Adipogeneza programată a originilor dezvoltării obezității

Mina Desai

1 Laboratoare de cercetare perinatală, Departamentul de obstetrică și ginecologie, Școala de medicină David Geffen, Universitatea din California, Los Angeles, 200 Medical Plaza, Suites 430 și 200, Los Angeles, CA 90095, SUA;

2 Institutul de cercetare biomedicală din Los Angeles la Harbour-UCLA Medical Center, 1000 W. Carson Street, Torrance, CA 90509, SUA.

Marie Beall

3 Los Angeles Perinatal Association, Los Angeles, CA, SUA

Michael G. Ross

2 Institutul de cercetare biomedicală din Los Angeles la Harbour-UCLA Medical Center, 1000 W. Carson Street, Torrance, CA 90509, SUA.

Abstract

Epidemia sindromului metabolic, inclusiv o creștere semnificativă a prevalenței obezității și a diabetului gestațional gestational (GDM) la femeile gravide, reprezintă o problemă semnificativă de sănătate publică. Există o recunoaștere din ce în ce mai mare că riscul obezității la adulți este în mod clar influențat de expunerile mediului prenatal și infantil, în special de nutriție. Acest principiu este baza fundamentală a programării de dezvoltare. Greutatea redusă la naștere, împreună cu creșterea recuperării copiilor, este asociată cu un risc semnificativ de obezitate la adulți. Expunerea la obezitate maternă, cu sau fără GDM, sau având o greutate mare la naștere reprezintă, de asemenea, un risc crescut pentru obezitate la copil și adult. Modelele animale au reprodus constatări epidemiologice umane și au elucidat mecanisme potențiale de programare care includ dezvoltarea modificată a organelor, răspunsurile de semnalizare celulară și modificările epigenetice. Îngrijirea prenatală a făcut pași mari în optimizarea sănătății materne, fetale și neonatale și are acum oportunitatea de a începe intervenții care previn sau reduc obezitatea copiilor/adulților. Liniile directoare care integrează nutriția optimă a sarcinii și creșterea în greutate, gestionarea GDM și strategiile de hrănire a nou-născuților, cu consecințe pe termen lung asupra obezității adulților, rămân a fi elucidate.

Introducere

Este dificil să supraestimăm semnificația epidemiei de obezitate globală în continuă dezvoltare, a patologiilor rezultante care se dezvoltă și a impactului lor colectiv asupra sănătății, bunăstării și calității vieții. Obezitatea și bolile asociate acesteia sunt principala cauză de deces în societatea occidentală. În prezent, 65% dintre adulții din Statele Unite sunt supraponderali și mai mult de o treime sunt obezi [1], reprezentând o criză modernă de sănătate. Mai rău, datele epidemiologice indică faptul că obezitatea continuă să crească neîncetat, în special în rândul negrilor și hispanilor. În paralel, rata diabetului zaharat de tip 2 (DM) crește în Statele Unite și în întreaga lume [2]. De îngrijorare pentru obstetricieni, există o creștere marcată și continuă a prevalenței obezității și a DM gestațional (GDM) la femeile gravide

30%) [3,4], un factor asociat atât cu nou-născuții cu greutate mare la naștere, cât și un factor de risc cunoscut pentru obezitatea infantilă [5,6]. Deoarece obezitatea la copii este un factor major de risc pentru obezitatea la adulți [7], incidența cu 20% a obezității la copii [8] prezice o creștere suplimentară a prevalenței obezității la adulți și a DM.

Obezitatea este deseori atribuită unei diete bogate în grăsimi în stil occidental combinată cu niveluri scăzute de activitate. Deși există puține îndoială că acești factori sunt factori determinanți puternici ai obezității, sustenabilitatea pe termen lung a dietei, combinată cu exercițiile fizice, s-au dovedit în mare parte nereușite. În ultimii ani, există date convingătoare din laboratorul nostru și altele care susțin conceptul că originile obezității încep in utero. Deoarece fătul în curs de dezvoltare depinde de mediile nutriționale, hormonale și metabolice materne, orice perturbare care „programează” structura organelor, compoziția celulară, expresia genică și/sau epigenomul poate modifica în cele din urmă metabolismul și funcția. Important, interacțiunile cu mediul postnatal și creșterea neonatală modulează și mai mult susceptibilitatea la obezitate. Această revizuire se concentrează pe influența creșterii prenatale/neonatale și a adipogenezei în originile de dezvoltare ale obezității.

Nutriție și creștere

Creșterea țesuturilor și a organelor în timpul dezvoltării implică proliferarea, diferențierea și migrarea celulelor în structuri organizate. La om, la fel ca la alte specii de mamifere, cea mai mare parte a procesului de dezvoltare referitoare la diviziunea celulară are loc în timpul vieții intrauterine, subliniind necesitatea unui mediu optim în utero. Prin urmare, fără îndoială, nutriția este una dintre pietrele de temelie ale creșterii, dezvoltării și sănătății. Meritul suplimentării nutriționale, în special în timpul sarcinii, este evident, așa cum s-a demonstrat cu suplimentarea cu iod și folat în prevenirea cretinismului indus de deficiența de iod și, respectiv, a spinei bifide. Domeniul originilor de dezvoltare ale bolilor adulte a încorporat acest fenomen și prezice că nutriția maternă sub-optimă are impact asupra creșterii fetale, ducând la boli adulte. În plus față de influențele nutriționale, factori, inclusiv GDM, stresul matern, nașterea prematură și terapia cu glucocorticoizi materni, printre altele, pot avea un impact semnificativ asupra sănătății și bolilor adulților. Dovezi pentru conceptul de programare a sănătății și a bolilor sunt furnizate atât de studii la om, cât și de modele pe animale care au folosit greutatea la naștere ca măsură imediată pentru creșterea și dezvoltarea in utero.

Influența maternă asupra greutății la naștere

Dincolo de potențialul genetic al fătului, nutriția maternă, oxigenarea și perfuzia placentară au efecte predominante asupra greutății la naștere. Modelele animale care utilizează restricția maternă a nutrienților, ligarea arterelor uterine placentare sau expunerea la glucocorticoizi au reprodus efectiv rezultatele asociate cu greutatea redusă la naștere (LBW) [9-12]. În schimb, supranutriția maternă, rezultată din obezitate, dietă bogată în grăsimi sau creșterea excesivă în greutate în timpul sarcinii, a raportat efecte variabile asupra greutății la naștere. Cu toate acestea, descendenții adulți prezintă în mod constant obezitate și anomalii metabolice [13-15], dovezi ale programării in utero. Descendenții femeilor cu GDM sunt în mod constant mai mari decât martorii normali, cu greutatea la naștere proporțională cu nivelurile medii de glucoză [16].

În prezent, nu se știe dacă efectele de programare ale macrosomiei asociate GDM diferă de cele ale obezității materne.

Asocierea între greutatea la naștere și obezitate

Studiile epidemiologice și modelele pe animale leagă greutatea la naștere de riscul de obezitate la adulți și sindromul metabolic, inclusiv rezistența la insulină. În special la om, greutatea la naștere atât scăzută, cât și ridicată duce la un risc crescut pentru obezitate la copil și la adulți, sugerând un risc crescut de obezitate la ambele capete ale spectrului de greutate la naștere [17,18].

Greutate mare la naștere

Obezitatea în timpul sarcinii are nu numai efecte adverse asupra sănătății mamei și a rezultatului sarcinii, ci și asupra fătului în curs de dezvoltare. Mai exact, obezitatea maternă înainte și în timpul sarcinii, inclusiv creșterea în greutate crescută în timpul sarcinii, a fost asociată cu o greutate mai mare la naștere [16,19], precum și cu nou-născuți cu greutate mai mică la naștere, cu atât mai târziu rezultă o parte a riscului crescut de naștere prematură 20]. Creșterea cu 25-36% a IMC matern în ultimul deceniu s-a tradus într-o creștere cu aproximativ 25% a incidenței copiilor cu greutate mare la naștere [21]. Acest lucru este deosebit de important, deoarece nou-născuții cu greutate ridicată la naștere prezintă o creștere a masei țesutului adipos și un risc crescut de obezitate și risc de diabet în viața ulterioară (revizuire [22]). Cu toate acestea, atât studiile efectuate la om, cât și la animale, indică faptul că IMC crescut în maternitate la maternitate și creșterea excesivă în greutate maternă în timpul sarcinii sunt predictori mai mari ai obezității descendenților decât greutatea mare la nou-născut [5,23,24]. Deoarece majoritatea femeilor GDM au obezitate însoțitoare, efectele independente de programare ale GDM sunt incerte.