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.

Przeprowadzone przez Amerykanów badanie pomogło także wyjaśnić mało poznane do tej pory mechanizmy odpowiedzialne za rozwój i regulacje stanu zapalnego.

Wcześniejsze wyniki badań łączyły warunki środowiskowe z obecnością markerów zapalnych; korzystając z tych doświadczeń badacze z Northwestern University poszli o krok dalej, próbując odpowiedzieć na pytanie: W jaki sposób nasze organizmy “zapamiętują” doświadczenia z okresu niemowlęctwa i “utrzymują w pamięci” tak, aby wpływały one na procesy zapalne i stan zdrowia w wieku dorosłym?

Wykorzystując dane pochodzące ze studium na dużej grupie filipińczyków, naukowcy odkryli, że sposób żywienia, narażenie na mikroorganizmy oraz czynniki psychospołeczne u niemowląt, znajdują swoje odbicie we wzorcach metylacji DNA (DNAm) dziewięciu genów biorących udział w regulacji stanu zapalnego.

Innymi słowy, mechanizmy epigenetyczne, przynajmniej częściowo wydają się tłumaczyć sposób w jaki warunki środowiskowe w niemowlęctwie i wczesnym dzieciństwie są “przypominane” i wywierają trwały wpływ na proces zapalny oraz ryzyko wystąpienie chorób o takim podłożu.

We wcześniejszym badaniu tego samego zespołu zauważono, że dzieci o małej masie urodzeniowej oraz dzieci niekarmione piersią przez długi czas lub wcale, obciążone są większym ryzykiem zachorowania na choroby zapalne i związane z tym problemy zdrowotne w życiu późniejszym.

„Istnieją silne przesłanki pozwalające postawić hipotezę o tym, że karmienie piersią jest ważnym czynnikiem determinującym stopień nasilenia stanów zapalnych w wieku dorosłym,” mówi Thomas McDade z Northwestern University, pracownik instytutu CIFAR (Canadian Institute for Advanced Research) prowadzący program Child & Brain Development. „Karmienie piersią wpływa na mikrobiom noworodka, pobudza rozwój jego układu immunologicznego. Dzieci karmione piersią rzadziej chorują na choroby zakaźne oraz rzadziej cierpią na otyłość.”

Korelacja pomiędzy karmieniem piersią i masa urodzeniową została udokumentowana już dawno. Wyniki tego badania wskazują na konkretny mechanizm stojący za tym co doprowadza do problemów zdrowotnych występujących w późniejszym życiu: oba czynniki (mała masa urodzeniowa i niekarmienie piersią) doprowadzają do podwyższenia stężenia białka C-reaktywnego (CRP), będącego wskaźnikiem zapalenia.

“Wprawdzie stan zapalny jest rzeczą pożyteczną, zwłaszcza wtedy kiedy doszło do zakażenia, to jednak zapalenie o charakterze przewlekłym wiąże się z podwyższonym ryzykiem zawału serca, cukrzycy oraz innych problemów zdrowotnych”, stwierdza McDade.

McDade i jego współpracownicy wzięli pod lupę dane pochodzące od 10 500 dorosłych Amerykanów, pośród których znajdowały się informacje na temat stężenia białka CRP, masy urodzeniowej, oraz na temat tego jak długo (i czy w ogóle) osoby te były karmione piersią jako niemowlęta. Przeprowadzona przez nich analiza jest wyjątkowo użyteczna, chociażby z tego względu, że obejmowała dane pochodzące od wielu rodzeństw.

Każda próba oceny związku pomiędzy masą urodzeniową i karmieniem piersią a stanem zdrowia w odległej perspektywie jest bardzo skomplikowana, gdyż jak się okazuje masa urodzeniowa dzieci rodziców słabiej wykształconych oraz o niższych dochodach jest także statystycznie mniejsza. Oznacza to, że jednoznaczne określenie czy inne czynniki także nie odgrywają tutaj roli – nie jest zawsze możliwe.

Jednak z racji tego, że badanie objęło swoim zakresem wiele rodzeństw naukowcy byli w stanie wykazać, że nawet w obrębie tej samej rodziny urodzeniowa masa ciała oraz karmienie piersią odgrywały zasadniczą rolę w procesie powstawania stanów zapalnych w okresie dorosłości.

¹ Northwestern University, Can Breastfeeding Reduce Chronic Inflammation? 
² Kurt Kleiner, Low birth weight, less breastfeeding create later health risks.
³ McDade TW, Metzger MW, Chyu L, Duncan GJ, Garfield C, Adam EK. Long-term effects of birth weight and breastfeeding duration on inflammation in early adulthood. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 2014;281(1784):20133116. doi:
10.1098/rspb.2013.3116.

“Idąc o krok dalej, nasze odkrycie dopinguje nas do zrewidowania przyjętego powszechnie poglądu, że działanie genów jest stałe i niezmienne od momentu zapłodnienia”, mówi Thomas McDade, główny autor badania.

Wyniki badania sugerują, że zmiany w takich aspektach jak odżywianie (okres karmienia piersią), kontakt z drobnoustrojami (ekspozycja na odchody zwierzęce, moment narodzin) i środowisko psychospołeczne (status socjoekonomiczny, przedłużająca się nieobecność rodziców) na wczesnym etapie rozwoju, mogą pozostawiać “ślady” w epigenomie i wpływają na mechanizmy zapalne w trakcie rozwoju.

“Jeśli zaczniemy postrzegać genom człowieka jako dynamiczne podłoże, zmieniające swoją strukturę i funkcję pod wpływem informacji napływających z otoczenia, będziemy mogli wyjść poza ramy odwiecznych dylematów takich jak “natura czy wychowanie” (ang. nature vs. nurture), “DNA = genetyczne przeznaczenie”, nie do końca wystarczających w odniesieniu do złożoności ludzkiego rozwoju”, mówi McDade.


Źródło:

  1. Northwestern University. “How babies’ environments lead to poor health later: How bodies ‘remember’ experiences that increase risk for inflammation-related diseases.”
  2. Thomas W. McDade el al., “Social and physical environments early in development predict DNA methylation of inflammatory genes in young adulthood,” PNAS (2017).