Az elhízás-zsírosság és a kapcsolódó rendellenességek átadása az anyától a csecsemőig

Prof. Chittaranjan S. Yajnik

Cukorbetegség egység, 6. emelet, Banoo Coyaji épület

King Edward Emlékkórház és Kutatóközpont (KEMHRC)

Rasta Peth, Pune, Mahárástra 411011 (India)

Kapcsolódó cikkek a következőhöz: "

Facebook
Twitter
LinkedIn
Email

Absztrakt

Kulcsüzenetek

• A nem fertőző betegségek megelőzésének hagyományos megközelítése az egészségtelen felnőtt életmódra irányul.

• Az epigenetikus magzati programozás újszerű ötlet.

• Emberi és állatkísérletek támogatják az elhízás, a cukorbetegség és más nem fertőző betegségek „méhen belüli programozását”.

• Az anyák táplálkozási egyensúlyhiánya, az anyagcsere romlása, a stressz és egyéb tényezők hozzájárulnak a magzat programozásához.

• A fiatal anyák egészségének javítása hozzájárul a nem fertőző betegségek „elsődleges” megelőzéséhez a következő generációkban.

Az elhízás-zsírosság és a kapcsolódó rendellenességek átadása az anyától a csecsemőig

A világon gyorsan növekszik az elhízás járványa, mind a fejlett, mind a fejlődő országokban [1]. Az elhízás számos egészségügyi probléma, köztük a cukorbetegség, a magas vérnyomás és a rák kockázati tényezője, amelyeket együttesen nem fertőző betegségeknek (NCD) neveznek. Az elhízás kezelése hatástalan és nem mellékhatások nélküli. Ha egy megelőző stratégia nem kerül kidolgozásra, az elhízásnak és az NCD-járványnak jelentős káros hatásai lesznek a világ népességének fejlődésére.

Háttér

1. ábra

A DOHaD leírja az egyén egészségi állapotának és a betegségre való hajlamának evolúcióját. Az öröklött „rögzített” DNS-szekvencia hátterében a genom kémiai módosításai szabályozzák a génexpressziót és ezért az egyén fenotípusát. A legkritikusabb ablakok a korai életkorban vannak, de az egész életen át továbbra is működnek (életútmodell), ami az egészségre és a betegségekre való hajlamban nyilvánul meg.

A perikoncepcionális, az intrauterin és a postnatalis periódus a legbefolyásosabb a programozásban. A perikoncepcionális periódus magában foglalja az öröklött epigenom természetes „kiirtását” és egy új „helyreállítását” [8]. Ez az időszak olyan létfontosságú folyamatokra is kiterjed, mint a gametogenezis, a megtermékenyítés, a beültetés, a morfogenezis, az embriogenezis, az organogenezis és a placentáció, amelyek mind mély hatással vannak az egyén növekedésére, fejlődésére, differenciálódására és fenotípusára [9] (2. ábra). Ha a környezet nem ideális (például az anyák táplálkozási egyensúlyhiánya, megváltozott anyagcsere, fertőzések, környezeti szennyező anyagoknak való kitettség stb.), Ez nemkívánatos programozáshoz vezethet, és a későbbi betegségek kockázatát idézheti elő.

2. ábra

A perikoncepcionális periódus 12 héttel a fogamzás előtt és 12 héttel kezdődik. Ez az időszak számos létfontosságú eseményre és folyamatra terjed ki. Az intrauterin környezet változásai ebben a döntő időszakban mélyreható hatást gyakorolhatnak ezekre a folyamatokra, és befolyásolhatják az utódok hosszú távú egészségét. Sokszorosítva a [9] engedélyével.

Barker [[2,10]] elképzelései az intrauterin programozásról és a DOHaD-ről az Egyesült Királyság, Finnország és más országok retrospektív kohorszain alapultak. Az intrauterin táplálkozás és növekedés leggyakrabban elérhető mértéke a születési súly volt, az anyai táplálkozás nagyon közvetlen mérésével. Ezek a tanulmányok azt mutatták, hogy az alacsony születési súly előre jelzi a jövőbeni cukorbetegséget, magas vérnyomást, szívkoszorúér betegségeket és más NCD-ket [10]. Ezek többsége elhízással jár (túlsúly egy adott magasságnál). Értékelni kell, hogy a BMI, az elhízás leggyakrabban mért indexe, nem a testzsír mértéke, hanem csak helyettesítő. A testzsír magasabb százalékát megfelelőbben „zsírosodásnak” nevezik, és a testzsír közvetlen mérését teszi szükségessé (bőrráncok, bioimpedancia, izotópos hígítás, DXA, CT-vizsgálat, MRI stb.). Fontos megkülönböztetni ezeket a méréseket, mert az értelmezés félrevezető lehet, különösen két különböző populáció összehasonlításakor [11].

Anyai táplálkozás

Az elhízás-zsírosodás és az NCD magzati programozásának leginkább vizsgált okai az anyai-magzati táplálkozás és anyagcsere. Érdekes módon mind az alultápláltság, mind a túlzott táplálkozás lehet felelős.

Az első utalás arra, hogy a méhen belüli alultápláltság a jövőbeni elhízáshoz és a kapcsolódó rendellenességekhez kapcsolódhat, azoknak az egyéneknek a nyomon követéséből adódott, akik méhben voltak a holland éhségtél idején, amikor a holland lakosságnak (beleértve a terhes nőket is) napi néhány száz kalória sok hónapon keresztül. Amikor az anya alultápláltsága a méhen belüli élet első és második trimeszterében következett be, az utódok nagyobb valószínűséggel voltak elhízottak fiatal felnőttként, míg a harmadik trimeszterben kitettek ritkábban voltak elhízottak [3]. Feltételezték, hogy az első két trimeszterben az alultápláltság befolyásolta a hipotalamuszos étvágyközpontok kialakulását, ami túlevéshez és elhízáshoz vezetett a posztnatális életben, míg a harmadik trimeszterbeli alultápláltságnál megfigyelt csökkent elhízási kockázat a zsírszám csökkenésével függ össze. sejtek, amelyek ebben az időszakban fejlődnek ki. Számos holland téli éhségvizsgálat a méh alultápláltságához kötötte a különféle eredményeket, mint például a cukorbetegség, a szívkoszorúér-betegség, a skizofrénia stb. [12,13].

A magzati alultápláltság elmélete előtérbe került Hales és Barker „takarékos fenotípus” hipotézisének publikálásával [5]. Megfigyelték, hogy az alacsony születési súly a cukorbetegség kockázati tényezője, függetlenül a felnőttek BMI-jétől és a család előzményeitől, és azt javasolták, hogy „a cukorbetegség annak az eredménye, hogy a magzatnak takarékosnak kell lennie az intrauterin életében és a csecsemőkorban”. Ez jelentős zavart okozott ezen a területen, mert megkérdőjelezte azt a dogmát, hogy a cukorbetegség genetikai hajlamból és egészségtelen felnőtt életmódból ered. Annak ellenére, hogy a magzati táplálkozás összetett ellátási vonaltól függ [14], az anyai táplálkozás jelenti a magzati táplálkozás legfőbb forrását. Ezért a reproduktív korban lévő nők egészségének és táplálkozásának javulása generációk közötti megoldást jelenthet az elhízás és a cukorbetegség gyorsan terjedő járványára. Hamarosan felismerték, hogy a születési súly és az elhízás [15] és a cukorbetegség [16] közötti összefüggés U alakú, vagyis mind az alacsony, mind a magas születési súly prediktív volt (3. ábra). A magas születési súly-asszociáció az anyák elhízásával és cukorbetegségével függött össze (ezt egy későbbi szakaszban kell figyelembe venni).

3. ábra

A születési súly és a cukorbetegség kockázata közötti összefüggés U alakú, bár egyes vizsgálatokban fordított vagy közvetlen összefüggés tapasztalható az anyák alul- vagy túl táplálkozása, valamint a cukorbetegség túlsúlya miatt [15,16].

4. ábra

A vékony kövér indiai csecsemő fogalma: az összes antropometriai mérés csekélysége ellenére az indiai csecsemőknek az angol csecsemőkhöz képest viszonylag nagyobb a zsírtömegük [21]. Módosítva innen: [22].

A PMNS elemezte az anya táplálkozásának, a magzat növekedésének és a testösszetételnek az összefüggését. A vizsgált anyák vidéki területeken éltek, túlnyomórészt vegetáriánusok voltak, és naponta átlagosan 1800 kalóriát és 45 g fehérjét fogyasztottak, ami jóval alacsonyabb az ajánlott bevitelnél. Csak néhány összefüggés volt az anyai makrotápanyagok bevitele és az újszülöttek mérete között. Másrészt a mikrotápanyagokban gazdag ételek (zöld leveles zöldségek, tej és gyümölcsök) bevitele szorosan összefüggött a születés méretével (5. ábra) [24].

5. ábra

Tápanyagok által közvetített teratogenezis a PMNS-ben. Az anyai mikroelemek táplálkozása a zöld leveles zöldségek (GLV) bevitelében tükröződik (a) és a keringő homocisztein koncentráció (b) befolyásolta a magzat növekedését. Az édesanyák foláttal rendelkeztek, de B12-hiányban szenvedtek, és magas a homocisztein-koncentrációjuk. A magas folsavszint a gyermek zsírosodásához is társult (c) és magasabb inzulinrezisztencia 6 éves korban (d). A B12-hiány eltúlozta a gyermekkori inzulinrezisztenciát (d) [24,26]. Az értékek geometriai eszközök. p értékek trend szerint. MMA = metilmalonsav; tHcy = teljes homocisztein; Med = közepes. Módosítva innen: [26].

Anyai anyagcsere

A táplálkozás mellett az anyai anyagcsere jelentős hatással van a magzat növekedésére és programozására. Jelentős bizonyíték gyűlt össze arról, hogy az anyai cukorbetegség és az elhízás (ami magzati túltáplálást okoz) befolyásolja a gyermek jövőbeli elhízását és cukorbetegségét. Az általános felfogás szerint ennek a mechanizmusnak genetikának kell lennie, de számos tanulmány kimutatta a nem genetikai mechanizmusok kiemelkedő szerepét.

A központi megfigyelést ezen a területen Pedersen [33] tette, aki azt javasolta, hogy a cukorbetegség terhességében a glükóz és más üzemanyagok túlzott mennyiségű átadása a csecsemőnek stimulálja a magzati szigeteket és hiperinszulinémiát okoz. Az inzulin a méhen belüli fő növekedési hormon, és elősegíti az inzulinérzékeny szövetek és szervek növekedését, ami a születéskor a magzat zsírosodásához és makrosómiához vezet. Freinkel [4] kibővítette ezt az elképzelést, és azt sugallta, hogy a posztnatális elhízás és a cukorbetegség fokozott kockázata „üzemanyag-közvetített teratogenezis” volt, összehasonlítva ezeket a gyakori hosszú távú eredményeket ritka, eltorzító születési rendellenességekkel (például idegi csőhibákkal). Azt javasolta, hogy ezt egy „stabil változás a génexpresszióban” közvetítse, amelyet ma epigenetikai programozásnak nevezünk, és nem az öröklött genetikai tulajdonságra (6. ábra).

6. ábra

Az „üzemanyag által közvetített teratogenezis” az üzemanyagok (glükóz, aminosavak és zsírsavak) méhlepényen keresztüli, a fejlődő magzatba történő felesleges átvitelére utal, amely „stabil változást okoz a génexpresszióban” nemcsak a perinatális, hanem a hosszú távú eredményeket is befolyásolja. utódok (elhízás és cukorbetegség) [4,31]. IGT = csökkent glükóz tolerancia; DM = diabetes mellitus. Módosítva innen: [4].

Az indiai Pima-tanulmányok [34,35,36,37] kritikusan vizsgálták az elhízás és a cukorbetegség genetikai-intrauterin környezeti etiológiáját a cukorbeteg anyák utódainál. A Pima-tanulmány páratlan kialakítású, ahol a közösség minden öt évesnél idősebb tagját, beleértve az összes terhes nőt, ha még nem cukorbeteg, sorozatosan vizsgálták szájon át végzett glükóz-tolerancia teszt segítségével 2 évente. Ez lehetővé tette a magzat méhen belüli expozíciójának magabiztosabb besorolását az anyai cukorbetegség számára.

7. ábra

Az elhízás intrauterin programozása anyai hiperglikémiával a pima indiánoknál. A cukorbeteg anyáktól született gyermekeknél sokkal nagyobb volt az elhízás gyakorisága, mint a prediabetikus és nem cukorbeteg anyáknál született gyermekeknél [35]. Sokszorosítva a [34] engedélyével.

A perikoncepcionális és a terhesség késői terhességének relatív jelentőségét tovább kell vizsgálni. Ez nagy hatással van a terhességi cukorbetegség diagnosztizálásának és kezelésének jelenlegi gyakorlatára a harmadik trimeszterben. A terhességi cukorbetegségben szenvedő nők többségénél túl sok a prekoncepcionális kockázati tényező (családtörténet, elhízás, a glükóz tolerancia korábbi rendellenességei, alacsony születési súly, alacsony testmagasság stb.), Ami megzavarhatja a későbbi glükóz-intolerancia összefüggését, és félrevezetheti annak fontosságát. a magzat programozásához [41]. A mai napig kevés információ áll rendelkezésre az anyai cukorbetegség kezelésének hosszú távú előnyeiről (akár pregesztációs, akár terhességi időszakban).

Egyéb méhen belüli expozíció

Az anyai táplálkozás és anyagcsere mellett számos más tényező is szerepet játszik a magzati növekedés szabályozásában és az utódokban az NCD-k programozásában. Ide tartozik az anyák dohányzása, az extrém (magas) légköri hőmérsékletnek való kitettség, a szennyező anyagok és a toxinok (különösen az „endokrin rendszert károsító anyagok”). Egy másik nagy programozási kitettség az anyai stressz lehet. Mindezek a megállapítások azt sugallják, hogy az anya méhen belüli környezetének még finom változásai is mélyreható hatást gyakorolhatnak a magzati rendszerek fejlődésére, és hogy ezek a hatások a gyermek egész életében fennmaradnak.

A terhesség alatti expozíció idejének (ablak) jelentősége könnyen érthető a magzat fejlődésének sorrendjéből, és a perikoncepciós időszakra a cikkben korábban leírtak.

Szintézis

8. ábra

A fenotípus életútjának alakulása részben az öröklődő genetikai jellemzőktől függ, de jelentősen módosítja a környezet, amely megváltoztatja a magzati epigenomot, és továbbra is hat a posztnatális életben, és különböző közvetített fenotípusokat hoz létre. A végső fenotípus (rendellenesség) általában sokkal később jelenik meg az életben.

9. ábra

Magzati programozás a gyors átmeneten áteső társadalmakban: alultáplált populációkban a magzati alultápláltság vékony és kövér csecsemőket okoz, akik inzulinrezisztensek. Ha a szülés utáni táplálkozás is alacsony, akkor folytatják a fenotípust, és a nőstények generációk között továbbítják ezt a fenotípust. Ha posztnatális túlzott táplálkozás van, ez elhízást és hiperglikémiát eredményezhet, amely pregesztációs és terhességi cukorbetegséget okoz, elősegítve a magzati makrosómiát, és létrehozza az elhízás és a hiperglikémia generációk közötti ciklusát. Az olyan gyorsan fejlődő országokban, mint India, a két ciklus egymás mellett működik, vagy átfedik egymást a városi lakosságban. Sokszorosítva a [42] engedélyével.

Elismerés

Minden együttműködőnek, finanszírozó ügynökségnek és résztvevőnek.

Közzétételi nyilatkozat

A szerző nem jelent összeférhetetlenséget a cikk kapcsán. A cikk megírását a Nestlé Nutrition Institute támogatta.