Вплив ожиріння матері на ріст плода та метаболічний стан нащадків - FullText -
Проф. Д-р Клаудіо Маффеїс
Відділ дитячої діабетології, клінічного харчування та ожиріння
Веронський університет
Via Bengasi, 4, 37134 Верона, Італія
Статті, пов’язані з "
- Електронна пошта
Анотація
Умови матері та плаценти, які є несприятливими для ембріона/плода, мають тривалий вплив на різні тканини та функції організму, які можуть зберігатися все життя і, можливо, також передаватися нащадкам. Цей огляд поновлює поточні дані про основні умови матері та гестації, пов’язані з несприятливим метаболічним програмуванням потомства, а також їх механізми дії, передбачувані або вже доведені.
Вступ
Ожиріння спостерігається у сім’ях, що свідчить про те, що гени відіграють певну роль у схильності людей до ожиріння: наявність ожиріння у одного або обох батьків, особливо у матері, збільшує ризик ожиріння для потомства [1,2]. Дослідження близнюків та усиновлення продемонстрували, що гени значною мірою сприяють процесу, що веде до накопичення зайвого жиру в організмі [3,4]. Тим не менше, полігенна природа хвороби все ще заважає виявленню специфічних генних поліморфізмів, що допомагають у виборі суб'єктів, що мають більший ризик ожиріння. Насправді нещодавні загальногеномні аналізи виявили десятки окремих генетичних локусів, пов’язаних із ожирінням; але на всі ці гени припадає лише невеликий відсоток сприйнятливості до ожиріння [5,6].
Хоча гени схиляють людину до ожиріння, для виявлення фенотипу ожиріння необхідний вплив факторів ризику ожиріння в навколишньому середовищі. Важливість контакту з обезогенним середовищем підтверджується збільшенням ожиріння у всьому світі, яке почалося у 1980-х роках (40% за 30 років у дорослих), імовірно, завдяки швидким змінам навколишнього середовища та поведінки, що відбулися протягом цього періоду більше ніж до змін у генах.
Вплив навколишнього середовища починається рано в житті. Перше середовище, якому піддається організм, - це материнська утроба. У внутрішньоутробному житті організм особливо чутливий до навколишнього середовища через три основні фактори: i) повна залежність ембріона і плода від поживних речовин та надходження кисню від матері через плацентарну поверхню; ii) висока швидкість анатомічного та функціонального дозрівання тканин та органів, а також шляхів метаболічної регуляції; iii) висока пластичність розвитку, що дозволяє структурі тканин адаптуватися у відповідь на зміни навколишнього середовища. Цей надзвичайно чутливий статус зберігається також у перший постнатальний період і поступово знижується з ростом та адаптацією немовляти до нового позаутробного середовища.
В даний час вважається, що епігенетичні механізми, в яких фактори навколишнього середовища спричиняють зміни в експресії генів, можуть допомогти пояснити спостерігається швидке зростання поширеності ожиріння [7]. Метою даної роботи є подання основних наявних доказів про взаємозв'язок між ожирінням матері, а також зростанням плода та метаболічним здоров'ям нащадків.
Програмування розвитку
Наявні чіткі докази того, що умови матері та плаценти, несприятливі для ембріона/плода, можуть мати довготривалий вплив на різні тканини та функції організму, які можуть зберігатися протягом усього життя, а потенційно також можуть передаватися нащадкам [8,9].
Термін `` програмування розвитку '' визначає набір механізмів, що призводять до постійних змін у фізіології, метаболізмі та епігеномі людини, що згодом збільшить ризик його захворювання, як наслідок впливу факторів ризику під час пренатального або раннього постнатального періоду розвиток [10]. Ці фактори ризику включають, але не обмежуються цим, харчування матері (недостатнє або надмірне харчування), тератогени (забруднюючі речовини, наркотики, алкоголь тощо), зміна гормонального середовища (внаслідок ожиріння матері, надмірного збільшення ваги вагітності, цукрового діабету), материнський стрес та окислювальний стрес (гіпертонія матері або недостатність плаценти) [11]. Основними не взаємовиключними механізмами, за допомогою яких внутрішньоутробний вплив програмує потомство, є: постійні структурні зміни органів і тканин (підшлункова залоза, печінка, скелетні м’язи, жирова тканина, мозок тощо), епігенетичне програмування експресії генів (за допомогою метилювання ДНК, модифікацій гістону і мікроРНК) та прискореного клітинного старіння (внаслідок окисного стресу, запалення та зміненого гормонального середовища) [12]. Цікаво, що трансгенераційна спадковість епігенетичних модифікацій можлива завдяки модифікації епігенома статевих клітин плоду, що розвивається [13].
Пренатальні та перинатальні ожиріння, чутливі до ожиріння
Ожиріння до вагітності
Ожиріння під час зачаття вже є фактором ризику ожиріння для нащадків. Дослідження на тваринах показали, що у нащадків, народжених із статевих клітин ожирілих матерів та батьків, запліднених in vitro та імплантованих у нежирних сурогатних дамбах, високий ризик розвитку ожиріння та резистентності до інсуліну у дорослому житті [14]. Більше того, ефект чоловічих та жіночих статевих клітин був адитивним для жіночих, але не для чоловічих нащадків. Чоловіки мали найвищий ризик розвитку ожиріння, якщо вони народилися з материнських статевих клітин ожирілих матерів, незалежно від ожиріння або недоброякісних гамет. Отже, потомство матерів із ожирінням, незалежно від внутрішньоутробного схильності до ожиріння матері, має вищий ризик розвитку ожиріння, ніж потомство батьків із ожирінням. У людей шунтування шлунково-кишкового тракту матері змогло запобігти передачі ожиріння дітям, народженим після операції, порівняно з дітьми, народженими від однієї матері до операції [15]. Усі ці висновки можна пояснити епігенетичними механізмами.