Харчування матері та ризик ожиріння у нащадків Троянський кінь пластичності розвитку
Анотація
Вступ
Пластичність під час розвитку ссавців допомагає оптимізувати фенотип до середовища
Хвороба виникає, коли існує невідповідність між пренатальним та постнатальним середовищами
Баркер та його колеги припустили, що фенотипова пластичність може стати неадаптивною та спричинити захворювання у довгостроковій перспективі, якщо існує невідповідність середовища, в якому організм розвивається, та середовища, в якому він виникає [9–12]. Відповідно, миші, що зазнали дієти з низьким (10%), середнім (18%) або високим (36%) білком у внутрішньоутробному періоді та через лактацію, мають нижчі показники виживання через два роки, якщо їх відлучити від дієти, яка відрізнялася від дієти їх матері [ 5]. Баркер назвав цю концепцію "витоками здоров'я та хвороб у розвитку" [9–12].
Фенотипова пластичність та розвиток ожиріння
Хоча в даний час не є поширеною проблемою в індустріальних країнах, нестача їжі була дуже поширеною протягом більшої частини людської історії. Отже, обмеження поживних речовин, як вважають, було потужною силою для людської еволюції, надаючи перевагу людям, які ефективно зберігали калорії в періоди надлишку. Тому вважається, що пластичність органів, що розвиваються, особливо в часи обмеження харчування, сприяла економному метаболічному фенотипу [13, 14]. Походження захворювання, що розвивається, передбачає, що внутрішньоутробне середовище, що сприяє метаболічній ощадливості, в поєднанні з надлишком поживних речовин у дорослого середовища, спричиняє дисфункцію в метаболічних системах, що контролюють прийом і зберігання їжі, і призводить до ожиріння. В останні роки епідеміологічні, клінічні та фундаментальні дослідження встановили взаємозв'язок між харчуванням плода, розвитком жирової тканини, центральним контролем енергетичного балансу та схильністю до ожиріння у дорослому житті.
Використовуючи пластичність розвитку та походження розвитку захворювання як концептуальну основу, ми досліджуємо в цьому огляді, як вплив потомства на обмеження поживних речовин або надлишок внутрішньоутробно та/або через лактацію впливає на розвиток ожиріння в подальшому житті. Ожиріння внаслідок пластичності розвитку, як видається, поширюється на наступні покоління, що викликає занепокоєння з огляду на зростання рівня ожиріння у всьому світі [22, 23]. Незважаючи на те, що в поточному огляді будуть обговорюватися наслідки харчування матері з точки зору виключно білої жирової тканини та порушення метаболізму, Symonds et al [24] пропонують елегантний огляд внутрішньоутробного програмування коричневої жирової тканини.
А) Епідеміологічні докази розвитку людського ожиріння
i. Голландський голод: недоїдання матері під час вагітності впливає на ймовірність розвитку ожиріння у зрілому віці
З жовтня 1944 р. По травень 1945 р. Міста в західних Нідерландах, включаючи Амстердам, страждали від сильного голоду внаслідок ембарго на продовольчі товари, запровадженого нацистським режимом, і неможливості транспортувати їжу замерзлими водними шляхами. Раціон зменшився з 1800 калорій на душу населення в день у грудні 1943 р. До рівня нижче 800 калорій у розпал голодомору з грудня 1944 р. По квітень 1945 р. [25]. Хоча спочатку вагітним і годуючим жінкам давали додаткову їжу, в основі голоду це не могло бути забезпечено. Таким чином, при 800 калоріях жінки отримували приблизно
ii. Вага при народженні плода та ожиріння у дорослих мають J- або U-подібну залежність
Використовуючи вагу при народженні щодо розміру батьків як показник обмеженого або надмірного харчування плода, Парсонс та ін. [32] виявив лінійну залежність між вагою при народженні та ІМТ у віці семи, одинадцяти, шістнадцяти та двадцяти трьох років. У віці тридцяти трьох років, однак, відносини зміщуються у бік J-подібної кривої, при якій як низька, так і висока вага при народженні слабо корелюють з подальшим ожирінням [32]. J- або U-подібна залежність між вагою при народженні та пізніше ІМТ, співвідношенням талії та стегон та відсотком жиру в тілі також була виявлена в численних незалежних дослідженнях (рис. 1) [33–40]. Тим не менше, цей зв’язок не позбавлений суперечок: мета-аналіз п’ятнадцяти епідеміологічних та клінічних досліджень із загальною кількістю
22 000 осіб виявили, що більша, але не нижча вага при народженні пов'язана з підвищеним ризиком зайвої ваги або ожиріння [41]. Враховуючи, що дефіцит харчування має протилежні наслідки для ожиріння дорослих, залежно від строків його вагітності [29], розбіжності в епідеміологічній літературі можуть бути пов'язані з різницею в початку, тривалості та типі дефіциту поживних речовин, а не від самого дефіциту.
Епідеміологічні дослідження описували J- або U-подібну залежність між вагою при народженні (маркером надмірного харчування плоду) та схильністю до розвитку ожиріння у зрілому віці.