünk, hogy áttekintést adjunk a terhesség alatt az inzulinrezisztenciához hozzájáruló számos komponensről. Az inzulinrezisztencia okainak és következményeinek ismerete rendkívül fontos a lehető legjobb kezelés megteremtése érdekében a terhesség alatt, mivel a súlyos inzulinrezisztencia anyagcsere-rendellenességet eredményezhet anyánál és utódainál mind rövid, mind hosszú távon.

1. Bemutatkozás

A terhesség alatti inzulinrezisztencia fiziológiája lenyűgöző, evolúciós szempontból úgy tervezve, hogy korlátozza az anyai glükóz felhasználását, és ezáltal megfelelő mennyiségű ellátást juttasson el a növekvő magzathoz, amely energiaforrásának nagy részét glükózként igényli. Ennélfogva az anyai inzulinrezisztencia terhesség alatt kialakult mértéke összefügg az anyától a magzatig terjedő glükóz fluxus mértékével [1]. Az anyai hiperglikémia magzati hiperglikémiához és hiperinsulinémiához vezet, amelyek magzati makrosómiát okoznak - az anyai cukorbetegség és az elhízás egyik leggyakoribb és legsúlyosabb szövődménye. Az elmúlt évtizedekben a reproduktív korban nőtt az elhízás, ami a fiziológiás inzulinrezisztencia romlásához vezetett, negatív hatással volt az intrauterin környezetre, befolyásolva a perinatális programozást és potenciálisan metabolikus diszfunkciót eredményezve az utódokban.

A terhesség alatt az inzulinrezisztencia meghatározó tényezői és ok-okozati mechanizmusai összetettek, és még mindig nem teljesen derülnek ki, de ebben az áttekintésben arra törekszünk, hogy áttekintést adjunk azokról a hormonális és anyagcsere tényezőkről, amelyekről leírták, hogy szerepet játszanak az inzulinrezisztencia kialakulásában a terhesség alatt. emberi terhesség mostanáig.

2. Az inzulinrezisztencia kialakulása a terhesség alatt

Az inzulinrezisztencia az adott inzulinadagra adott csökkent endológiai vagy exogén biológiai válasz a célszövetben (máj, izom vagy zsírszövet) [2]. Normális terhesség esetén az anyai szövetek egyre érzéketlenebbek az inzulinra. Az inzulinérzékenység 50-60% -os csökkenése figyelhető meg a terhesség előrehaladtával mind a normál glükóztoleranciában, mind a terhességi cukorbetegségben szenvedő nőknél [3]. Normál glükóztoleranciával rendelkező nőknél az inzulinérzékenység változását a hasnyálmirigy béta sejtjeinek kellő mértékű inzulintermelésének legyőzésével lehet leküzdeni, de cukorbetegségben szenvedő nőknél az endogén inzulinszekréció terhesség alatt nem elegendő [3]. Az 1-es típusú cukorbetegségben szenvedő nőknél az inzulinigény átlagosan 70% -kal nő a terhesség alatt [4] (1. ábra). A 11. terhességi héttől a 16. hétig kismértékben csökken az inzulinigény az inzulinérzékenység javulásának következményeként, amelyről ismert, hogy növeli a különösen éjszakai hipoglikémia kockázatát 1-es típusú cukorbetegségben szenvedő nőknél. A 20. héttől jelentősen megnő az inzulinigény az inzulinérzékenység markáns csökkenése következtében a 33. hétig [4].

Az inzulinigény terhességi mintája az 1-es és a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő nők között eltérő, ami a terhesség által közvetített inzulinrezisztencia eltérő hatására utal. A 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő nőknek sokkal nagyobb inzulinadagolásra van szükségük minden trimeszter kezdetétől a végéig, és az inzulinigény nem csökken a terhesség korai és késői szakaszában, mint az 1-es típusú cukorbetegségben szenvedő nők esetében [5, 6].

Úgy gondolják, hogy az inzulinérzékenység terhesség során bekövetkező változásait részben a placentából származó hormonok, részben más, elhízással és terhességgel kapcsolatos tényezők okozzák, amelyeket nem teljesen értenek.

3. Molekuláris mechanizmusok

Hiperinzulinémiás euglikémiás clamp vizsgálatokban 1,0 mU/kg/perc inzulin infúziós sebességgel, stabil glükóz (6,6–2 H2 glükóz) izotópokkal kombinálva az endogén (elsősorban máj) glükóztermelés becslésére szignifikáns 30% -os növekedés volt tapasztalható. normális glükóztoleranciával és terhességi cukorbetegségben szenvedő nők késői terhességi májcukortermelésében, de a csoportok között nem volt különbség. A befogás során a terhességi cukorbetegségben szenvedő nőknél csak 80% -ban csökkent a máj glükóztermelése, összehasonlítva az egészséges terhes nőkkel, ahol a glükóztermelést 95% -kal elnyomták [3]. Súlyosan inzulinrezisztens, nem terhes, 2-es típusú diabéteszes betegeknél dózis-válasz vizsgálatként végzett Clamp-vizsgálatok azt mutatták, hogy az 5,0 mU/kg/perc magas dózis beadása előtt az endogén glükóztermelés nem teljesen elnyomott [9], ki kell deríteni, hogy a terhesség alatt milyen mértékben befolyásolja az endogén glükóztermelést és az inzulinjelző kaszkádot a 2-es típusú cukorbetegségben és súlyos inzulinrezisztenciában szenvedő betegeknél.

4. Inzulinrezisztencia és elhízás

Az elhízás az inzulinrezisztencia kulcsfontosságú oka, és az inzulinérzékenység terhesség során bekövetkező változásai részben az anyai zsírtömeghez kapcsolódnak. Tehát a sovány nők inzulinérzékenységének változása a terhesség korai szakaszában fordítottan összefügg az anyai zsírtömeg változásával, és mind a sovány, mind az elhízott nőknél a zsírtömeg jelentős növekedése figyelhető meg a terhesség alatt. [3]. A terhesség alatti inzulinrezisztencia következménye a lipidanyagcsere is befolyásolja a trigliceridek és a koleszterin kétszeres vagy háromszoros koncentrációját, ami a terhesség késői szakaszában jelentkezik. A szabad zsírsavak növekedését ennek következtében az inzulin lipolízisre gyakorolt gyengített hatása okozza [2].

Elhízott terhes nőknél a felsőtest zsírraktárai dominálnak, és a zsírraktározásra való hajlandóság növeli a szabad zsírsavak koncentrációját és a lipotoxicitást, ami gyulladáshoz, endotheliális diszfunkcióhoz, a trofoblasztok inváziójának csökkenéséhez, és ennek következtében csökken a placenta anyagcseréjéhez és függvény [10]. A magzat felesleges lipid- és glükózellátása, valamint a méhen belüli optimális placenta funkció és anyagcsere-környezet kombinációja emiatt növeli az anyagcsere-betegség kockázatát az utódokban [10].

Mivel az elhízás központi szerepet játszik az inzulinrezisztenciában, ennek különböző aspektusaira a következő szakaszokban további részletek is kitérnek.

5. Policisztás petefészek szindróma (PCOS)

6. A placenta

A placenta valóban döntő szerepet játszik az inzulinrezisztencia kialakulásában a terhesség alatt. Ezért figyelemre méltó, hogy a glükóz homeosztázis jellemző gyors helyreállítása következik be közvetlenül a placenta kiszállítása után a szüléskor, de a placenta és az inzulinrezisztencia közötti lehetséges kapcsolatokat továbbra is részletesen meg kell tisztázni.

A placentát az anyai és a magzati környezet közötti interfészként helyezik el, és a placenta struktúrájának és működésének változásai befolyásolhatják a magzat növekedését és fejlődését. Az anya és a magzat közötti glükózcsere döntő szerepet játszik a magzat növekedésében és jólétében, a glükóz pedig a fő placenta energia szubsztrátja. A placenta és a glükóz metabolizmusának fontos szerepe miatt ez könnyen befolyásolja az anyai cukorbetegség szövődményeit. Az anyai glükóz homeosztázis és a placenta funkció kettősségével kapcsolatban egy nemrégiben végzett tanulmány az inzulinrezisztencia és a keringő inzulinszint toxikus hatásait mutatta ki a placenta szövetekben, legalábbis a terhesség korai szakaszában [16].

Az anyák elhízása és a cukorbetegség specifikus méhlepényi változásokhoz kapcsolódik, mint például a megnövekedett placenta súly, a megnövekedett angiogenezis és a késleltetett villous érés [17]. Javasoljuk, hogy ezek a változások szorosan összefüggjenek a terhesség glikémiás kontrolljának szintjével. Ezenkívül a placenta funkciója károsodhat az anyák elhízása és a cukorbetegség által bonyolított terhességeknél. Ennek oka lehet a megnövekedett oxidatív stressz miatt a mitokondriális funkció károsodása is [18]. Ezenkívül megváltozhat a aminosav transzporter fehérjék aktivitása a placentában [19].

A placenta szerkezete és működése, valamint a perifériás inzulinrezisztencia mértéke közötti konkrét összefüggést még fel kell tárni, de a placenta és az inzulinrezisztencia közötti lehetséges kapcsolatokat a hormonok, citokinek és adipokinek szekréciója vagy a egyéb anyagok a placentától az anyai keringésig.

7. Hormonok

Terhesség alatt sok hormonális tengelyt befolyásol a placenta. A placenta a terhességre jellemző hormonokat választja ki az anyai keringésbe. Más esetekben a méhlepény olyan hormonokat választ ki, amelyek megkerülik a normális hormonális szabályozást, vagy akár átveszik a normális szabályozási utakat. A placenta hormonok szintén befolyásolhatják a hormon szekréciót a nem terhes állapotban is megtalálható hormonokkal való szerkezeti hasonlóságok révén.

A terhességre jellemző hormonok például az emberi koriongonadotropin (hCG), az emberi placenta laktogén (hPL) és az emberi placenta növekedési hormon (hPGH). A prolaktin, az ösztradiol és a kortizol azok a hormonok, amelyek egyre nagyobb mennyiségben találhatók meg az anyai keringésben terhesség alatt.

Az ösztradiolról, a progeszteronról, a prolaktinról, a kortizolról, a hPL-ről és a hPGH-ról korábban azt írták, hogy közvetítői az inzulinérzékenység változásának a terhesség alatt. Kirwan és munkatársai tanulmányában azonban korrelációkat hajtottak végre a kortizol, a leptin, az emberi koriongonadotropin (HCG), az ösztradiol, a progeszteron és a hPL plazmaszintjeinek változásával összehasonlítva a terhesség alatti inzulinérzékenység változásával. A szerzők csak szignifikáns összefüggést találtak az inzulinérzékenység és a kortizolszint között [27]. McIntyre és mtsai. [23] megállapította, hogy ehelyett az IGFBP1, a trigliceridek és a leptin szignifikánsan korrelált az anyai inzulinérzékenység becslésével. Így jelenleg egyetlen hormont sem találtak a terhesség inzulinrezisztenciájának magyarázatára.

Számos placenta hormon felezési ideje nagyon rövid az anyai keringésben, és a szülés után 24–48 órán belül ezeknek a placenta hormonoknak a hatása megszűnik, és a nem terhes fiziológia sok szempontból helyreáll [28, 29]. Ennek klinikai következménye, hogy a szülés után egy-két napon belül az 1-es típusú cukorbetegségben szenvedő anyáknál az inzulinigény helyreállítása a terhesség előtti vagy még alacsonyabb szintre csökken [30].

8. Citokinek és Adipokinek

Az összes rendelkezésre álló vizsgálat csak a normál glükóz-anyagcserét vagy terhességi cukorbetegségben szenvedő terhes nők gyulladásos változásait vizsgálta. Még vizsgálni kell, hogy a gyulladásos markerek és hormonok hogyan befolyásolják az inzulinérzékenységet 1-es típusú cukorbetegségben, 2-es típusú cukorbetegségben és súlyos inzulinrezisztenciában szenvedő terhes nőknél.

9. Exoszómák

Mivel a placenta hormonok keringő szintje nem korrelál jól az anyai inzulinérzékenységgel [27], más, korábban fel nem ismert mechanizmusok is érintettek lehetnek. Új adatok arra utalnak, hogy az exoszómák (azaz a membránból származó nanovezikulák) szerepet játszhatnak a terhesség alatt, beleértve a hiperglikémiára adott placenta válasz közvetítését és az inzulinérzékenységet. Az exoszómák mind a placentából, mind a zsírszövetből kiválasztódnak [32], és bebizonyosodott, hogy sok különböző anyagot tartalmaznak, amelyek intracellulárisan is megtalálhatók származási szövetükben. Az ilyen anyagok kapcsolódhatnak a placenta exoszómáinak immunmodulációs folyamataihoz, amelyek potenciálisan összekapcsolhatják a gyulladásos folyamatokat és az inzulinrezisztenciát. A zsírszövetből származó exoszómák - például a leptin és az adiponektin - tartalma könnyen összekapcsolja az inzulinrezisztenciát az exoszómák szekréciójával [32]. Megállapították, hogy a keringő exoszómák (teljes és placenta eredetű) szintje magasabb a terhességi cukorbetegségben, összehasonlítva a terhesség teljes normál terhességével [33], és a hiperglikémia növeli az exoszómák felszabadulását az elsődleges humán első trimeszteres trofoblaszt sejtekből [34], ami arra utal, hogy összefüggés a placenta exoszómák keringő szintje és az anya metabolikus állapota között a terhesség alatt.

10. Fizikai aktivitás

11. A mikrobióm

Az egyik olyan tényező, amely szintén fontos hatással lehet a glükóz homeosztázisra, a bél mikrobiota. Számos tanulmány kimutatta a mikrobiális differenciálódást egészséges egyének és prediabéteszben, inzulinrezisztenciában és 2-es típusú cukorbetegségben szenvedők között [43–45]. A metabolikus szindrómával rendelkező sovány és elhízott egyének székletátültetése javulást mutatott a befogadó perifériás inzulinérzékenységében, és a bél mikrobiális sokfélesége is nőtt a transzplantáció után [46].

Másrészt két nemrégiben készült metaanalízis kimutatta, hogy a probiotikumok alkalmazása javult a glükóz és a lipid anyagcserével terhes nőknél, és csökkentheti a terhességi cukorbetegség kockázatát is [51, 52]. Egy másik metaanalízis azt mutatta, hogy a probiotikummal történő kiegészítés jelentősen csökkentette az inzulinrezisztenciát (HOMA-IR) és az éhomi szérum inzulint a terhességi cukorbetegségben szenvedő nőknél, összehasonlítva az egészséges terhes kontrollokkal [53].

Bonyolult az a kérdés, hogy a bélmódosítás hatékony eszköz lehet-e a terhes nők inzulinrezisztenciájának csökkentésében, és tanulmányok folynak. Az eredmények eltérnek egymástól, mivel az emberi bél egy összetett mikrobiális ökoszisztémának ad otthont, és a jelen tanulmányok különféle pre- vagy probiotikumokat vagy többlépcsős probiotikumokat használtak, ami megnehezítette a vizsgálatok összehasonlítását és a végső következtetés levonását.

12. Genetikai hajlam és későbbi élet inzulinrezisztencia

Egy nő genetikai öröksége hajlamosíthatja a túlzott inzulinrezisztenciára, de a korai élettapasztalatok az élet későbbi szakaszaiban is megváltoztathatják az inzulinrezisztenciát.

Az inzulinrezisztencia genetikai örökölhetősége a terhesség alatt függ a nők genetikai öröklődésétől az elhízás, a PCOS, a terhességi cukorbetegség és/vagy a 2-es típusú cukorbetegség szempontjából, olyan állapotok, amelyek mind hozzájárulnak az inzulinrezisztenciához, és a legtöbb esetben legalább valamilyen genetikai összetételűek.

A 2-es típusú cukorbetegséghez hasonlóan a GWAS-vizsgálatok is számos, az elhízással társuló lókusz variánsát azonosították. Több mint 500 lókuszt azonosítottak, de a lókuszok együttesen csak a BMI variációjának körülbelül 4% -át magyarázzák [61].

13. A korai életkörülmények hatása a későbbi élet inzulinrezisztenciájára

A korai élettapasztalatokról és az inzulinrezisztencia kialakulásáról a terhesség alatt nincsenek tanulmányok, de epidemiológiai és klinikai vizsgálatok bemutatták, hogy a korai életkörülmények képesek-e befolyásolni a későbbi életegészséget. Az intrauterin táplálkozás hiánya és túlzott mértéke megváltoztatja a glükóz tolerancia, a 2-es típusú cukorbetegség, a szív- és érrendszeri betegségek, valamint az elhízás kockázatát a serdülők és a felnőttek életében.

14. A korai életen át tartó kitettség és a későbbi élet egészségének összekapcsolása

A korai életen át tartó expozíció nemcsak a nő saját kockázatát befolyásolja a terhesség fokozott inzulinrezisztenciájával, hanem a gyermekei betegségének kockázatát a későbbi életben is. Az epidemiológiai és klinikai vizsgálatokban megfigyelt változások hátterében álló patofiziológiai mechanizmusok azonban összetettek és nem egyértelműek.

A hiperglikémia és a hiperinsulinémia közvetlen hatása a zsírszövetre, az izomra, a májra, az erekre és a hasnyálmirigyre lehetséges patogén út. Számos hiper/euglikémiás és hiper/euinsulinémiás bilincs kombinációit használó tanulmányban a zsír és a zsírszövet megváltozott génexpressziójáról számoltak be a hiperglikémia akut vagy rövid távú expozíciója során [68, 69].

15. Következtetés

A terhesség alatti inzulinrezisztencia hangsúlyos a cukorbetegség, az elhízás és az inaktivitás esetén, és súlyos állapotgá válhat, amely fontos következményekkel jár a terhesség kimenetelére és az anya és az utódok hosszú távú morbiditására. A terhesség inzulinrezisztenciája mögött rejlő mechanizmusok sokrétűek, és valószínűleg mind hormonális, placenta, genetikai és epigenetikai hozzájárulást, mind pedig az aktivitás, az étrend/mikrobiom és a túlsúly/elhízás szintjét érintik.

A terhesség alatt az inzulinrezisztencia okaival és következményeivel kapcsolatos ismeretek rendkívül fontosak, és a legjobb testreszabás érdekében elengedhetetlen a részletesebb bepillantásra törekedni a terhesség alatt kialakuló inzulinrezisztencia és az utódokra gyakorolt hatások mögött. lehetséges kezelés a cukorbeteg terhes nők számára, előnyös mind az anya, mind a jövő generációja számára.

Közzététel

A finanszírozás forrásainak nincs szerepe a felülvizsgálat megírásában.

Összeférhetetlenség

A szerzők kijelentik, hogy a jelen cikk megjelenésével kapcsolatban nincs összeférhetetlenség.

Köszönetnyilvánítás

Az Egyesült Királyságot a Dán Diabetes Akadémia támogatja, a Novo Nordisk Fonden finanszírozásával. P.O. pénzügyi támogatást is kapott a Novo Nordisk Fondentől. J.F. és S.K. nincs pénzügyi közzététele.