Несприятливі наслідки для плоду та новонароджених, пов’язані з дієтою з високим вмістом жиру протягом усього життя: роль зміненого розвитку судин плаценти

Емілі К. Хейс

1 Департамент педіатрії, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

2 аспірантура з медичних наук, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

Анна Лехович

1 Департамент педіатрії, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

2 аспірантура з медичних наук, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

Джим Дж. Петрік

3 Відділ біомедичних наук, Університет Гвельфа, Гвельф, Онтаріо, Канада,

Ярина Сторожук

1 Департамент педіатрії, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

Сабріна Паез-Батько

1 Департамент педіатрії, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

Цінь Дай

1 Департамент педіатрії, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

Імтіаз А. Самджоо

1 Департамент педіатрії, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

2 аспірантура з медичних наук, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

Маргарет Менселл

1 Департамент педіатрії, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

Андрі Груслін

4 Відділ материнської фетальної медицини, Кафедра акушерства та гінекології, Науково-дослідний інститут лікарні Оттави, Університет Оттави, Отава, Онтаріо, Канада,

5 Кафедра клітинної та молекулярної медицини, Науково-дослідний інститут лікарні Оттави, Університет Оттави, Оттава, Онтаріо, Канада,

Елісон К. Холлоуей

6 Кафедра акушерства та гінекології Університету Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

Сандіп Раха

1 Департамент педіатрії, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

2 аспірантура з медичних наук, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада,

Задумав і спроектував експерименти: SR ACH AG. Виконував експерименти: EKH AL JJP YS SPP QD IAS MM SR. Проаналізовано дані: EH AL JJP AG ACH SR. Внесені реагенти/матеріали/інструменти для аналізу: JJP AG SR. Написав папір: EKH AL ACH SR.

Пов’язані дані

Анотація

Вступ

Дані Центру контролю за хворобами вказують на те, що у 2008 р. Майже 20% дітей у віці 6–11 років вважалися ожирінням, і багато жінок цієї групи, ймовірно, залишаться ожирінням впродовж свого дітородного віку [1]. Насправді, епідеміологічні дослідження повідомляють, що 15–20% жінок репродуктивного віку в Канаді, США, Австралії та Великобританії в даний час мають клінічне ожиріння (ІМТ> 30 кг/м 2) [2] - [4]. Зі зростанням рівня ожиріння очевидно, що наслідки ожиріння, що спостерігається протягом усього життя, на наслідки вагітності потребують вирішення. Є переконливі докази того, що жінки з ожирінням мають підвищений ризик розвитку багатьох ускладнень, пов’язаних з вагітністю, для власного здоров’я, таких як гестаційний діабет та прееклампсія [5] - [7]. Окрім проблем зі здоров'ям матері, також суттєво зростає ризик ускладнень плода, таких як спонтанні аборти, асфіксія плода та мертвонародження [8], а також підвищений ризик пологів як малих для гестаційного віку (СГА), так і великі для немовлят гестаційного віку (LGA) [2], [9], [10]. Ожиріння до тяжкості також сприяє зниженню народжуваності у жінок [6], [11], [12]. Це може бути пов’язано з порушенням функції ооцитів [13] або хронічним станом запалення, пов’язаного з ожирінням [14], що може сприяти порушенню імплантації бластоцисти [15].

Хоча механізми опосередкованого ожирінням зниження плодючості чітко не зрозумілі, сучасні припущення припускають, що змінений рівень цитокінів і адипокінів, а також гормонів, таких як інсулін, може впливати на овуляцію та імплантацію (оглянуто в [16]). Ожиріння матері також пов'язане з низкою метаболічних порушень, таких як резистентність до інсуліну, підвищений вміст тригліцеридів у сироватці крові та підвищення артеріального тиску (розглянуто в [17]). На додаток до цих системних ефектів, ожиріння також асоціюється із специфічними для тканин змінами функції мітохондрій та підвищеною продукцією активних форм кисню (АФК), що призводить до посилення окисного стресу [18], [19].

Деякі з цих змін, пов'язаних з ожирінням матері, можуть призвести до змін у розвитку або функції плаценти. Вирішальне значення для правильного розвитку плаценти має встановлення судинної архітектури між материнською та фетальною системами кровообігу. Функціональні недоліки цього інтерфейсу можуть сприяти внутрішньоутробному обмеженню росту (IUGR) та прееклампсії (розглянуто в [20]), а також значному збільшенню передчасної загибелі плоду [6], [21], [22]. Хоча попередні епідеміологічні дослідження пов'язували підвищення ІМТ з дисфункцією плаценти та несприятливими акушерськими наслідками [2], [23] механізми таких асоціацій не були до кінця з'ясовані.

Більшість моделей тварин, які намагаються усунути наслідки ожиріння матері, зосереджуються на постнатальних результатах [24] або піддають дам короткостроковій дієті з високим вмістом жиру (ВЧ) безпосередньо перед вагітністю або під час гестації [25], [26]. Це призвело до відносної убогості даних щодо наслідків тривалого ожиріння матері на функцію плаценти та розвиток плода. Ми розробили модель гризунів, яка розглядає наслідки ожиріння протягом усього життя на розвиток плаценти. Наша модель припускає, що дієта з високим вмістом жиру протягом усього життя змінює васкуляризацію плаценти, і це має несприятливі наслідки для виживання плода. Ми спостерігаємо збільшення кількості мертвонароджених та зменшення ваги при народженні, а також зменшення виживання новонароджених. Ці погані наслідки для плоду та новонароджених можуть бути зумовлені посиленням плацентарної гіпоксії та тенденцією до посилення окисного стресу як наслідком зміненого розвитку судинної плаценти.

Результати

ВЧ-дієта призводить до збільшення біомаркерів, пов’язаних із ожирінням

Дами з ВЧ-годуванням були на 22% важчі до 19-тижневого віку (рис. S1) і мали в 3 рази більший рівень сироваткового лептину порівняно з дамами, що годувались CON (табл. 1). Для оцінки складу жиру в організмі матерів до вагітності КТ (n = 7 у кожній групі) проводили у віці 19 тижнів (малюнки 1А та 1В). Загальний вміст жиру в тілі в ділянці між дном легенів і верхівкою крижово-клубового суглоба був приблизно в 7 разів вищим у дамбах, що живляться ВЧ, порівняно з дамами, що харчуються CON (Рисунок 1C). Крім того, було виявлено, що вага жирової тканини в животі під час вагітності (GD15) у 2,5 рази більша у тварин, що харчуються ВЧ (10,08 ± 0,49% проти 4,24 ± 0,25% від загальної маси тіла; рис. 1D).