Imprimarea metabolică a obezității
EL Sullivan
1 Division of Neuroscience, Oregon National Primate Research Center (ONPRC), Oregon Health and Science University, Beaverton, Oregon, SUA
KL Grove
1 Division of Neuroscience, Oregon National Primate Research Center (ONPRC), Oregon Health and Science University, Beaverton, Oregon, SUA
Abstract
Dovezi în creștere indică faptul că programarea metabolică timpurie contribuie la creșterea ratelor de obezitate la copii și adulți. Imprimarea metabolică este implicată în stabilirea unui set de puncte pentru răspunsurile fiziologice și metabolice la vârsta adultă. Dovezile din studiile epidemiologice și modelele pe animale indică faptul că sănătatea mamei și starea nutrițională în timpul gestației și alăptării au efecte pe termen lung asupra sistemelor centrale și periferice care reglează echilibrul energetic la descendenții în curs de dezvoltare. Nutriția perinatală are, de asemenea, un impact asupra susceptibilității la apariția tulburărilor metabolice și joacă un rol în programarea punctelor stabilite pentru greutatea corporală. Stările privind starea și starea de sănătate a mamei care sunt implicate în predispoziția descendenților către un risc crescut de a dezvolta obezitate includ supranutriția maternă, diabetul și subnutriția. Acest capitol discută dovezile din studiile epidemiologice și modelele pe animale că fiecare dintre aceste stări de stare maternă a energiei are ca rezultat imprimarea metabolică a obezității la descendenți. De asemenea, vor fi discutați potențialii mediatori moleculari ai amprentării metabolice a obezității în funcție de starea energiei materne, inclusiv glucoză, insulină, leptină, citokine inflamatorii și mecanisme epigenetice.
INTRODUCERE
Obezitate epidemie
Prevalența crescândă a obezității are implicații mari pentru sănătatea populației umane, deoarece obezitatea crește riscul de a dezvolta o serie de boli grave (1). Incidența crescândă a obezității se datorează nu numai schimbărilor de mediu, cum ar fi disponibilitatea crescută a alimentelor cu densitate ridicată și nevoia scăzută de efort fizic, dar dovezile crescânde la om și la modelele animale indică faptul că evenimentele de programare timpurie joacă un rol important. Sănătatea mamei și starea nutrițională în timpul gestației și alăptării au efecte pe termen lung asupra sistemelor centrale și periferice care reglează echilibrul energetic la descendenți.
Imprimare metabolică
SUBNEUTRICAȚIA MATERNĂ
Dovezi din studiile epidemiologice
Modele animale de subnutriție maternă
Modelele de rozătoare au multe avantaje, cum ar fi gestația scurtă și capacitatea de a manipula genetică. Cu toate acestea, perioadele critice pentru dezvoltarea sistemelor de reglare a echilibrului energetic sunt diferite între rozătoare și oameni. La rozătoare, căile neuronale care reglementează echilibrul energetic sunt imature la naștere și nu sunt pe deplin dezvoltate până la a treia săptămână postnatală (șoareci) (14). În contrast, la om, primatele neumane, porcii și oile se dezvoltă în principal în circuitele de hrănire hipotalamică prenatală (15). Astfel, modelele de subnutriție maternă în care dezvoltarea reglementării echilibrului energetic are loc prenatal sunt deosebit de relevante. Nathanielsz și colegii săi au dezvoltat un model de subnutriție maternă neuman al primatelor, în care femeile însărcinate sunt hrănite cu 70% din consumul ad libitum de la gestație timpurie până la jumătatea anului (16). În acest model, mamele subnutrite au descendenți fetali cu greutate corporală normală, dar au scăzut circumferința șoldului și perturbări în dezvoltarea rinichilor și a ficatului (16). Studiile viitoare care examinează fenotipul descendenților juvenili și adulți sunt esențiale pentru înțelegerea efectelor subnutriției materne asupra susceptibilității obezității la primate.
SUPRAUTRAȚIA MATERNĂ
Dovezi din studiile epidemiologice
Pe măsură ce omul modern se confruntă cu un mediu în care raritatea alimentelor este rară și alimentele cu densitate energetică sunt ușor disponibile, cea mai comună perturbare a stării nutriționale materne în țările dezvoltate este obezitatea maternă și supranutriția. În prezent, peste o treime dintre femeile americane însărcinate sunt obeze (17) și majoritatea consumă o cantitate excesivă de alimente și grăsimi (18). Studiile epidemiologice arată că obezitatea maternă crește incidența obezității și a sindromului metabolic la copii (19). Efectul obezității materne asupra susceptibilității descendenților la obezitate este independent de diabetul gestațional, deoarece femeile obeze cu glicemie normală au copii mai grei cu adipozitate crescută (20). Este clar că greutatea mai mare la naștere și creșterea în greutate în timpul vieții postnatale timpurii crește foarte mult riscul de a deveni un adult obez (19). Mai multe modele animale sunt folosite pentru a studia efectele supranutriției în timpul gestației și a perioadei postnatale timpurii asupra descendenților în curs de dezvoltare.
Modele animale de supraalimentare maternă
Promovarea obezității prin hrănirea animalelor cu HFD este un model comun de supranutriție maternă. Interpretarea acestor studii este complicată, deoarece durata expunerii (acută vs. cronică) și compoziția dietelor variază de la un studiu la altul. La înțărcare, puii de la șobolani hrăniți cu HFD în timpul sarcinii și alăptării sunt mai grei, mai grași, hiperglicemici și au un conținut crescut de lipide hepatice decât puii de la mamele martor (21). Într-un model de șoarece de supranutriție maternă cronică, descendenții sunt hiperfagi, au locomoție redusă și adipozitate crescută (22). Un alt grup a demonstrat că șobolanii hrănesc cu o dietă procesată extrem de gustabilă, în timpul gestației, alăptării și/sau după înțărcare devin mai grele și prezintă o preferință crescută pentru alimentele grase, zaharoase și sărate (23). Deși majoritatea studiilor constată că descendenții mamelor hrănite cu HFD sunt supraponderali, mai multe studii raportează că consumul matern de HFD produce descendenți mai ușori, potențial din cauza alăptării afectate la mamele obeze (24). Diferențele în durata consumului de HFD (adică cronic sau numai în timpul gestației și alăptării) și a compoziției acizilor grași din diete sunt ipotezate pentru a explica diferențele în fenotipul descendenților (24).