Discussion
Ez a munka azt mutatja, hogy a vemhesség és laktáció alatt súlyos hiperglikémiában szenvedő anyák nőstény utódainak születési súlya és elválasztáskori súlya alacsony, emellett felnőttként a hasnyálmirigy szerkezete is megváltozik. Első alkalommal mutatjuk be, hogy az anyai lenmagolaj-használat jótékony hatással volt a cukorbeteg anyákból származó nőstény utódokra, mint például a hipertrófia elkerülése és a hasnyálmirigy-szigetsejtek β-sejtek expressziójának javítása.
A súlyos anyai hiperglikémia esetén igen gyakori sérülés az alacsony születési súly (Holemans és mtsai. 2003; Fetita és mtsai. 2006; Song és mtsai. 2012), ami megegyezik a mi eredményeinkkel, ahol a HG diabéteszes anyák nőstény utódai könnyebbek voltak, mint a CG, valamint a FOG. Az alacsony születési súly azzal magyarázható, hogy a diabéteszes anyák terhessége során a magzat súlyos intrauterin hiperglikémiával szembesül, ami magzati szigethipertrófiát és β-sejt hiperaktivitást indukál, ami korai hiperinsulinaemiát eredményezhet. A magzati β-sejtek e túlstimulációja korlátozza adaptációjukat, így azok kimerülnek inzulingranulátumokban és képtelenné válnak az inzulin kiválasztására. A β-sejtek kimerülése magzati hipoinzulinémiát eredményez. A hypoinsulinaemia és az inzulinreceptorok csökkent száma a célsejtekben a magzati glükózfelvétel csökkenéséhez vezet. A magzati fehérjetömeg növekedése elnyomódik, és a magzati fehérjeszintézis tartósan csökken, ami magzati mikroszomáliához vezet. A posztnatális fejlődés visszamarad, és ezek az utódok felnőttkorban is kicsik maradnak (Holemans és mtsai. 2003; Yessoufou & Moutairou 2011).
Epidemiológiai és kísérletes vizsgálatok arról számoltak be, hogy az n-3 PUFA forrást jelentő halolaj-kiegészítés, ha a terhesség alatt adják, növelheti a születési súlyt, és ezáltal csökkentheti a felnőttkori krónikus betegségek kialakulásának esélyét (McGregor és mtsai. 2001; Olafsdottir és mtsai. 2005). Ezt az előnyt néhány mechanizmus magyarázhatja; ezek közül feltételezik, hogy a DHA értágító ereje növeli a méhen belüli placentáris áramlást (Rogers és mtsai. 2004), és ezáltal a magzat tápanyag- és oxigénellátásának aviditását, ami kiváltja a születési súly növekedését. Az ALA hosszú láncú származékokká történő átalakulásának hatékonysága továbbra is ellentmondásos, és további széles körű tudományos kutatásokat igényel. Egyes stabil izotópokat használó, embereken végzett vizsgálatok arra utalnak, hogy a táplálékból származó ALA nagy része könnyen β-oxidálódik és energiaszubsztrátként hasznosul, enzimatikus átalakulása EPA-vá (0,2 a 8%) és DHA-vá (<0,05 a 4%) korlátozott (Burdge 2006; Plourde & Cunnane 2007). Ezzel szemben a halolajjal ellentétben, amelynek összetételében a DHA már kialakult, a lenmagolajból származó n-3-at EPA-vá és DHA-vá kell átalakítani, és emiatt a FOG-nál várt súlygyarapodás nem következett be, mert a DHA-ellátottság ebben a csoportban alacsonyabb volt.
A 21. napon, elválasztáskor a cukorbeteg anyák összes nőstény utóda még mindig könnyebb volt, mint a CG. Guarda és munkatársai (2014) egészséges Wistar patkányoknak lenmagolajjal kiegészített magas zsírtartalmú étrendet kínáltak a szoptatás alatt, és szintén megfigyelték a hím és nőstény utódok alacsony súlyát elválasztáskor a kontroll étrendet fogyasztó anyák utódaihoz képest. A 19% lenmagolajat tartalmazó, magas zsírtartalmú étrend szoptatás alatti adagolása megváltoztatta a tej összetételét, alacsonyabb koleszterin- és triacilglicerin-tartalommal, ezért arra a következtetésre jutottak, hogy az alacsony elválasztási súly ennek a tényezőnek volt köszönhető. Mivel a mi állataink is magas zsírtartalmú takarmányt kaptak lenmagolajjal a laktáció alatt, arra következtetünk, hogy ez a változás a tejben is bekövetkezett. Egy másik ok az, hogy a patkányoknál cukorbetegség kiváltására használt streptozotocin az emlőmirigy zsírsavszintetizáló képességének csökkenéséhez vezet, ami a tejben lévő mennyiség csökkenéséhez vezet (Jackson et al. 1994; Blondeau et al. 2011). Emiatt a tej összetételében bekövetkezett változások hozzájárulhattak a hiperglikémiás anyák utódainál a születés után megfigyelt növekedési elmaradáshoz.
A méhen belüli növekedéskorlátozás esetén meglehetősen gyakori jelenség a születés utáni gyorsított növekedés (felzárkózás) az alacsony születési súly kompenzálására. Ennek megfelelően az állatok felnőttkorban hajlamosabbá válnak a 2-es típusú cukorbetegség és a metabolikus szindróma kialakulásának fokozott kockázatára (Hales & Ozanne 2003). A diabéteszes anyák két csoportjának nőstényei, amelyek elválasztáskor könnyebbek voltak, mint a CG, a 70. napra sikerült a CG-hez igazítani a súlyukat, helyreállítva a növekedési görbéjét, így a CG-hez hasonló maradt, még azonos mennyiségű táplálékot fogyasztva is, ami egy lehetséges elválasztás utáni felzárkózásra utal.
A táplálékfelvétel tekintetében megfigyeltük, hogy a magas zsírtartalmú étrendhez adott lenmagolaj nem befolyásolta az utódok táplálékfelvételét egész életük során. Ezen utódok esetében hosszú távon a táplálékfelvétel növekedése volt várható, ami elhízást és inzulinrezisztenciát okoz. A magzati hiperinsulinaemia hozzájárul az energiaegyensúlyért felelős hipotalamikus neurális hálózatok normális fejlődéséhez kulcsfontosságú kritikus/szükséges útvonalak diszfunkciójához (Plagemann 2011). Bár szignifikáns különbségeket nem figyeltek meg, a HG nőstény utódok 14%-kal több táplálékot fogyasztottak, mint a CG, ami az orexigén peptidek expressziójának lehetséges növekedésére és az anorexigén peptidek expressziójának csökkenésére utal a magzati hiperinsulinaemia okozta változások következtében.
Az állatmodellek meggyőzően bizonyították, hogy a cukorbetegség átadható az anyai hiperglikémiának való intrauterin kitettség révén. Az anyai hiperglikémia a fejlődés kritikus időszakaiban összefüggésbe hozható a glükóz beadására adott inzulinszekréció csökkenésével (Fetita és mtsai. 2006), Ebben a vizsgálatban azonban a súlyos anyai hiperglikémia nem befolyásolta a nőstény utódok glükóztoleranciáját, amikor a születést követő 180 napban mérték. Ugyanezt az eredményt találta Zhao & Weiler 2010) is, ahol az anyai hiperglikémia nem befolyásolta a Sprague Dawley patkányok utódainak glükóztoleranciáját, mindkét nemben, három hónapos korban. A mi vizsgálatunkhoz hasonlóan Song és munkatársai (2012) megfigyelték, hogy standard chow-táplálékon tartva a cukorbeteg anyák utódai viszonylag normális glükóztoleranciát mutattak, hasonlóan a normál glükózzal rendelkező anyáktól származó társaikhoz. Az OGTT-hez hasonlóan mi sem találtunk különbséget a csoportok között az IpITT, a perifériás inzulinrezisztencia mérésére használt módszer tekintetében 180 napon belül. Blondeau és munkatársai (2011) a vemhesség és a szoptatás alatt cukorbeteg Sprague Dawley utódok glükózanyagcseréjét értékelték 3, 6 és 12 hónapos korban, és csak ezen állatok 12 hónapos korában találtak inzulinrezisztenciát IpITT teszt segítségével. A mi eredményeinkhez hasonlóan 6 hónapos korban nem találtunk különbséget az IpITT görbe alatti területben a csoportok között, de azt tapasztaltuk, hogy a HG görbe alatti területe 8,9%-kal nagyobb volt, mint a CG-é. Talán ha a vizsgálatot hosszabb ideig tartanánk, akkor inzulinrezisztenciát találnánk ezeknél a patkányoknál.
Az éhgyomri glükózzal kapcsolatban Zeng és munkatársai (2010) szintén nem találtak különbséget az éhgyomri glükózszintekben a CG és a súlyos hiperglikémiás Wistar patkányok utódai között hat hónapos korban. Ezek a megfigyelések megegyeztek Blondeau és munkatársai (2011) megfigyeléseivel, akik azt tapasztalták, hogy az éhgyomri glükóz-, és inzulinszintek hasonlóak voltak a cukorbeteg patkányok és az egészséges patkányok hím utódai között három és hat hónapos korban. Egy másik vizsgálat, amely a súlyos hiperglikémia hat hónapos korban a hím patkányok éhgyomri glükóz- és inzulinszintjére gyakorolt hatását értékelte, nem észlelt különbséget a cukorbeteg anyáktól és a kontroll anyáktól származó csoportok között (Song és mtsai. 2012). Hangsúlyozzuk, hogy a legtöbb vizsgálatban csak hím utódokat elemeztek, ami megnehezíti eredményeink összehasonlítását a cukorbeteg patkányok hím utódaival.
A szakirodalomban leírták, hogy az anyai hiperglikémia hatására a hasnyálmirigy-szigetsejtek hyperplasiája kialakulhat (Holemans et al. 2003; Fetita et al. 2006) egy lehetséges neogenezis révén a perinatális időszakban, ami felnőttkorban is megfigyelhető. A hasnyálmirigy-szigetsejtek sűrűségét elemezve a kísérleti csoportokban megállapítottuk, hogy a csoportok nem különböztek egymástól; az anyai hiperglikémia azonban megnövelte a hasnyálmirigy-szigetsejtek számát a HG-ben, amennyiben e csoport nőstényei 13,1%-kal több hasnyálmirigy-szigetsejtet tartalmaztak, mint a CG-ben. Figyelemre méltó, hogy a lenmagolaj használata nem vezetett a szigetsejtek számának növekedéséhez, mivel az ebből a csoportból származó nőstény utódoknak -17,6%-kal több szigetsejtjük volt, mint a HG-nek.
Remacle és munkatársai (2007) szerint a cukorbeteg anyák utódainál a hasnyálmirigy-szigetsejtek hipertrófiája a méhen belüli hiperglikémiás környezetnek köszönhető, ami e szigetsejtek túlstimulációjából ered. A hasnyálmirigy-szigetsejtek átlagos átmérőjét elemezve megfigyeltük, hogy ezt befolyásolja az anyai hiperglikémia, ahol a HG átmérője nagyobb, mint a CG-é. Ezzel szemben Song és munkatársai (2012) a vemhesség és a szoptatás alatt súlyos hiperglikémiában szenvedő Sprague Dawley patkányok hím utódait vizsgálva nem figyeltek meg különbséget a hasnyálmirigy-szigetsejtek méretében a diabéteszes anyáktól származó csoportok között, akiket az elválasztás után kontroll táppal etettek, és a kontroll anyák között hat hónapos korukban. Hangsúlyozzuk a lenmagolaj nagyobb védőhatását a hasnyálmirigy-szigetsejtek hipertrófiájának megelőzésére, mivel a szigetek átmérője kisebb volt, mint a HG-é, és 180 napon belül hasonló volt a CG-éhez. Ismert, hogy az n-3 PUFA-k aktiválják a peroxiszóma proliferátor aktivált receptorokat (PPAR), és a PPAR γ izoforma kifejeződése a β-sejtekben a glükózanyagcserében részt vevő gének expresszióját szabályozza. Ezért azt várjuk, hogy az n-3 csökkenti a hasnyálmirigy β-sejtjeinek bazális túlstimulációját, amely a cukorbeteg anyák utódaiban a terhesség alatt, a születéstől a felnőttkorig előfordul (Plagemann 2011), nem vezet a szigetek hipertrófiájához.
A szakirodalomban arról számoltak be, hogy amikor egészséges patkányokból izolálják a hasnyálmirigy-szigeteket, a kis szigetek aránya nagyobb, mint a nagy szigeteké (MacGregor és mtsi. 2006). Ez hasonló a mi vizsgálatunkban megfigyelt eredményekhez, ahol a nőstény utódok minden csoportjában magasabb volt a kis szigetek aránya. A csoportok közötti összehasonlítás során megfigyelhető volt, hogy a HG esetében a nagy szigetek aránya magasabb, a kis szigeteké pedig alacsonyabb volt, mint a CG esetében 180 nap után. A nagy szigetsejtek legnagyobb száma a HG-ben annak köszönhető, hogy ezek a szigetsejtek túlstimuláltak voltak a terhesség idején, amikor súlyos anyai hiperglikémiával szembesültek, aminek következtében több inzulint kellett termelniük. Ez az állapot sejtjeik szaporodásához és ezáltal a szigetsejtek méretének növekedéséhez vezetett, és ez a jellegzetesség felnőttkorig megmaradt (Fetita és mtsai. 2006; Remacle és mtsai. 2007). Ismét hangsúlyozzuk a lenmagolaj alkalmazásának hatását, mert annak használata nem vezetett ehhez a helyzethez, mivel a FOG esetében a hasnyálmirigy-szigetsejtek méretéhez viszonyított eloszlása a CG-hez hasonló volt.
A HG állatoknál ugyan a hasnyálmirigy-szigetsejtek számbeli sűrűsége és a szigetsejtek mérete megnövekedett, de a hasnyálmirigy abszolút és relatív tömege alacsonyabb volt, mint a többi csoportban. Holemans és munkatársai (2003) arról számoltak be, hogy a magzati hasnyálmirigy súlya csökken a cukorbeteg anyák utódainál, bár az endokrin szövetek aránya megnövekedett, ami megerősíti a mi eredményeinket, és az exokrin szövetek alacsonyabb arányára utal az endokrin szövetek mennyiségének rovására. A CG-hez hasonlóan a FOG-nál is azonos volt a hasnyálmirigy abszolút és relatív tömege, és az endokrin részre vonatkozó összes paraméter megegyezett a CG-nél tapasztaltakkal.
A HG utódoknál talált nagy hasnyálmirigy-szigetek kevesebb inzulint választanak ki, amire magyarázat lehet, hogy ezeknél alacsonyabb az egy szigetre jutó béta-sejtek immunodenzitása és kevesebb az egy sejtre jutó inzulin (Fujita és mtsai. 2011; Huang és mtsai. 2011). Az inzulin immundenzitására vonatkozó eredményeink alátámasztják ezt az elképzelést, mivel a HG utódok a többi csoporthoz képest alacsonyabb immunfestési sűrűséget, valamint csökkent béta-sejt tömeget mutattak. Ismét megfigyeltük a lenmagolaj hatását ennek a helyzetnek az elkerülésében, mivel az immunfestődés sűrűsége és a béta-sejtek tömege nagyobb volt, mint a HG-nél és hasonló a CG-hez. Az N-3 LCPUFA-k és metabolitjaik a PPAR γ természetes ligandumai (Edwards & O’Flaherty 2008; Calder 2012), és vizsgálatok kimutatták, hogy közvetlen kedvező hatásuk van a hasnyálmirigy β-sejtjeire, például javul az inzulinszekréciós kapacitás Wistar patkányokból és hörcsögök β-sejt törzséből izolált hasnyálmirigy-szigetekben (Van Herpen & Schrauwen-Hinderling 2008). Így az inzulin nagyobb mértékű expresszióját a FOG-ban a HG-hoz képest az LCPUFA és a PPAR γ közötti kapcsolatnak tulajdonítjuk.