Біомаркери при захворюваннях легенів від патогенезу до прогнозування нових методів лікування Дієта з високим вмістом жиру

Рейна С. Мер

1 Центр легеневої та судинної біології та відділення неонатально-перинатальної медицини, кафедра педіатрії, Південно-західний медичний центр Техаського університету, Даллас, штат Техас;

Katelyn E. Finch

2 Центр діабету Touchstone, кафедра внутрішніх хвороб, Південно-західний медичний центр Техаського університету, Даллас, штат Техас; і

Джордан Зер

Євгенія Морзеллі

Майкл Д. Нейнаст

Аарон П. Франк

Ліза Д. Ханер

Джейсон Ван

3 Кафедра патології та педіатрії, Південно-західний медичний центр Техаського університету, Даллас, штат Техас

Дінеш Рахея

Біфф Ф. Палмер

Чарльз Р. Розенфельд

Рашмін С. Савані

Дебора Дж. Клег

Анотація

Харчування матері має глибокий довгостроковий вплив на здоров’я немовлят. Погане харчування матері впливає на розвиток плаценти та ріст плоду, що призводить до низької ваги при народженні, що сильно пов'язане з ризиком розвитку хронічних захворювань, включаючи хвороби серця, гіпертонію, астму та діабет 2 типу, в подальшому житті. Нечисленні дослідження окреслили механізми, за допомогою яких материнське харчування впливає на розвиток легенів плода. Тут ми повідомляємо, що вплив матері на дієту з високим вмістом жиру (HFD) спричинює запалення плаценти, що призводить до плацентарної недостатності, обмеження росту плода (FGR) та гальмування розвитку легенів плода. Слід зазначити, що до- та післяпологовий вплив HFD матері також призводить до стійкого спрощення альвеол у постнатальному періоді. Наші нові висновки забезпечують сильний зв'язок між материнською дієтою та розвитком легенів плода.

гіпотеза Баркера встановила, що в умовах внутрішньоутробного розвитку, таких як погане харчування матері, виникає обмежений ріст плода та поліорганні порушення (2, 5). Типова американська дієта - така, коли> 38% калорій отримують з жиру. Це прийняття дієт, багатих жиром, призвело до епідемії ожиріння у жінок дітородного віку. Важливо зазначити, що не встановлено, чи дієта матері, зокрема дієта з високим вмістом жиру (HFD), впливає на розвиток легенів плода. Є й інші харчові компоненти, які, як було показано, впливають на розвиток легенів плода (24, 36), але основна увага в цьому рукописі буде зосереджена на ВЧС матері. Легені плода особливо схильні до внутрішньоутробних образ (27). Наприклад, хоріоамніоніт (запалення плодових плацентарних оболонок) пов’язаний із зменшенням мікросудинного та альвеолярного розвитку в легенях плодових овець (22, 23). Вживання матір'ю HFD індукує ожиріння матері та призводить до стану системного запалення матері (3, 29). Однак незрозуміло, чи системне запалення матері викликає запальну реакцію в плаценті, змінюючи тим самим функцію плаценти, ріст плоду та розвиток легенів.

Дієти, багаті насиченими жирними кислотами, такі як пальмітинова кислота, пов’язані з посиленням запалення тканин шляхом безпосередньої активації вродженої імунної системи через Toll-подібні рецептори (34). Довічне споживання HFD призводить до підвищення маркерів запалення в кровообігу матері, таких як амілоїд сироватки крові A3 (SAA3), гострий фазовий білок-реагент (1, 29). Крім того, вплив плоду на ВЧС матері, незалежно від ожиріння матері та гіперінсулінемії, індукує запалення плаценти та збільшує частоту мертвонароджень у приматів нелюдей (15).

Функція плаценти є критично важливою для оптимального росту плода, а плацентарна недостатність є найпоширенішою причиною ФГР (16). FGR - це патологічне зменшення потенціалу росту плода (16). Це є основним ускладненням вагітності та збільшує ризик внутрішньоутробної та перинатальної захворюваності та смертності (27). Нещодавно було продемонстровано, що HFD матері призводить до зменшення внутрішньо-плацентарного кровотоку у приматів (15), а FGR пов'язаний зі структурними змінами та клітинною дисфункцією в легенях плода у овець (33).

Оскільки запалення плаценти та FGR незалежно пов'язані з аномаліями розвитку легенів (23, 27), ми охарактеризували вплив HFD матері на плаценту та розвиток легенів плода. Ми припустили, що HFD матері індукує запалення плода-плаценти, що призводить до FGR та гальмування розвитку легенів плода. Далі ми намагалися визначити механізм, за допомогою якого HFD матері пригнічує розвиток легенів плода. Враховуючи критичну роль стероїдів у розвитку легенів плода, ми оцінили вплив HFD матері на аспекти глюкокортикоїдного шляху в плаценті та легенях плода. Ми показуємо, що HFD матері пов'язаний із затримкою розвитку легенів плода, а також постнатальної альвеоларизацією, і що експресія глюкокортикоїдного рецептора (GR) знижується як в плаценті, так і в легенях плода. Це перше дослідження для визначення потенційного механізму, за допомогою якого HFD матері пригнічує розвиток легенів плода. Ці висновки критично важливі з огляду на зростання епідемії ожиріння.