Nutriția maternă și dezvoltarea fetală

Guoyao Wu, Fuller W. Bazer, Timothy A. Cudd, Cynthia J. Meininger, Thomas E. Spencer, Maternal Nutrition and Fetal Development, The Journal of Nutrition, volumul 134, numărul 9, septembrie 2004, paginile 2169-2172, https: //doi.org/10.1093/jn/134.9.2169

Abstract

Nutriția maternă joacă un rol critic în creșterea și dezvoltarea fătului. Deși s-au îndreptat eforturi considerabile pentru definirea cerințelor nutriționale ale animalelor în ultimii 30 de ani, nutriția suboptimă în timpul gestației rămâne o problemă semnificativă pentru multe specii de animale (de exemplu, bovine, porci și oi) din întreaga lume (1). În ciuda îngrijirii prenatale avansate pentru mame și fături, aproximativ 5% dintre sugarii umani născuți în S.U.A. suferiți de întârziere a creșterii intrauterine (IUGR) 4 (2). În ultimul deceniu, studii epidemiologice convingătoare au legat IUGR de etiologia multor boli cronice la oameni și animale adulți (Tabelul 1) (3). Aceste descoperiri interesante au determinat studii ample pe animale pentru a identifica baza biochimică pentru programarea nutrițională a dezvoltării fetale și consecințele sale pe termen lung asupra sănătății [de exemplu, (4-8)]. Acest articol trece în revistă progresele recente în acest domeniu emergent de cercetare.

Dezechilibru hormonal, tulburări metabolice și boli la animale adulte și oameni cu experiență anterioară de restricție de creștere intrauterină

Dezechilibru hormonal, tulburări metabolice și boli la animale adulte și oameni cu experiență anterioară de restricție de creștere intrauterină

Mediul intrauterin ca factor major care contribuie la IUGR.

Factori genetici și de mediu multipli contribuie la IUGR (1). Deși genomul fetal joacă un rol important în potențialul de creștere in utero, dovezile în creștere sugerează că mediul intrauterin este un factor determinant major al creșterii fetale. De exemplu, studiile privind transferul de embrioni arată că mama primitoare, mai degrabă decât mama donatoare, influențează mai puternic creșterea fetală (9). Există, de asemenea, dovezi că mediul intrauterin al fătului individual poate avea o importanță mai mare în etiologia bolilor cronice la adulți decât genetica fătului. De exemplu, la sarcinile cu gemeni, un bebeluș cu întârziere a creșterii fetale este mai probabil să dezvolte diabet zaharat noninsulin-dependent (tip II) decât un frate cu creștere fetală normală (10). Dintre factorii de mediu intrauterini, nutriția joacă cel mai important rol în influențarea creșterii placentare și fetale (3).

Subnutriție și IUGR.

Onutriție și IUGR.

Probleme semnificative de sănătate pentru animale (în special animalele de companie) și pentru femeile de vârstă reproductivă rezultă, de asemenea, din supraponderalitatea sau obezitatea din cauza alimentației excesive. Supranutriția poate rezulta din aportul crescut de energie și/sau proteine. Studii ample au arătat că supranutriția maternă întârzie creșterea placentară și fetală și crește mortalitatea fetală și neonatală la șobolani, porci și oi (14). Rezultatele studiilor epidemiologice recente indică faptul că aproape 65% din populația adultă din S.U.A. este supraponderal [definit ca un indice de masă corporală (IMC)> 25 kg/m 2], în timp ce 31% din populația adultă este obeză (definit ca IMC> 30 kg/m 2) (15). Multe femei supraponderale și obeze intră fără să știe în sarcină și continuă să mănânce în exces în timpul gestației (16). Aceste femei se îngrașă de obicei în timpul primei sarcini și acumulează mai multe grăsimi în timpul sarcinilor ulterioare. Obezitatea maternă sau supranutriția înainte sau în timpul sarcinii poate duce la restricții ale creșterii fetale și la creșterea riscului de mortalitate și morbiditate neonatală la om (16).

Probleme de sănătate asociate cu IUGR.

Mecanisme biochimice ale IUGR.

Lipsa cunoștințelor despre mecanismele IUGR a împiedicat dezvoltarea unor opțiuni terapeutice eficiente, astfel încât gestionarea actuală a sugarilor cu restricție de creștere este empirică și vizează în primul rând selectarea unui timp sigur pentru naștere (2). Deoarece cercetarea nutrițională și de dezvoltare implică adesea colecții invazive de țesuturi și proceduri chirurgicale, nu este nici etic, nici practic să se efectueze aceste experimente cu placenta și fătul uman. Astfel, modelele animale (de exemplu, șoareci, șobolani, porci și oi) sunt esențiale pentru definirea mecanismelor IUGR și dezvoltarea mijloacelor terapeutice. Dovezile disponibile, care sunt discutate în secțiunile următoare, sugerează că arginina [un aminoacid nutrițional esențial pentru făt (19)] joacă un rol cheie în dezvoltarea conceptului (embrion/făt, membrane placentare asociate și fluide fetale).

Roluri cruciale ale NO și poliaminelor în creșterea placentară și fetală.

Mecanisme propuse pentru restricționarea creșterii fetale la barajele supraalimentate și supraalimentate. Atât subnutriția maternă, cât și supranutriția pot afecta sintezele placentare de NO și poliamine și, prin urmare, dezvoltarea placentară și fluxurile de sânge utero-placentare. Acest lucru poate duce la reducerea transferului de substanțe nutritive și O2 de la mamă la făt și, prin urmare, restricția creșterii fetale. mTOR, țintă de rapamicină la mamifere. Simbolul „” indică reducerea.

Mecanisme propuse pentru restricționarea creșterii fetale la barajele supraalimentate și supraalimentate. Atât subnutriția maternă, cât și supranutriția pot afecta sintezele placentare de NO și poliamine și, prin urmare, dezvoltarea placentară și fluxurile de sânge utero-placentare. Acest lucru poate duce la reducerea transferului de substanțe nutritive și O2 de la mamă la făt și, prin urmare, restricția creșterii fetale. mTOR, țintă de rapamicină la mamifere. Simbolul „” indică reducerea.

Abundența neobișnuită a aminoacizilor familiei arginină din Conceptus.

Recent am descoperit că arginina este deosebit de abundentă în lichidul alantoic porcin (4-5 mmol/L) la d 40 de gestație (termen = 114 d), în comparație cu nivelul plasmatic matern (0,13-0,14 mmol/L) (27) . În mod remarcabil, concentrațiile de arginină și precursorul său de ornitină în lichidul alantoic porcin cresc de 23 și, respectiv, de 18 ori, între Zilele 30 și 40 de gestație, cu azotul lor reprezentând ~ 50% din totalul azotului α-aminoacid liber din lichid alantoic (27). Cel mai recent, am constatat că citrulina (un precursor imediat al argininei) este foarte bogată (10 mmol/L) în lichid alantoic ovin în ziua 60 de gestație (termen = 147 d) (28). Concentrațiile de citrulină și glutamina precursorului acesteia în lichidul alantoic ovin cresc de 34 și, respectiv, de 18 ori, între Zilele 30 și 60 de gestație, cu azotul lor reprezentând ~ 60% din azotul α-aminoacid total din lichidul alantoic ovin (28 ). Abundența neobișnuită a aminoacizilor din familia argininei în fluidele fetale este asociată cu cele mai mari rate de sinteze de NO și poliamine din placentele ovine din prima jumătate a sarcinii (29, 30), când creșterea lor este cea mai rapidă (1). Aceste descoperiri noi susțin rolurile esențiale propuse ale căilor metabolice dependente de arginină în dezvoltarea conceptului (Fig. 1).

IUGR și sinteze afectate de NO și poliamine în Conceptus.

Subnutriția maternă și hipercolesterolemia în timpul sarcinii (care apar frecvent la subiecții obezi) au efecte profunde asupra sintezei de NO și poliamine. De exemplu, hrănirea porcilor însărcinați cu o dietă cu conținut scăzut de proteine ​​scade concentrația de arginină cu 21-25% în plasma fetală, lichidul alantoic și placentă, în ziua 60 a gestației (31). În plus, concentrațiile de lichid alantoic de arginină și ornitină scad cu ~ 45% la porcii hipercolesterolemici, comparativ cu porcii normocolesterolemici, în ziua 40 a gestației (31). Mai mult, activitățile placentare NOS și ODC sunt cu 40-45% mai mici la porcii cu deficit de proteine ​​decât la porcii cu proteine ​​adecvate (4). În mod similar, activitatea NOS placentară este redusă cu 26% la porcii hipercolesterolemici în comparație cu porcii normocolesterolemici (4). Scăderea disponibilității substratului și a activității enzimatice contribuie la deteriorarea sintezelor placentare de NO și poliamine atât la porcii cu deficit de proteine, cât și la porcii hipercolesterolemici (4, 31).

Mecanisme moleculare de programare fetală.

Insulta nutrițională în timpul unei perioade critice de gestație poate lăsa o „memorie” permanentă pe tot parcursul vieții, iar unele dintre efecte (de exemplu, secreția și acțiunea insulinei) pot fi specifice sexului (5). Există dovezi din ce în ce mai mari că starea nutrițională maternă poate modifica starea epigenetică a genomului fetal și poate imprima expresia genei. Modificările epigenetice (modificări stabile ale expresiei genelor prin modificări covalente ale ADN-ului și ale histonelor de bază) la embrionii timpurii pot fi duse mai departe la etapele de dezvoltare ulterioare (6). Două mecanisme care mediază efectele epigenetice sunt metilarea ADN-ului (care apare în pozițiile 5 ′ a reziduurilor de citozină din dinucleotidele CpG în genomul mamiferelor) și modificarea histonei (acetilare și metilare) (35). Metilarea CpG poate regla expresia genelor prin modularea legării proteinelor de legare a ADN-ului sensibile la metil, afectând astfel conformarea cromatinei regionale. Acetilarea sau metilarea histonelor poate modifica poziționarea interacțiunilor histonă-ADN și afinitatea legării histonei la ADN, afectând astfel expresia genelor (35).

Observații și perspective finale.

• Kitchiner și Troțki despre promovarea sănătății International Journal of Epidemiology Oxford Academic
• Pachetul de diplome pentru sănătate, dietă și nutriție (nivel 3 5); Oxford Learning College
• Influența dietelor bogate în grăsimi asupra creșterii și dezvoltării obezității la șobolanul Albino
• Laird Hamilton's Nutrition Secret Three Breakfasts - Men s Journal
• Matern; Child Nutrition Vol 13, No 3