Контрастне допологове харчування та вплив навколишнього середовища у зв’язку з вагою при народженні та

Повноцінне харчування має важливе значення для індивідуального здоров'я, що особливо актуально під час вагітності. Ми використовували індекс харчування, My Nutrition Index, який вимірює адекватність своєї дієти щодо унікальних харчових потреб людей через, наприклад, рівень їхньої активності, дієтичні обмеження, спосіб життя та розмір тіла.

Використання цієї персоналізованої метрики харчової поживності при аналізі пренатального впливу навколишнього середовища та результатів розвитку дозволяє проводити тестування на потенційні пом’якшувальні ефекти хорошого харчування.

Ми також пропонуємо стратегію аналізу для дослідження балансу корисних джерел їжі, які також є джерелом токсинів навколишнього середовища.

Вступ

Адекватне допологове харчування має важливе значення для таких результатів вагітності, як метаболізм і ріст, а також нейророзвиток.1–3 Більшість наукових робіт з питань пренатального харчування зосереджуються на окремих поживних речовинах, хоча щоденні дієти містять суміші поживних речовин - де деякі можуть бути достатніми, а інші ні. My Nutrition Index (MNI) - це персоналізований цілісний показник поживності щоденного раціону, який враховує десятки харчових речовин, а також персоналізовані харчові потреби. MNI включає обмеження в харчуванні, індивідуальні особливості (тобто вік, зріст, вага, стать), рівень активності та поведінку/умови здоров’я (наприклад, вагітність, стан куріння) та хронічні захворювання (наприклад, діабет із обмеженням цукру, гіпертонія з обмеженням натрію, панкреатит з рекомендаціями щодо споживання білка та жиру).

Особливим акцентом цього дослідження є харчові потреби вагітних жінок. Харчові орієнтири різні для вагітних жінок порівняно з жінками того ж віку щодо вітамінів (А, тіаміну, рибофлавіну, ніацину, В6, фолатів, В12, С, Е), мінералів (кальцій, залізо, магній, цинк) та клітковини. 4 У нашому дослідженні при розрахунках для MNI ці змінені настанови використовувались при розрахунку MNI.

Доведено, що вибір дієти в дороді пов’язаний із ростом плода та нейророзвитком дитини. Наприклад, було показано, що вживання овочів до дородового періоду благотворно впливає на вагу при народженні.5 Доведено, що належні пренатальні концентрації вітамінів, мінералів, білків та незамінних жирних кислот мають сприятливий вплив на вагу при народженні та мозок, що розвивається, тоді як недоліки ці поживні речовини можуть мати протилежний ефект.2 6 Однак складність загальної поживності під час вагітності - як вимірюється за допомогою індексу, що відображає дотримання дієтичних рекомендацій - не використовувалася для оцінки результатів вагітності та нейророзвитку.

Важливим питанням екологічного дослідження здоров’я є те, чи пом’якшує належне харчування вплив токсичних речовин навколишнього середовища; тобто, чи змінює правильне харчування нахил, пов’язаний із токсичним фактором для навколишнього середовища та наслідками для здоров’я - взаємодією. Наприклад, було показано, що пренатальний вплив бісфенолу F (BPF) пов’язаний з нейророзвитком та зниженням когнітивних здібностей у віці 7 років.7 Ми зацікавлені в оцінці того, чи зменшується ця несприятлива асоціація при повному харчуванні. Більш складний сценарій полягає в тому, що хороша дієта може бути джерелом хімічного впливу, як це відбувається з перфторалкільними кислотами (PFAA), (наприклад, споживання риби є джерелом поглинання перфтор-октансульфонової кислоти (PFOS), де пренатальна експозиція для було показано, що кілька поодиноких PFAA асоціюються з меншою вагою при народженні.8 9 Цікавим напрямком дослідження є вимірювання балансу між здоровою пренатальною дієтою, яка також може бути джерелом токсичних речовин для навколишнього середовища.

Завданням нашого дослідження було визначити, чи поживність - як вимірюється MNI - дієти вагітних жінок пов’язана з вагою дітей при народженні та когнітивним функціонуванням у віці 7 років. Подальшою метою було вивчити, чи може харчування, виміряне за допомогою MNI, пом'якшити вплив пренатального впливу навколишнього середовища за двома сценаріями: (1) Чи взаємодіє належне пренатальне харчування з BPF, пов'язане з нейророзвитком. (2) Чи покращує належне допологове харчування, яке може бути джерелом впливу ПФОС, пов'язаний з цим несприятливий вплив на вагу при народженні.

Методи

Опис дослідження SELMA

Дієтичні звички вагітних у шведській когорті навколишнього середовища, поздовжнього, матері та дитини, астми та алергії (SELMA) вимірювались за допомогою опитувальника частоти їжі (FFQ), поданого в середині вагітності (медіана 20 тижня). SELMA - це когортне дослідження щодо вагітності, призначене для дослідження раннього впливу хімічних речовин навколишнього середовища (медіана 10 тижня вагітності) та наслідків для здоров’я, пов’язаних із метаболізмом та ростом, нейророзвитком, статевим розвитком, астмою та алергією. 10 SELMA завербувала вагітних жінок у окрузі. м. Вермланд, Швеція, у період з вересня 2007 р. по березень 2010 р. Жінки, які вміли читати шведську мову і не планували виїзду за межі округу, були набрані під час першого візиту до дородового догляду; Було виявлено 8394 вагітних жінок, 6658 мали право на участь та 2582 (39%) погодились взяти участь. Детальні критерії відбору та процедури збору зразків були опубліковані раніше.10 Учасники надали письмову згоду.

Результати у дітей

Дані щодо ваги при народженні та гестаційного віку, а також ваги матері, віку та співвідношення були отримані зі Шведського реєстру народжень. Підготовлені психологи оцінювали когнітивне функціонування за допомогою шкали інтелекту Wechsler для дітей, четверте видання (WISC-IV) .11 Був використаний повномасштабний коефіцієнт інтелекту, який відображає загальні когнітивні здібності, і індексується із середнім значенням і SD 100, 15 відповідно. Тест проводився у віці 7 років.

Дієтична оцінка

Опис MNI

Додатковий матеріал

Під час розрахунків для MNI у нашому дослідженні використовувались рекомендації для вагітних щодо дієтичних вітамінів та мінералів. Ми використовували дані опитувальника щодо віку, зросту, ваги вагітності, рівня активності (за шкалою 1–5) та стану куріння. Ми припустили загальні рекомендації щодо білка (тобто 0,8 г/кг маси тіла) та 25% калорій з жиру.

PFOS у пренатальній сироватці

Загальний, неізомерспецифічний ПФОС у сироватці крові аналізували за допомогою рідинної хроматографії-тандем-мас-спектрометрії (LC/MS/MS; QTRAP 5500, AB Sciex, Фостер-Сіті, Каліфорнія, США) в Департаменті медицини праці та навколишнього середовища ( OEM) у Лунді, Швеція. Використовували метод, представлений раніше Ліндом.15 Коротко, аликвоти по 100 мкл сироватки додавали з позначеним внутрішнім стандартом для PFOS і осаджували з використанням ацетонітрилу і енергійно струшували протягом 30 хв. Зразки аналізували у рандомізованому порядку та у двох примірниках. У кожну аналітичну партію були включені еталони калібрування, два саморобні зразки контролю якості (QC) та зразки хімічних заготовок. Межа виявлення (LOD) становила 0,06 нг/мл для PFOS. Коефіцієнти варіації (CV) зразків контролю якості становили 11% при 5 нг/мл та 10% при 10 нг/мл для PFOS. Аналіз PFOS є частиною програми контролю якості між аналітичними лабораторіями (Ерланген, Німеччина). Лабораторія також бере участь у вправах міжлабораторного порівняння (ICI) у зовнішній схемі забезпечення якості (тобто так званих вправах ICI/EQUAS) для аналізу PFOS і схвалена проектом HBM4EU, спільними зусиллями біомоніторингу людини у 30 країн Європейського Союзу.

БНФ у пренатальній сечі

BPF в сечі аналізували LC/MS/MS на OEM в Лунді, Швеція. 16 Коротко, 200 мкл аликвот сечі обробляли β-глюкоронідазою (Escherichia coli) при 37 ° C протягом 30 хв, після чого позначали внутрішнім стандартом для Було додано БНФ. У кожну аналітичну партію були включені калібрувальні стандарти, зразок контролю якості та хімічні зразки. LOD становив 0,024 нг/мл для BPF. CV зразка контролю якості для BPF становив 9% при 6 нг/мл. Креатинін вимірювали ферментативно і використовували для регулювання концентрації аналіту для розведення сечі. Лабораторія бере участь у вправах ICI/EQUAS для аналізу BPF і схвалена проектом HBM4EU.

Вибір коваріатів

(A) Розподіл мого індексу харчування в середині вагітності когорти вагітності SELMA; та (B) графік розкиду MNI та індексу суми риби (сума разів/тиждень споживання прісноводної риби). SELMA, шведський екологічний, поздовжній, матері та дитини, астма та алергія.

Зведена статистика для дослідницьких наборів для ваги при народженні та 7-річного рівня інтелекту WISC

Когнітивна функція в 7 років

У моделі для IQ WISC за 7 років MNI, вага матері, загальна енергія, logBPF були відцентровані та масштабовані (середнє = 0, стандартне відхилення (STD) = 1) для інтерпретації коефіцієнтів регресії з точки зору ЗПСШ. Перехоплення (95,6) є середнім 7-річним коефіцієнтом інтелекту для середнього значення цих змінних та референтними групами для категоріальних змінних: чоловік, некурящий, народжені на терміні та низька освіта. Середній коефіцієнт інтелекту WISC за 7 років збільшується на 1,29 бала при збільшенні ІМП із ЗПСШ з урахуванням коефіцієнтів (р = 0,010; таблиця 2). MNI також був статистично значущим при поправці на масу тіла при народженні (p = 0,017), креатинін та logBPF (p = 0,009). У повністю скоригованій моделі BPF був негативним та статистично значущим (p = 0,001). Цікаво, що в цій моделі середній коефіцієнт інтелекту збільшується на 1,29 одиниці при збільшенні ІПНП, що приблизно дорівнює зниженню коефіцієнта інтелекту на 1,38 бала при збільшенні logBPF на 1 STD.

Аналіз зв'язку між MNI (Z-оцінка, в одиницях SD) від FFQ середнього періоду вагітності та IQ WISC за 7 років з урахуванням коефіцієнтів у таблиці 1 (n = 767). Безперервні змінні були оцінені Z для зручності інтерпретації. Шкала - це оцінка середньоквадратичної помилки

Вага при народженні

При аналізі ваги при народженні, MNI, вага матері, загальна енергія, logPFOS були відцентровані та масштабовані. Відрізок (3721 г) - це середня вага при народженні середнього значення цих змінних та референтних груп: чоловіки, некурящі, народжені на терміні та низька освіта. MNI був позитивно пов'язаний з вагою при народженні (p = 0,009; таблиця 3). Індекс також був статистично значущим при поправці на logPFOS (p = 0,005). У повністю скоригованій моделі PFOS був негативним та статистично значущим (p Переглянути цю таблицю:

Переглянути вбудований
Переглянути спливаюче вікно

Аналіз зв'язку між MNI (Z-оцінкою в одиницях SD) із середньоквадратичними показниками середнього періоду вагітності та вагою при народженні, скоригованою для коваріатів, у таблиці 1 (n = 1312). Безперервні змінні були оцінені Z для зручності інтерпретації. Шкала - це оцінка середньоквадратичної помилки

Аналізи на дієтичне джерело ПФОС

(А) Визначення змінної показника споживання риби між групами „низької” та „високої”. Імовірність реєстрації журналу (суцільна лінія) походить від скоригованих моделей, включаючи термін взаємодії з logPFOS. У таблиці 4 наведено оцінки параметрів із використанням зрізу 0,35. Відсоток суб'єктів з високим споживанням риби (пунктирна лінія). (B) Отримана скоригована розрахункова залежність між відсутністю та деяким споживанням риби з використанням зрізу для споживання риби 0,35 (рази на тиждень), в середньому для Z-оцінених безперервних коваріатів та на еталонному рівні для категоріальних змінних (таблиця 4 ). PFOS, перфтор-октансульфонова кислота.

Скоригований аналіз для моделі ваги при народженні, скоригований на вплив ПФОС, харчування, виміряне MNI та коваріатами, з показником низького та високого споживання риби, визначеним змінною показника (див. Рисунок 2; з обмеженням у 0,35 рази/тиждень). Безперервні змінні були оцінені Z для зручності інтерпретації. Шкала - це оцінка середньоквадратичної помилки.

Взаємодія з пренатальним впливом БНФ

Ми також зацікавлені в оцінці того, чи насправді правильне внутрішньоутробне харчування, виміряне за допомогою MNI, зменшує вплив токсичного впливу на навколишнє середовище (BPF) на нейророзвиток - тобто взаємодії. Ми параметризували модель, скориговану для коефіцієнтів, для 7-річного IQ WISC та асоціації з MNI та logBPF, як у таблиці 2, і включили термін взаємодії. Взаємодія не є суттєвою між MNI та logBPF (p = 0,553; фіг.3). Незважаючи на те, що ці дані не демонструють справжнього пом'якшувального ефекту харчування на токсиканти навколишнього середовища (тобто значну взаємодію, коли правильне харчування зменшує негативний нахил токсиканта), вони дозволяють загально уявити, що хороше допологове харчування покращує важливі метаболічні та когнітивні заходи в дітям для низького та середнього ступеня внутрішньоутробного впливу. Однак позитивний вплив харчових речовин при низькій експозиції зменшується з високим впливом BPF на навколишнє середовище, про що свідчить зменшення нахилу поверхні, коли logBPF становить 2 нг/мл.

Розрахована скоригована асоціація даних SELMA між пренатальним MNI та BPF при прогнозуванні IQ WISC на 7 років; у моделі із терміном взаємодії між MNI та токсикантом. БНФ, бісфенол F; MNI, мій індекс харчування; SELMA, шведський екологічний, поздовжній, матері та дитини, астма та алергія; WISC, Wechsler Intelligence Scale для дітей.

Обговорення

MNI - це показник поживності дієтичного споживання, який вимірюється за допомогою специфічних для суб’єкта характеристик. У поточному дослідженні ми зосереджуємось на оцінці харчування в середині вагітності в дослідженні SELMA на основі даних FFQ. При коригуванні загальної кількості калорій, MNI вимірює поживність цих калорій на основі макроелементів та десятків вітамінів та мінералів. Як очікувалося, покращення пренатального харчування за допомогою метрики MNI суттєво асоціювалося з вищою вагою при народженні та вищими показниками IQ WISC у віці 7 років при контролі за кофакторами.

У своєму огляді впливу пренатального вживання їжі та ваги при народженні Грейгер та Кліфтон демонструють невідповідність епідеміологічних та рандомізованих контрольованих досліджень окремих поживних речовин, особливо акцентуючи увагу на омега-3 багатоланцюгових поліненасичених жирних кислотах, цинку, фолаті, залізі, кальції і вітамін D.1. Однак вони визначають, що є деякі докази того, що споживання дієти цілісних продуктів, таких як фрукти, овочі, нежирні молочні продукти та нежирне м'ясо протягом всієї вагітності, може бути пов'язане з відповідною вагою при народженні. Контраст у дослідженнях окремих поживних речовин у порівнянні із цілісними продуктами та режимами харчування демонструє важливість обліку загального харчування як пов'язаного з результатами для здоров'я; тобто люди споживають не окремі поживні речовини чи продукти, а комбінації продуктів.18 Це аналогічно вивченню окремих хімічних речовин навколишнього середовища порівняно із сумішами хімічних речовин, коли вплив людини на суміші.

Малін та співавт.3 використовували метод оцінки сумішей поживних речовин, який частіше застосовувався для сумішей хімічних речовин навколишнього середовища, а саме зважену регресію квантильної суми. Вони оцінили профілі пренатального та дитячого харчування за даними FFQ з результатами дитячого нейророзвитку у віці 4–6 років, використовуючи шкали дитячих здібностей Маккарті (MSCA), коригуючи коефіцієнти і загальну калорійність. Вони розробили зважені показники “хороших” та “поганих” поживних сумішей як дієтичного, так і додаткового споживання поживних речовин. Багато вітамінів, мінералів та мононенасичених жирів важче зважували на вагах нейророзвитку, щоб забезпечити повноцінне харчування та кращі показники MSCA. Для порівняння, високий рівень цукру, натрію та насичених жирів був пов’язаний із поганим харчуванням та гіршими показниками MSCA.

Ми використовували ПФОС і БПФ як загальні токсичні речовини для навколишнього середовища, щоб продемонструвати протилежні напрямки хорошого харчування, виміряні за допомогою ВНІ, та шкідливі токсичні речовини для навколишнього середовища в моделях регресії. PFOS входить до хімічного класу перфторалкільних кислот, які є великими синтетичними хімічними речовинами, що містяться у багатьох споживчих товарах, включаючи відлякує плями та водовідштовхувальний текстиль, антипригарні покриття та протипожежні піни.27 БНФ - нова альтернатива бісфенолу А (BPA) та дієта вважається основним джерелом BPA (наприклад, із консервованих продуктів). Альтернативи BPA оцінювали в кагорському дослідженні когорти вагітності в Альберті та результатах харчування (APrON). Дієтичні джерела БНФ включають споживання гірчиці, але не консерви

Дієта та хімічний вплив

Перевагою використання індексу для представлення дієтичного харчування є те, що популяційні дослідження можуть включати індекс у моделі, які також враховують вплив навколишнього середовища на токсичні речовини. Противага балансу між повноцінним харчуванням та впливом токсичних речовин у навколишньому середовищі є важливим напрямком дослідження в галузі охорони здоров’я. Особливий інтерес визначає, чи насправді правильне харчування (на основі такої метрики, як MNI) змінює нахил токсикантів - тобто визначення взаємодії. Однак навіть коли взаємодія не є значною, варто відзначити користь харчування щодо несприятливості токсикантів. Такий випадок був при аналізі 7-річного IQ, де МНІ був позитивним і значущим, але БНФ був негативним і значущим.

Більш складна ситуація, коли корисні дієтичні компоненти (наприклад, споживання риби) є основним джерелом токсиканта. Тут ми параметризували модель із взаємодією зі змінною показника, щоб врахувати різні нахили токсиканта при низькому та високому споживанні риби. Значний термін взаємодії, таким чином параметризований, визначає, що існує суттєва різниця в асоціації токсиканта з результатом (вага при народженні) на основі споживання. Наприклад, у цьому документі ми визначили, що нахил, пов'язаний з ПФОС та вагою при народженні, був більш негативним (із граничним значенням) без споживання риби порівняно з будь-яким споживанням риби. Таким чином, існували певні докази того, що користь від вживання риби зменшувала несприятливість ПФОС на вагу при народженні. Звичайно, таке твердження слід ретельно розглянути, оскільки в цьому дослідженні 95% вагітних жінок споживали рибу менше 3,0 разів на тиждень (рисунок 1B) і лише 16% не споживали рибу взагалі.

Порівняння харчових орієнтирів з Міністерства сільського господарства США (USDA) 4 для вагітних жінок порівняно з показниками Північного співробітництва.29 Значення, що перевищують 1, вказують на більш високі орієнтири в США.

Обмеження дослідження

Наше дослідження має обмеження. Ми наблизили внутрішньоутробне харчування на основі однієї оцінки з використанням коефіцієнтів частоти частоти в середині вагітності. Багаторазові пренатальні оцінки FFQ давали б інформацію про узгодженість дієтичного споживання протягом вагітності. Подібним чином, харчування дітей також пов'язане з нейророзвитком і не було оцінено в нашому дослідженні. Крім того, ми вимірювали пренатальний хімічний вплив у певний момент часу протягом першого триместру вагітності. Додаткові пренатальні зразки могли б надати додаткову інформацію про експозицію і дозволили б нам оцінити важливість експозиційних вікон під час вагітності.

Висновки

Харчування - це багатогранна, складна конструкція, де повноцінне харчування повинно бути пов’язане із покращенням результатів для здоров’я; це особливо стосується внутрішньоутробного харчування. MNI - це показник для оцінки поживності щоденного споживання їжі. Ми оцінили харчування, коригуючи загальну кількість калорій, в регресійних моделях, передбачаючи важливі заходи розвитку дитини. Індекс є інформативним у регресійних моделях, які також включають токсичні речовини для навколишнього середовища, такі як ПФОС та БПФ, щоб оцінити потенційний пом’якшувальний ефект належного харчування та впливу навколишнього середовища.