Επίδραση διατροφής, πριν και κατά την διάρκεια της κύησης, στην αναπαραγωγική ικανότητα μυών και στο μεταβολικό προφίλ αυτών και των απογόνων τους

Abstract

Current scientific literature demonstrates a correlation between diet-induced maternal glycemia with weight/birth length and metabolic profile of the offspring. Furthermore, perinatal dietary habits seem to affect fertility and the outcome of pregnancy. Nutrition during the early stages of development has been associated with long-term effects on health, morbidity and mortality risks in adulthood, a phenomenon called «metabolic programming". The perinatal dietary habits that influence the fetal environment have not been fully elucidated. There is indeed a significant bibliographic shortage with regards to carbohydrates and their influence on perinatal maternal glycaemia (easily digestible or indigestible carbohydrates or high and low glycaemic index (GI) carbohydrates). The purpose of this research was to investigate the effect of perinatal dietary GI on mice metabolic profile, fertility potential, and pregnancy outcomes as well as on their offspring’s metabolic profile. Diets of different GI carbohydrate quality (carbohydrate rich isocaloric diets of differing glycemic index) were administered to C57bl/6 mice prior and during reproduction. The mother and offspring metabolic profile was evaluated. Biochemical markers of lipid and glycemic control (total cholesterol, triglycerides, high density lipoprotein (HDL) and low density lipoprotein (LDL), blood glucose) were assessed. ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay) was performed for the determination of insulin, insulin-like growth factor (IGF-1), leptin, total adiponectin and high molecular weight (HMW) adiponectin, follicle stimulating hormone (FSH) and luteinizing hormone (LH). Histopathological assessments with the use of the appropriate staining histological and cytological were performed for the liver and pancreas. The results show that, overall, perinatal diets enriched with carbohydrates in the form of starch of varying in glycemic index (i.e. amylose and amylopectin) affect the survival, reproductive capacity of animals and indices of the metabolic profile of their offspring during adulthood. The most critical observations are summarized as follows: 1. The high GI diet of mice correlates with increased reproductive potential. 2. The offspring of mothers that during the perinatal period consumed a high GI diet had significantly lower levels of IGF-1, HDL-cholesterol and higher mean LDL-cholesterol compared with the parents of the same food group (generation F1) at the same age (4.5 months). The importance of this research project lies in that it brings new evidence to light, regarding the perinatal dietary influence of GI on the reproductive health of the mother and the metabolic profile of both the mother and its offspring. This study also attempts to address, the complex effect of the 1st generations’ nutrition on the expression of the phenotype of the 2nd.

Βιβλιογραφικά δεδομένα δείχνουν συσχέτιση της μητρικής διατροφής με το βάρος/μήκος γέννησης καθώς και το μεταβολικό προφίλ του απογόνου. Το μητρικό διατροφικό περιβάλλον ασκεί μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στην υγεία, τη νοσηρότητα και τους κινδύνους θνησιμότητας στους απογόνους κατά την ενήλικη ζωή, ένα φαινόμενο που ονομάζεται «μεταβολικός προγραμματισμός» [3]. Ως επί το πλείστον, οι περιγεννητικές διατροφικές συνήθειες επηρεάζουν την γονιμότητα των γονέων και την έκβαση της κυήσεως. Σκοπός της παρούσης μελέτης είναι η διερεύνηση διατροφικών παραμέτρων που επηρεάζουν την λειτουργία των αναπαραγωγικών ορμονών και το μεταβολικό προφίλ γονέων και απογόνων από την νεογνική φάση έως την ενήλικη ζωή. Για την εκπόνηση του συγκεκριμένου έργου χρησιμοποιήθηκαν C57Bl/6 θηλυκοί μύες στους οποίους χορηγήθηκε περιγεννητικά ισοθερμιδική διατροφή εμπλουτισμένη με υδατάνθρακες (άμυλο) διαφορετικού γλυκαιμικού δείκτη (ΓΔ). Πριν, και μετά την κύηση ελέγχθηκαν στις μητέρες και στους απογόνους τους, βιοχημικοί δείκτες του μεταβολισμού των λιπιδίων και των υδατανθράκων (ολική χοληστερόλη, τριγλυκερίδια, λιποπρωτεΐνη υψηλής πυκνότητας (HDL-χοληστερόλη) και λιποπρωτεΐνη χαμηλής πυκνότητας (LDL-χοληστερόλη), και η γλυκόζη αίματος). Επίσης διενεργήθηκαν Ανοσοενζυμικές τεχνικές ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assays) για τον προσδιορισμό των επιπέδων της ινσουλίνης, του ινσουλινόμορφου αυξητικού παράγοντα (IGF-1), της λεπτίνης, της ολική αδιπονεκτίνης και της υψηλού μοριακού βάρους (HMW) αδιπονεκτίνης, της ωοθυλακιοτρόπου ορμόνης (FSH) και της ωχρινοτρόπου ορμόνης (LH). Με τη χρήση μεθόδων ιστοπαθολογίας και κατάλληλων χρώσεων αξιολογήθηκαν παθολογοανατομικά το ήπαρ και το πάγκρεας. Τα αποτελέσματα δείχνουν συνολικά ότι χορήγηση διατροφής εμπλουτισμένης με υδατάνθρακες σε μορφή αμύλου διαφορετικού ΓΔ περιγεννητικά, επηρεάζει την επιβίωση, την αναπαραγωγική ικανότητα των πειραματοζώων και δείκτες του μεταβολικού προφίλ των απογόνων τους στην ενήλικη ζωή. Οι κρισιμότερες παρατηρήσεις συνοψίζονται ως εξής: 1. Η περιγεννητική διατροφή υψηλού ΓΔ των μυών συσχετίζεται με αυξημένο αναπαραγωγικό δυναμικό σε σχέση με την χαμηλού ΓΔ. 2. Σε πρώιμο νεογνικό στάδιο δεν είναι εμφανείς οι πιθανές φαινοτυπικές διαφορές στους απογόνους μητέρων που ελάμβαναν διατροφή διαφορετικής περιεκτικότητας σε υδατάνθρακα κατά την διάρκεια της κύησης. 3. Η επίδραση των συστατικών της αμυλόζης και της αμυλοπηκτίνης σε ποσοστώσεις που προσομοιάζουν τις ανθρώπινες συνθήκες κατανάλωσης, δεν επηρεάζουν με διαφορετικό τρόπο, η κάθε μία, την ινσουλιναιμία. 4. Οι απόγονοι μητέρων που κατά την περιγεννητική φάση διατρέφονταν με δίαιτα υψηλού ΓΔ παρουσίασαν σημαντικά χαμηλότερες μέσες τιμές IGF-1, HDL-χοληστερόλης και υψηλότερες μέσες τιμές LDL-χοληστερόλης, σε σχέση με της τους ενήλικες γονείς της ίδιας διατροφικής ομάδας (γενιά F1) σε ίδια ηλικία (4.5 μηνών). H έρευνα που αφορά στον διατροφικό προγραμματισμό χρόνιων ασθενειών περιγεννητικά, μπορεί να αλλάξει τον τρόπο ανίχνευσης, πρόληψης αλλά και θεραπείας των χρόνιων νοσημάτων, με σημαντικές προεκτάσεις στη δημόσια υγεία και οικονομία.