W jaki sposób warunki środowiskowe we wczesnym dzieciństwie rzutują na stan zdrowia w przyszłości?

Najnowsze wyniki uzyskane przez naukowców z Northwestern University pokazują w jaki sposób wczesne wpływy środowiskowe mogą przyczyniać się do rozwoju stanu zapalnego w wieku dorosłym. Odpowiedź zapalna jest jednym z istotnych czynników ryzyka wystąpienia różnych schorzeń, w tym chorób układu krążenia, cukrzycy, chorób autoimmunologicznych i demencji.

Czytaj dalej W jaki sposób warunki środowiskowe we wczesnym dzieciństwie rzutują na stan zdrowia w przyszłości?

Układ immunologiczny płodu rozwija się znacznie wcześniej niż sądzono, lecz działa inaczej niż u dorosłych

Do tej pory rozwój układu odpornościowego u płodu stanowił pewną zagadkę, jednak niedawno opublikowane wyniki sugerują, że komórki dendrytyczne pojawiają się w organizmie wcześnie, już w drugim trymestrze ciąży, a jednym z ich zadań jest hamowanie reakcji immunologicznej na komórki matczyne.

“Wyniki opublikowane w Nature przyczyniają się do poszerzenia naszej wiedzy na temat mechanizmów odpowiedzialnych za rozwój układu immunologiznego w łonie matki”, zauważa says Mike McCune, naukowiec z Uniwerystetu Kalifornijskiego w San Francisco.

W ramach badania, Florent Ginhoux immunolog z A*STAR w Singapurze oraz Jerry Chan z Duke-NUS Medical School, wykorzystali eksperymentalną terapię genową i komórkową. “Jedną z głównych przeszkód i trudności leczenia dziecka w łonie matki (in utero) jest ryzyko odrzucenia jej przez płód. Zadając sobie pytanie kiedy układ odpornościowy u płodu dojrzewa, mogliśmy określić „okienko immunologiczne”, okres w którym pojawia się możliwość rozpoczęcia terapii,” mówi Ginhoux.

Zespół naukowców pobrał próbki tkanek płodów między 12 a 22 tygodniem ciąży (licząc od dnia ostatniej miesiączki), sklasyfikował i opisał komórki immunologiczne; przypuszczano, że dojrzewanie układu odpornościowego następuje późno, co pozwoliłoby badaczom wdrożyć terapię wcześnie, unikając odrzucenia. Jednak obserwacje zaskoczyły badaczy – “system immunologiczny startuje bardzo, bardzo wcześnie,” mówi Ginhoux.

Okazało się, że komórki prezentujące antygen, tzw. komórki dendrytyczne, obecne są w skórze, śledzionie, grasicy i płucach płodu już od 13 tygodnia ciąży. W teście in vitro były one zdolne do reagowania na antygeny bakteryjne i wirusowe, pobudzając limfocyty T – podobny proces zachodzący w przypadku dorosłych komórek.

Hodując dendrytyczne komórki płodowe wraz z dorosłymi (o innym genomie) zaobserwowano różnicowanie się limfocytów T regulatorowych (Treg) pod ich wpływem. Komórki Treg zaangażowane są w hamowanie zbyt nasilonej reakcji immunologicznej, a zatem komórki dendrytyczne pobudzając Treg, pośredniczą w tym procesie (tłumią reakcje płodu na komórki matczyne).

Same dorosłe komórki dendrytyczne w podobnych warunkach hodowlanych indukowały mniej licznie limfocyty Treg, a bardziej limfocyty NK (natural killer). Wspólna hodowla z komórkami płodowymi sprawiła, że komórki płodu wpływały supresyjnie (hamująco) na aktywność dorosłych komórek indukujących limfocyty NK.

“Coraz bardziej popularna staje się idea, że układ immunologiczny w życiu płodowym nie jest – jak sądzono do tej pory – niedojrzały czy niedziałający. Wręcz przeciwnie, on działa, lecz zupełnie inaczej niż u dorosłych”, wyjaśnia McCune.

Oprócz tego, że udało się znaleźć ogólne podobieństwa w profilach ekspresji genów w komórkach dendrytycznych płodu i dorosłego, odkryto także różnice w szlakach związanych z edukacją limfocytów T, immunosupresją (hamowanie reakcji odpornościowych) i innych. Naukowcy powiązali osłabienie reakcji odpornościowej m.in z aktywnością enzymu, arginazy-2, obficie występującej w komórkach dendrytycznych płodu, ale nieobecnej u dorosłych. Wykazano, że arginaza-2 zaburza wydzielanie cytokiny TNF-α (odgrywającą rolę w aktywacji limfocytów T), zarówno przez komórki płodowe jak i dorosłe.

Zespół naukowy chcę w dalszej kolejności zbadać te różnice. Hipoteza jaką wstępnie postawiono zakłada, że wszystkie typy komórek odpornościowych przyczyniają się do immunosupresji i zapewniają homeostazę w rozwijającym się organizmie płodu.

“Jednym z naszych celów jest opracowanie atlasu immunologicznych komórek płodowych. Chcemy zmapować cały układ odpornościowy na różnych etapach rozwoju, aby pokazać jak wygląda we wczesnej, środkowej i późnej fazie, mówi Ginhoux.

John Tregoning, pracujący nad szczepionkami w Imperial College London w Wielkiej Brytanii, przyznaje, że to co dzieje się z układem immunologicznym płodu w drugim i trzecim trymestrze ciąży jest kwestią otwartą.

“To czego dokonano w tym badaniu jest trudne. Ale istnieje spora różnica między najstarszą tkanką płodu wykorzystaną w badaniu a porodem”, mówi Tregoning. Badanie rozwoju odporności u starszych płodów będzie wyzwaniem, o ile w ogóle będzie możliwe, głównie ze względu na trudności z pozyskiwaniem próbek.

Mimo trudności, potencjalne zastosowania są obiecujące. “Teraz gdy mamy trochę większą świadomość tego jak działa immunotolerancja u płodu, czy możemy ją przełożyć na sytuację u dorosłych osób?” mówi McCune. Lepsze poznanie tej kwestii może być pomocne w zapobieganiu powikłaniom ciążowym tj. poronienie czy cukrzyca ciężarnych, a także wnieść nowy wgląd w terapie chorób autoimmunologicznych i pozwoli uniknąć odrzucenia przeszczepów w przypadku transplantacji czy terapii komórkowych.

“Niektóre ze zdarzeń zachodzących w czasie rozwoju mogą być istotne w odniesieniu do chorób w wieku dorosłych, a teraz układ immunologiczny płodu stał się częścią tego równania,” mówi Ginhoux.

[su_divider style=”dotted” size=”1″]

Źródło

  1. N. McGovern et al., “Human fetal dendritic cells promote prenatal T-cell immune suppression through arginase-2,” Nature, doi:10.1038/nature22795, 2017.
  2. Abby Olena. Fetal Immune System Operational By Second Trimester. The Scientist, June 14, 2017
  3. Heidi Ledford. Eye-opening picture of fetal immune system emerges. Nature News, 14 June 2017.
  4.  Gretchen Vogel. A fetus needs to defend itself against foreign bodies—so how does it avoid attacking its mother? Science Mag, Jun. 14, 2017

Matczyna edukacja odporności

Wiedza na temat ochronnych właściwości mleka kobiecego jest znana już od dawna; jednym z mechanizmów odpowiedzialnych za taki efekt jest transfer przeciwciał, wpływający na tzw. “odporność bierną”. Zespół naukowców z University of California z Riverside udowodnił, że oprócz tego, mleko ma również duży wpływ na tworzenie układu odpornościowego dziecka przez proces, który nazwano “matczyną edukacją odporności”.

Specjalne komórki układu immunologicznego matki przekraczają barierę przewodu pokarmowego dziecka i trafiają do grasicy. W niej biorą aktywny udział w uczeniu układu odpornościowego niemowlęcia, trenując reakcję na infekcje, z którymi wcześniej zetknęła się matka.

W badaniu wykorzystano mysi model karmienia piersią. Wyniki tej pracy mają istotne znaczenie dla programu szczepień – mogą świadczyć o tym, że do uzyskania odporności noworodka na choroby zakaźne, może wystarczyć sztuczna immunizacja matki.

“To jeszcze jeden sposób w jaki mamy zapewniają ochronę swoim dzieciom” – zauważa Ameae Walker, profesor biomedycyny ze Szkoły Medycznej UC Riverside, która prowadziła te badania. “To tak, jakby mama mówiła: Zobacz z czym się zetknęłam w środowisku i zobacz, jak sobie z tym poradzić. Repliki – kopie matczynych komórek odpornościowych, które wytworzy organizm dziecka – będą mu zapewniały odporność przez całe życie.”

“Niektóre szczepionki wiążą się z ryzykiem u noworodków, z kolei inne nie działają zbyt efektywnie u tak małych dzieci. Jeśli będziemy mogli zaszczepić kobietę dawkami przypominającymi zanim zajdzie w ciążę, komórki przetransportowane podczas karmienia piersią, będą mogły zapewnić dziecku ochronę jak najwcześniej. w naszym badaniu wykorzystaliśmy mysi model karmienia piersią, dzięki czemu mogliśmy dokładnie zbadać ten proces, ale wiemy że podobne procesy zachodzą również u ludzi,” mówi prof. Walker.

Jednym z czynników zakaźnych badanych przez zespół jest Mycobacterium tuberculosis, bakteria wywołująca gruźlicę (TB); choroba ta jest nadal ogromnym problemem w niektórych krajach, który pogarsza się wraz z tworzeniem szczepów opornych na antybiotyki. Małe dzieci nie uzyskują pełnej odporności po szczepieniu, które zapobiega niektórym groźnym powikłaniom, ale nie chroni przed samym zakażeniem układu oddechowego (gruźlicą płucną).

“Mamy nadzieję, że dzięki szczepieniu matki, która przekaże odporność wraz z mlekiem, poprawi się odporność dzieci przed gruźlicą. To trochę jak “zaszczepienie dziecka bez szczepienia”. W niektórych przypadkach, nasze wyniki sugerują, że ochrona przekazana w mleku, jest bardziej skuteczna, niż bezpośrednie szczepienie dziecka przeciw gruźlicy. Oczywiście potrzebne będą jeszcze badania kliniczne, aby jednoznacznie potwierdzić ten wpływ u ludzi” – powiedziała prof. Walker.

To jak wiele komórek immunologicznych przedostaje się z organizmu matki do dziecka, zależy w dużej mierze od tego, w jakimś stopniu układ kobiety narażony był na kontakt z czynnikami zakaźnymi i jak mocno reagował na daną infekcję. Jeśli kobieta miała często kontakt z danym czynnikiem, jej układ odpornościowy będzie miał wzmocnioną reakcję i odpowiednio więcej komórek trafi do dziecka wraz z pokarmem.

Zdaniem prof. Walker, przeciwciała i komórki immunologiczne przekazywane kiedyś przez mamki, miały duży wpływ na zdrowie, a więc i przeżywalność dzieci rodów królewskich.

“Mamki, kobiety karmiące własnym mlekiem cudze dzieci, zazwyczaj pochodziły z niższych warstw społecznych i najprawdopodobniej były narażone na większą ilość czynników zakaźnych; ich układ odpornościowy musiał być silny. Z badań możemy wywnioskować, że spożywanie przez dziecko pokarmu wielu kobiet z różną “immunologiczną przeszłością”, wiąże się z istotnymi korzyściami. Karmienie “na żądanie” było dawniej powszechne w większości kultur – płaczące dziecko przystawiano od razu do piersi; ogólnie, większość były w ciąży lub w trakcie laktacji, więc potrzebujące niemowlę mogło otrzymać pokarm szybko i niekoniecznie od matki. Dziś wydaje nam się to dziwne, jednak jest to ciekawa koncepcja jeśli wziąć pod uwagę korzyści i zdrowie dziecka.”

[su_divider style=”dotted” size=”1″]

Źródło
  1. Ghosh, Mrinal K. et al. “Maternal Milk T Cells Drive Development of Transgenerational Th1 Immunity in Offspring Thymus.” Journal of immunology (Baltimore, Md. : 1950) 197.6 (2016): 2290–2296. PMC. Web. 10 Apr. 2017.
  2. University of California – Riverside. (2016, October 7). Vaccinating babies without vaccinating babies: A baby makes copies of maternal immune cells it acquires through mother’s milk. ScienceDaily.
  3. Zdjęcie: fotografia próbki mleka ludzkiego pod mikroskopem (powiększenie 300x). Amangeldyurazov.| commons.wikimedia.org

Apel w sprawie podjęcia działań redukujących narażenie na neurotoksyny u ciężarnych i dzieci

Biorąc pod uwagę alarmujący wzrost występowania zaburzeń neurorozwojowych u dzieci, takich jak autyzm i zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD), grupa ekspertów (m.in. toksykolodzy, epidemiolodzy, pediatrzy, ginekolodzy, pielęgniarki, specjaliści zdrowia publicznego, polityki dotyczącej środków chemicznych i ochrony środowiska i in.) w ramach Projektu TENDR (The Targeting Environmental Neuro-Developmental Risks) opublikowała w w czasopiśmie Environmental Health Perspectives apel w sprawie podjęcia działań ograniczających ekspozycję na substancje neurotoksyczne u kobiet w czasie ciąży i dzieci.[1]

[su_note note_color=”#ececec” radius=”1″]„Jesteśmy świadkami narastania problemów behawioralnych u dzieci. Rodzice twierdzą, że 1 na 6 dzieci w Stanach Zjednoczonych (tj. o 17% więcej niż dziesięć lat temu) cierpi na zaburzenie rozwojowe, w tym trudności w uczeniu się, ADHD, autyzm oraz inne deficyty rozwojowe (Boyle i wsp. 2011). Szacuje się, że w Stanach Zjednoczonych jedno na 10 dzieci (> 5,9 mln) ma ADHD (Bloom et al. 2013); z kolei na zaburzenia ze spektrum autyzmu cierpi 1 na 68 dzieci (na podstawie danych sprawozdawczych z 2010 r.) (CDC 2014).” [2][/su_note]

Autorzy apelują o większą kontrolę nad substancjami neurotoksycznymi, które mogą przyczyniać się do występowania zaburzeń neurorozwojowych u dzieci oraz o podjęcie działań ograniczających narażenie na nie.

Z ponad 10 różnych przebadanych związków chemicznych koronnym przykładem jest:

  • ołów,
  • rtęć,
  • polichlorowane bifenyle,
  • pestycydy,
  • polibromowane etery difenylowe,
  • zanieczyszczenia powietrza.

Jednak nie należy traktować powyższych subtsancji jako całości problemu, ponieważ badania nad innymi związkami (szczególnie tymi, powodującymi zaburzenia endokrynologiczne np. ftalany) również budzą obawy dotyczące ich bezpieczeństwa. Oprócz tego istnieją tysiące substancji i związków, których nie przebadano jeszcze pod kątem długotrwałych skutków dla funkcjonowanie mózgu wynikających z ekspozycji w okresie prenatalnym i wczesnym dzieciństwie (a lista tych, o których wiemy, że mogą przyczyniać się do neurozaburzeń jest długa).

Autorzy zwracają uwagę na to, że należy uwzględnić skumulowane skutki narażenia na wiele substancji oraz, że wiele z nich nie ma ustalonego limitu bezpieczeństwa.

Zauważają również, że zakazanie każdej potencjalnie toksycznej substancji jest nierealne, dlatego należy utrzymać je poniżej konkretnego poziomu (np. max. stężenie ołowiu we krwi u dzieci nie powinno przekraczać 1 µg/dl). Chcą też zainwestować w lepsze badania nad niesprawdzonymi chemikaliami.

Poruszono także kwestię zwiększenia świadomości lekarzy i innych pracowników medycznych (narażenie na chemikalia jako czynnik ryzyka uwzględniony w wywiadzie lub badaniu lekarskim), gdyż zbyt mało, a nawet w ogóle się o tym mówi.

[su_divider style=”dotted” size=”1″]

Źródła
  1. Abbasi J. Call to Action on Neurotoxin Exposure in Pregnant Women and Children. JAMA. 2016;316(14):1436-1437.
  2. Project TENDR: Targeting Environmental Neuro-Developmental Risks. The TENDR Consensus Statement. Environ Health Perspect 124:A118–A122;
  3. Grafika: JAMA. 2016; 316 (14): 1436/37.

Odpowiedź immunologiczna zależy od płci

Układ odpornościowy mężczyzny i kobiety reaguje odmiennie na zakażenie. Badania przedstawione w ubiegłym tygodniu na spotkaniu mikrobiologów w Bostonie sugerują, że różnice te mogą wpłynąć na opracowanie np. programów szczepień czy bardziej ukierunkowanych terapii. [1]

Przesłanki, że organizmy kobiet i mężczyzn odpowiadają inaczej w obliczu infekcji, nie są czymś nowym – istnieją już od jakiegoś czasu. W 1992 roku WHO pospiesznie wycofała nową szczepionkę przeciwko odrze, po tym jak odkryto znaczny wzrost liczby zgonów u niemowląt płci żeńskiej (badania kliniczne prowadzone w Senegalu i na Haiti). Nadal nie jest jasne dlaczego takie same skutki nie wystąpiły u chłopców, ale incydent ten był jednym z pierwszych tego typu, który przyciągnął uwagę naukowców.

W trakcie ewolucji, żeńskie organizmy mogły wykształcić wyjątkowo szybką i silną odpowiedź immunologiczną aby chronić rozwijający się w nich płód oraz noworodka. Ale miało to swoją cenę: układ odpornościowy może stać się nadaktywny i zaatakować własny organizm. Być może jest to wyjaśnieniem, dlaczego choroby autoimmunologiczne, takie jak stwardnienie rozsiane i toczeń, częściej rozwijają się u kobiet niż mężczyzn.

scientists_model_immune_variation_and_responses_to_flu_vaccination_14165434229
This image was originally posted to Flickr by NIAID. This file is licensed under the Creative Commons Attribution 2.0 Generic license.

Jednak istnieje bardzo niewiele badań oceniających oddzielnie mężczyzn i kobiety, stąd wszelkie reakcje charakterystyczne dla danej płci mogą być maskowane; z kolei wiele badań klinicznych obejmuje tylko mężczyzn, ponieważ cykl miesięczny i ciąża może zakłócać rzeczywiste wyniki.

Teraz naukowcy starają się wyłuskać i określić niektóre mechanizmy; na wspomnianym spotkaniu badaczka chorób zakaźnych Katie Flanagan z University of Tasmania w Australii, przedstawiła doniesienia na temat szczepionki przeciwko gruźlicy podawanej niemowlętom w Gambii. Jej zespół odkrył, że szczepionka tłumiła wytwarzanie białka przeciwzapalnego, ale tylko u dziewczynek; to z kolei nasilało reakcję immunologiczną i być może przyczyniało się do większej skuteczności szczepionki.

Również hormony odgrywają istotną rolę – estrogen może aktywować komórki biorące udział w odpowiedzi przeciwwirusowej, a testosteron hamować stan zapalny.

Potraktowanie komórek nabłonka nosa związkami estrogenowymi przed narażeniem ich na kontakt z wirusem grypy, dostarczyło dalszych wskazówek – jedynie komórki pobrane od kobiet zareagowały na hormony i zwalczyły wirusa (J. Peretz et al. Am. J. Physiol. http://doi.org/bj5w; 2016).

[su_note note_color=”#ececec” radius=”1″]„Jak zilustrowali na podstawie literatury Klein i wsp., różnice w zakresie naturalnej oraz swoistej odporności u samic i samców opierają się na trzech zmiennych czynnikach: genach związanych z płcią, hormonach płciowych oraz genach odpowiedzi immunologicznej. Badania na ludziach i gryzoniach doświadczalnych wskazują, że liczba i aktywność komórek odpornościowych (np. komórek prezentujących antygen) oraz nasilenie reakcji zapalnych są większe u samic, co niestety prowadzi u nich do większej częstości chorób autoimmunizacyjnych, np. tocznia rumieniowatego układowego. Większa liczba komórek naturalnej odporności i ich wzmożona aktywność skutkuje wzrostem poziomu limfocytów T i B. Silnie rozwinięta odpowiedź z udziałem limfocytów pomocniczych Th2, wraz ze wzrostem syntezy typowych dla nich limfokin (IL -4, IL -5 i IL -13), zapoczątkowuje intensywną syntezę swoistych przeciwciał.“ [2], [3][/su_note]

[su_note note_color=”#ececec” radius=”1″]„Kobiety wykazują silniejsze reakcje niepożądane po szczepieniu przeciw różyczce, błonicy-tężcowi-krztuścowi i odrze, ale z kolei ostrzejsze zapalenie mózgu po szczepieniu przeciw żółtej gorączce obserwuje się u mężczyzn. Różnice płciowe w odpowiedzi humoralnej na szczepionki nie są jednak zależne tylko od hormonów płciowych, ponieważ są one także widoczne przed okresem dojrzewania i w okresie menopauzy u kobiet niepoddanych terapii hormonalnej.“ [2], [3][/su_note]

[su_note note_color=”#ececec” radius=”1″]„Zaobserwowane wielokrotnie różnice w odpowiedzi immunologicznej w zależności od płci wskazują na konieczność zbadania efektywności szczepionek na reprezentatywnych grupach kobiet i mężczyzn oraz wprowadzenia zróżnicowanego ich dawkowania, nie tylko odpowiednio do wieku, co funkcjonuje w przypadku niektórych szczepionek, ale również od płci oraz z uwzględnieniem genów odpowiedzi immunologicznej i aktualnego poziomu hormonów osoby poddawanej szczepieniu. W tym kontekście, wstępna ocena efektywności i efektów ubocznych szczepień, powinna uwzględniać m.in. podgrupę kobiet ciężarnych, u których tło hormonalne i immunologiczne różni się zasadniczo od kobiet niebędących w ciąży.“ [2], [3][/su_note]

Także czynniki genetyczne mogą wpływać na różnice między płciami. Immunolog Linde Meyaard z University Medical Center Utrecht w Holandii analizuje białko TLR7, które wykrywa wirusy i aktywuje komórki odpornościowe; białko to, kodowane przez gen zlokalizowany na chromosomie X, wywołuje silniejszą odpowiedź immunologiczną u kobiet, niż u mężczyzn (G. Karnam et al. PLoS Pathogens http://doi.org/bj5x; 2012). Meyaard podejrzewa, że dzieje się tak ponieważ w jakiś sposób dochodzi do ominięcia procesu inaktywacji w jednym z chromosomów X*.

Badania, które rozpoczną się pod koniec tego roku, mogą pomóc w rozróżnieniu wpływu ze strony czynników genetycznych oraz hormonalnych na przebieg infekcji. Zespół Marcusa Altfelda, immunologa z Heinrich Pette Institute w Hamburgu, przyjrzy się 40 dorosłym osobom po przebytej operacji zmiany płci. Jeśli żeńskie hormony faktycznie są odpowiedzialne za omawiane mechanizmy, kobiety transpłciowe powinny wykształcić silniejszą reakcję immunologiczną na infekcje i stać się bardziej podatne na rozwój schorzeń autoimmunologicznych, w porównaniu z transpłciowymi mężczyznami.

Czy te wyniki doprowadzą do zmian w sposobie podawania leków, pozostaje kwestią otwartą. W 2014 roku US National Institutes of Health (NIH) poinformowało o wymogu zgłaszania płci zwierząt wykorzystywanych w badaniach przedklinicznych; podobne działania toczą się w Europie. Ale w 2015 roku zauważono, że NIH niestety nie egzekwuje jak należy powyższych wymogów w badaniach klinicznych. Według US Government Accountability Office (GAO), nawet jeśli badania obejmują obie płcie, NIH powinien rutynowo kontrolować czy badacze właściwie oceniają ewentualne różnice.

Endokrynolog Sabra Kleinz Johns Hopkins University w Baltimore, twierdzi, że gromadzenie takich danych mogłoby pomóc w opracowaniu bardziej skutecznych programów — np. zmniejszając dawkę szczepionki dla kobiet o połowę.

* Inaktywacja chromosomu X – proces ten zachodzi w trakcie embriogenezy w komórkach samic, w celu uniknięcia nadmiernej ekspresji białek.

[su_divider style=”dotted” size=”1″]

Źródło
  1. Sara Reardon. Infections reveal inequality between the sexes. Nature. 2016 Jun 21;534(7608):447.
  2. Długońska H. Szczepienia ochronne spersonalizowane? Wiad. Parazyt. 2010, 56(4), 315–318.
  3. Długońska H., Grzybowski M. Personalized vaccination? II. The role of natural microbiota in a vaccine-induced immunity. Wiad. Parazyt. 2011, 57: 71-76.

Dlaczego mamy duże głowy, wąskie miednice i trudne porody?

Wielkość czaszki noworodka jest dość duża w porównaniu do kanału rodnego matki. To jeden z powodów dlaczego poród u ludzi przebiega wolniej i trudniej niż u większości innych naczelnych. Naukowcom z uniwersytetów w Oslo oraz z Wiednia udało się określić zmiany adaptacyjne w budowie ludzkiego ciała, które do tej pory nie były znane. Swoje wyniki opublikowali w najnowszym wydaniu Proceedings of National Academy of Sciences.

pelvis
Źródło: Zina Deretsky, National Science Foundation | www.nsf.gov
Postawa wyprostowana a trudny poród

U hominidów, postawa wyprostowana wyewoluowała 4-5 mln lat temu. Te zmiany wpłynęły również na ludzką miednicę, która ulegała przekształceniom dla jeszcze większego usprawnienia ruchu. Później, gdy dwunożne poruszanie się było już dobrze wykształcone, mózg zaczął zwiększać swój rozmiar. Wraz z tymi zmianami, powiększeniu uległy również rozmiary głowy u noworodków. Jednak rosnąca głowa musiała przechodzić w czasie porodu przez miednicę, która wcześniej przystosowała się do poruszania na dwóch nogach. Oto przyczyna ograniczonej przestrzeni w kanale rodnym współczesnych ludzi, z którą musimy radzić sobie każdego dnia. Wiąże się to z poważnymi konsekwencjami. Kobiety w krajach rozwijających się, które nie mają dostępu do nowoczesnej opieki medycznej z możliwością wykonania cięcia cesarskiego w czasie porodu, nadal cierpią z powodu wysokiej umieralności w okresie okołoporodowym.

Analiza danych trójwymiarowych
miednica_porod
Punkty orientacyjne miednicy. Pełny zestaw 126 punktów orientacyjnych miednicy mierzony na każdej miednicy pokazano w postaci czerwonych kropek, w widoku od przodu (A), od góry (B), z boku (C). [1]

Barbara Fischer, biolog ewolucyjny z Uniwersytetów w Oslo i Wiedniu, wpadła na pomysł zbadania skutków uporczywej presji selekcyjnej w czasie porodu na ludzką morfologię. Wraz z Philippem Mitteroecker, antropologiem z Uniwersytetu Wiedeńskiego, przeanalizowała dane trójwymiarowe ludzkiej miednicy. Wykorzystane przez nią dane zostały pierwotnie zebrane w latach 80-tych do różnych celów. „W pierwszej kolejności te dane zgromadził przemysł motoryzacyjny dla crash testów samochodowych w celu usprawnienia technologii bezpieczeństwa w czasie wypadków samochodowych.” Z tego powodu zmierzono wiele ludzkich miednic.

Na ich podstawie Fischer i Mitteroecker odkryli złożony związek między kształtem miednicy, wzrostem oraz rozmiarem głowy w ludzkim ciele. Związek ten może okazać się pomocny w rozwiązaniu problemów pojawiających się przy porodzie. Uzyskane przez nich wyniki wskazują, że wymiary głowy i wzrost są zależne od kształtu miednicy.

Głowa i postawa

Wielkość głowy człowieka w znacznym stopniu jest uwarunkowana genetycznie. Stąd też kobiety z dużymi głowami mają tendencje do rodzenia noworodków z dużymi głowami. „Porównując kobiety o dużych i małych głowach, okazuje się, że miednice tych pierwszych są lepiej przystosowane do rodzenia dzieci o większych głowach,” wyjaśnia Barbara Fischer. Kość krzyżowa jest krótsza u tych kobiet, dzięki czemu w kanale rodnym jest więcej przestrzeni, co z kolei przekłada się na wymierne korzyści w czasie porodu.

Na podstawie fachowej literatury wiemy, że u niższych kobiet istnieje większe ryzyko, że płód nie będzie tak dobrze dopasowany do wymiarów miednicy w momencie rodzenia, co wiąże się trudniejszym przebiegiem porodu. Fischer i Mitteroecker zwracają uwagę w swoim badaniu, że kobiety niskiego wzrostu posiadają okrągły kanał rodny, co jest prawdopodobnie przystosowaniem do silniejszej presji selekcyjnej w chwili urodzenia się tych kobiet. Pomimo odkrytych wzorców, autorzy wyjaśniają, że indywidualne ryzyko trudnego porodu zależy od szeregu różnych czynników, zarówno środowiskowych jak i genetycznych.

[su_divider style=”dotted” size=”1″]Źródło
  1. Barbara Fischer, Philipp Mitteroecker. Covariation between human pelvis shape, stature, and head size alleviates the obstetric dilemma. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015
  2. University of Vienna. „Large heads, narrow pelvises and difficult childbirth in humans: Adaptations in human morphology explain why.” ScienceDaily, 22 April 2015.
  3. Grafika tytułowa: Ilustracja z podręcznika Ernsta Bumma i Albrechta Mayera „Grundriss zum Studium der Geburtshülfe” wydanego w 1902 roku / Wikimedia

Nadmiar kwasu foliowego w czasie ciąży może zwiększać ryzyko rozwoju autyzmu

Dość powszechnie wiadomo, że niedobór folianów może być szkodliwy dla rozwoju płodu, ale nowe doniesienia wskazują, że ich nadmiar również pociąga za sobą negatywne skutki. Kobietom planującym ciążę zaleca się spożywanie odpowiedniej ilości kwasu foliowego aby zabezpieczyć prawidłowy rozwój układu nerwowego dziecka, jednak badania prowadzone na Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health sugerują, że nadmierna suplementacja może wiązać się z poważnym ryzykiem.

Naukowcy odnotowali, że czterokrotne przekroczenie zalecanej dawki kwasu foliowego u kobiet (poziom mierzony po urodzeniu), dwukrotnie zwiększa ryzyko rozwoju zaburzeń ze spektrum autyzmu u dziecka. Również bardzo wysokie dawki witaminy B12 mogą być potencjalnie szkodliwe, trzykrotnie podnosząc ryzyko rozwoju tych zaburzeń. W przypadku gdy obie substancję są na wysokim poziomie, prawdopodobieństwo wzrasta 17,6-krotnie. Foliany występują naturalnie w owocach i warzywach, natomiast kwas foliowy – syntetyczna forma witaminy B9 – jest stosowany w suplementach witaminowych oraz dodawany do żywności (produkty zbożowe, chleb).

“Właściwa suplementacja ma działanie ochronne,” mówi jeden z autorów badania M. Daniele Fallin, dyrektor Bloomberg School’s Wendy Klag Center for Autism and Developmental Disabilities. “Od dawna wiemy, że niedobory w czasie ciąży mogą być szkodliwe dla rozwoju dziecka, ale biorąc pod uwagę uzyskane wyniki, musimy dążyć do ustalenia jak najbardziej optymalnego poziomu tego składnika w diecie.”

Kwas foliowy jest niezbędny dla wzrostu komórek, wspiera rozwój układu nerwowego. Niedobory we wczesnej ciąży związane są z większym ryzykiem wystąpienia wad wrodzonych i rozwoju zaburzeń ze spektrum autyzmu u dziecka. Ale pomimo tego, że kobiety dbają o prawidłową suplementację, u części z nich nadal występuje niedobór, co spowodowane jest zaburzonym wchłanianiem tej witaminy. Jak podaje CDC (ang. Centers for Disease Control and Prevention), 1 na 4 kobiety w wieku rozrodczym w USA ma niewystarczający poziom kwasu foliowego; przy czym nie wykonuje się rutynowego oznaczania stężenia kwasu foliowego w czasie ciąży.

Na potrzeby badania naukowcy przeanalizowali dane pochodzące z projektu Boston Birth Cohort, dotyczące 1 391 par matka-dziecko (w populacji badanej przeważały mniejszości narodowe o niskim statusie socjoekonomicznym).

Uczestniczki badania wybierano spośród kobiet rodzących w latach 1998-2013, poziom kwasu foliowego we krwi zmierzono tylko raz w okresie do 3 dni od porodu. Zaobserwowano, że 1 na 10 przebadanych kobiet ma nadmiar kwasu foliowego (powyżej 59 nM), a u 6% występuje podwyższony poziom witaminy B12 (powyżej 600 pM).

Wg WHO prawidłowy zakres kwasu foliowego u kobiet w pierwszym trymestrze ciąży powinien wahać się między 13,5 a 45,3 nM; w przeciwieństwie do tego, dla witaminy B12 nie określono jednoznacznych norm.

Zdecydowana większość matek biorących udział w badaniu zażywała preparaty wielowitaminowe (zawierające zarówno witaminę B12, jak i kwas foliowy) przez cały okres ciąży; badacze nie są do końca pewni dlaczego u niektórych kobiet poziomy tych witamin były tak wysokie, ale najprawdopodobniej przyczyniło się do tego spożywanie zbyt dużej ilości pokarmów i suplementów wzbogacanych kwasem foliowym. Innym wyjaśnieniem może być podłoże genetyczne – część kobiet może być bardziej predysponowana do wchłaniania większej ilości lub wolniejszego metabolizmu. Lub obecne są oba czynniki.

Badacze zaznaczają, że niezbędne są dalsze prace w celu ustalenia optymalnej dawki spożywanego kwasu foliowego tak aby z jednej strony uzyskać efekt ochronny dla dziecka, a z drugiej – zminimalizować ryzyka przedawkowania.

Przez długi czas panowało powszechne przekonanie o nieszkodliwości witamin i preparatów je zawierających, uważano że nadmiar zostaje po prostu usunięty z organizmu; jednak nie koniecznie musi to dotyczyć kwasu foliowego i witaminy B12. Niniejsze badanie jest częścią trwającego właśnie kohortowego prospektywnego badania dotyczącego wpływu różnych czynników na wczesnym etapie życia na rozwój autyzmu w ramach projektu Boston Birth Cohort.[1]

* W Polsce podawanie kwasu foliowego oraz jego formy czynnej zalecane jest kobietom planującym ciążę przez czas co najmniej 6 tygodni ją poprzedzających aż do drugiego trymestru ciąży (do czasu zakończenia procesu organogenezy). Aktualnie rekomendowana dawka dobowa kwasu foliowego stosowanego w celu prewencji rozwoju wad otwartych ośrodkowego układu nerwowego wynosi 400 µg = 0,4 mg na dobę.[2]

[su_divider style=”dotted” size=”1″]
Źródło
  1. Too Much Folate in Pregnant Women Increases Risk for Autism, Study Suggests. Johns Hopkins University Bloomberg School of Public Health.
  2. Rekomendacje PTG w zakresie stosowania witamin i mikroelementów u kobiet planujących ciążę, ciężarnych i karmiących. Gienkol. Pol., 2014, 85, 396−399.
  3. Grafika tytułowa: Getty Images/iStockphoto