Biomarkeri în bolile pulmonare de la patogenie la predicția noilor terapii Dieta maternă bogată în grăsimi
Reina S. Mayor
1 Centrul de Biologie Pulmonară și Vasculară și Divizia de Medicină Neonatal-Perinatală, Departamentul de Pediatrie, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas;
Katelyn E. Finch
2 Touchstone Diabetes Center, Departamentul de Medicină Internă, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas; și
Jordan Zehr
2 Touchstone Diabetes Center, Departamentul de Medicină Internă, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas; și
Eugenia Morselli
2 Touchstone Diabetes Center, Departamentul de Medicină Internă, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas; și
Michael D. Neinast
2 Touchstone Diabetes Center, Departamentul de Medicină Internă, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas; și
Aaron P. Frank
2 Touchstone Diabetes Center, Departamentul de Medicină Internă, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas; și
Lisa D. Hahner
2 Touchstone Diabetes Center, Departamentul de Medicină Internă, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas; și
Jason Wang
3 Departamentul de patologie și pediatrie, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas
Dinesh Rakheja
3 Departamentul de patologie și pediatrie, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas
Biff F. Palmer
2 Touchstone Diabetes Center, Departamentul de Medicină Internă, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas; și
Charles R. Rosenfeld
1 Centrul de Biologie Pulmonară și Vasculară și Divizia de Medicină Neonatal-Perinatală, Departamentul de Pediatrie, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas;
Rashmin C. Savannah
1 Centrul de Biologie Pulmonară și Vasculară și Divizia de Medicină Neonatal-Perinatală, Departamentul de Pediatrie, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas;
Deborah J. Clegg
2 Touchstone Diabetes Center, Departamentul de Medicină Internă, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas; și
Abstract
Nutriția maternă are un impact profund pe termen lung asupra sănătății sugarului. Nutriția maternă slabă influențează dezvoltarea placentară și creșterea fetală, ducând la o greutate scăzută la naștere, care este puternic asociată cu riscul de a dezvolta boli cronice, inclusiv boli de inimă, hipertensiune, astm și diabet de tip 2, mai târziu în viață. Puține studii au delimitat mecanismele prin care nutriția maternă afectează dezvoltarea pulmonară fetală. Aici, raportăm că expunerea maternă la o dietă bogată în grăsimi (HFD) provoacă inflamații placentare, ducând la insuficiență placentară, restricție de creștere fetală (FGR) și inhibarea dezvoltării pulmonare fetale. În special, expunerea pre și postnatală la HFD maternă are ca rezultat și simplificarea alveolară persistentă în perioada postnatală. Noile noastre descoperiri oferă o asociere puternică între dieta maternă și dezvoltarea pulmonară fetală.
ipoteza Barker a stabilit că în condiții uterine, cum ar fi o nutriție slabă a mamei, dau naștere unei creșteri fetale restrânse și a unor tulburări multiorganice (2, 5). Dieta tipică americană este cea în care> 38% din calorii sunt derivate din grăsimi. Această adoptare a dietelor bogate în grăsimi a dus la o epidemie de obezitate la femeile aflate la vârsta fertilă. Important, nu s-a stabilit dacă dieta maternă, în special o dietă bogată în grăsimi (HFD), afectează dezvoltarea pulmonară fetală. Există alte componente nutriționale care s-au dovedit a avea un impact asupra dezvoltării pulmonare fetale (24, 36), dar accentul acestui manuscris se va pune pe HFD matern. Plămânul fetal este deosebit de susceptibil la insultele in utero (27). De exemplu, corioamnionita (inflamația membranelor placentare fetale) este asociată cu o dezvoltare microvasculară și alveolară redusă în plămânii ovinelor fetale (22, 23). Consumul matern de HFD induce obezitatea maternă și duce la o stare de inflamație sistemică maternă (3, 29). Cu toate acestea, nu este clar dacă inflamația sistemică maternă induce un răspuns inflamator în placentă, modificând astfel funcția placentară, creșterea fetală și dezvoltarea pulmonară.
Dietele bogate în acizi grași saturați, cum ar fi acidul palmitic, sunt asociate cu inflamația tisulară crescută prin activarea directă a sistemului imunitar înnăscut prin intermediul receptorilor de tip Toll (34). Consumul pe tot parcursul vieții de HFD duce la creșteri ale markerilor inflamatori în circulația maternă, cum ar fi amiloidul seric A3 (SAA3), o proteină reactantă în fază acută (1, 29). Mai mult, expunerea fetală la HFD maternă, independentă de obezitatea maternă și hiperinsulinemie, induce inflamația placentară și crește frecvența nașterilor mortale la primatele neumane (15).
Funcția placentară este esențială pentru creșterea fetală optimă, iar insuficiența placentară este cea mai frecventă cauză a FGR (16). FGR este o reducere patologică a potențialului de creștere a fătului (16). Este o complicație majoră a sarcinii și crește riscul de morbiditate și mortalitate fetală, perinatală și pe tot parcursul vieții (27). Recent, s-a demonstrat că HFD matern duce la o reducere a fluxului sanguin utero-placentar la primate (15), iar FGR este asociat cu modificări structurale și disfuncție celulară în plămânul fetal la ovine (33).
Deoarece inflamația placentară și FGR sunt asociate independent cu anomalii în dezvoltarea pulmonară (23, 27), am caracterizat impactul HFD matern asupra placentei și a dezvoltării pulmonare fetale. Am emis ipoteza că HFD matern induce inflamație fetal-placentară, rezultând FGR și inhibarea dezvoltării pulmonare fetale. Am căutat în continuare să determinăm mecanismul prin care HFD matern inhibă dezvoltarea pulmonară fetală. Având în vedere rolul critic al steroizilor în dezvoltarea plămânilor fetali, am evaluat influența HFD maternă asupra aspectelor căii glucocorticoide din placentă și plămâni fetale. Arătăm că HFD maternă este asociată cu dezvoltarea pulmonară fetală întârziată, precum și cu alveolarizarea postnatală și că expresia receptorului glucocorticoid (GR) este scăzută atât în plăcente cât și în plămâni fetale. Acesta este primul studiu care determină un mecanism potențial prin care HFD matern inhibă dezvoltarea pulmonară fetală. Aceste descoperiri sunt extrem de importante, având în vedere creșterea epidemiei de obezitate.