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代謝刷り込みとは、出生前および出生後の環境が子孫に及ぼす長期的な生理学的および代謝的影響を指します。[1]周産期の栄養は、子孫が心血管疾患、肥満、2型糖尿病などの病気を発症する可能性を決定する重要な要因であることが判明しています。 [2]
妊娠中、母体のブドウ糖は血液胎盤関門を通過することができるため[3] 、母体の高血糖は胎児の高血糖と関連している。[4]母体のブドウ糖は血液胎盤関門を通過できるが、母体のインスリンは通過できないため、胎児は自分でインスリンを作らなければならない。[5] [6]その結果、母親が高血糖の場合、胎児は高インスリン血症になる可能性が高く、成長と脂肪の増加につながる。[4]
母親の栄養不足
母親の栄養不足は、低出生体重や、心血管疾患、脳卒中、高血圧、糖尿病など、多くの疾患と関連している。[7]胎児が子宮内にいて十分な栄養を摂取していない場合、エネルギー不足の環境での生活に備えるために、臓器の成長と代謝効率の向上を優先するように適応することができます。出産後、適切な栄養を与えられた場合、赤ちゃんは「キャッチアップ成長」を示し、肥満やその他の関連する合併症につながる可能性があります。妊娠期間中の動物の食物摂取を制限することに基づく研究では、通常の摂取量のわずか30％の減少が低出生体重を引き起こし、高脂肪食誘発性肥満に対する感受性を高める可能性があることがわかりました。[8]
動物モデルでは、子宮内栄養不足が後年の高血圧と関連していることが示されています。これは腎臓の形成が阻害され、ネフロンを通る濾過と流量が減少し、血圧が上昇するためです。[9]
飢餓のようなより極端な出生前状況は、胎児の神経発達に影響を及ぼすことが示されています。[7] 1944年から1945年の冬のオランダ飢餓の後、飢餓の最中に妊娠した人々の統合失調症のリスクが著しく高く、統合失調症性人格障害の有病率も高かったことが判明しました。[10]
母親の栄養過剰
母親の栄養過多は、その後の子供の健康に有害な影響を及ぼす可能性があります。この分野はあまり研究されておらず、理解も進んでいませんが、影響を受ける特定の遺伝子の特定についてはある程度の進歩が見られています。 [7]研究ではDNAの過剰メチル化が調査され、肥満の母親では健康的なBMIの母親よりもメチル化が高いことがわかりました。[11]より具体的な研究では、子宮内の栄養過多に反応して代謝インプリンティングによって変化する可能性のある遺伝子としてレプチン(LEP) が調査され、栄養過多の母親から生まれた子供の胎盤で LEP の過剰メチル化が見つかりました。[12]この過剰メチル化は、循環レプチンのレベルの変化だけでなく、レプチン感受性や恒常性の制御に関与する神経回路の発達にも変化を引き起こすことがわかっており、代謝性疾患のリスクが高まります。
調査の結果、妊娠前に肥満だった母親は、健康的な体重の母親の胎盤よりも胎盤LEPレベルが高い傾向があることがわかった。[12]肥満を克服するための戦略の1つは、胃バイパス手術やその他の同様の手術を使用することですが、これによって代謝刷り込みの変化のリスクが完全に軽減されるわけではありませんが、母親の手術後に生まれた兄弟は、手術前に生まれた兄弟ほど体脂肪率が高くなく、栄養過剰になる可能性も低いことがわかっています。[13]
父親の栄養過剰も有害な影響を及ぼす可能性があり、新生児は一般的にDNAのメチル化に変化を示し、インスリン様成長因子2（IGF2）遺伝子のメチル化が大幅に低下しています。しかし、このテーマは母親の栄養ほど研究されていません。[13]
母体/妊娠糖尿病
妊娠中期および後期にエストロゲン、プロゲステロン、ヒト胎盤ラクトゲン、ヒト胎盤成長ホルモン、コルチゾールなどの特定のホルモンが増加すると、インスリン抵抗性が増加します。このインスリン抵抗性の増加とそれに続くインスリン分泌の増加により、胎児は正常な耐糖能を発達させることができます。[14] 妊娠糖尿病（GDM）は、妊娠によって引き起こされるインスリン抵抗性に適応するのに十分なインスリンをベータ細胞が分泌しないことで発生し、軽度の高血糖につながります。 [15]
メカニズムはまだほとんどわかっていませんが、胎児がGDMや母親の糖尿病にさらされると、代謝刷り込みにより生涯にわたる代謝合併症を引き起こすことが示されています。母親が妊娠前に2型糖尿病と診断された場合、子孫が2型糖尿病を発症するリスクは、妊娠後に診断された場合よりも大幅に高くなります。さらに、母親の糖尿病/GDMにさらされた子孫は、そうでない子孫よりも、子孫が2型糖尿病と診断される年齢が著しく低くなります。これは、胎児の発達中のDNAメチル化の結果であると考えられています。 [14]
参考文献
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