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?

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

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