Discuție
Această lucrare arată că descendenții femelelor provenite de la mame cu hiperglicemie severă în timpul sarcinii și alăptării au greutate mică la naștere și greutate mică la înțărcare, pe lângă modificări ale structurii pancreatice la vârsta adultă. Pentru prima dată, arătăm că utilizarea maternă a uleiului din semințe de in a avut efecte benefice la descendenții de sex feminin proveniți de la mame diabetice, cum ar fi evitarea hipertrofiei și îmbunătățirea expresiei celulelor β din insulele pancreatice.
O vătămare foarte frecventă observată în cazurile de hiperglicemie maternă severă este greutatea scăzută la naștere (Holemans et al. 2003; Fetita et al. 2006; Song et al. 2012), ceea ce este în concordanță cu constatările noastre, unde descendenții de sex feminin de la mame diabetice HG au fost mai ușori decât CG, precum și FOG. Greutatea scăzută la naștere poate fi explicată prin faptul că, în timpul sarcinii mamelor diabetice, fătul se confruntă cu o hiperglicemie intrauterină severă, care induce hipertrofia fetală a insulelor fetale și hiperactivitatea celulelor β, un fenomen care poate duce la hiperinsulinemie precoce. Această suprastimulare a celulelor β fetale limitează adaptarea lor, astfel încât acestea devin sărace în granule de insulină și incapabile să secrete insulină. Epuizarea celulelor β duce la hipoinsulinemie fetală. Hipoinsulinemia și un număr redus de receptori de insulină în celulele țintă duc la o reducere a absorbției fetale de glucoză. Creșterea masei proteice fetale este suprimată, iar sinteza proteinelor fetale este redusă în mod constant, ceea ce duce la o microsomie fetală. Dezvoltarea postnatală este întârziată, iar acești descendenți rămân mici la vârsta adultă (Holemans et al. 2003; Yessoufou & Moutairou 2011).
Studii epidemiologice și experimentale au raportat că suplimentarea cu ulei de pește, o sursă de AGPI n-3, atunci când este administrată în timpul sarcinii, poate crește greutatea la naștere și, astfel, reduce șansele de a dezvolta boli cronice la vârsta adultă (McGregor et al. 2001; Olafsdottir et al. 2005). Unele mecanisme pot explica acest beneficiu; printre acestea, se postulează că puterea vasodilatatoare a DHA crește fluxul placentar intrauterin (Rogers et al. 2004) și, prin urmare, aviditatea în aprovizionarea cu nutrienți și oxigen a fătului, ceea ce determină creșterea greutății la naștere. Eficiența conversiei ALA în derivații săi cu lanț lung rămâne controversată și necesită în continuare cercetări științifice ample. Unele studii efectuate la om cu ajutorul izotopilor stabili sugerează că cea mai mare parte din ALA din alimentație este ușor β-oxidată și utilizată ca substrat energetic, fiind limitată în conversia enzimatică în EPA (0,2 a 8%) și DHA (<0,05 a 4%) (Burdge 2006; Plourde & Cunnane 2007). Dimpotrivă, spre deosebire de uleiul de pește, care are DHA deja format în compoziția sa, n-3 din uleiul de semințe de in trebuie să fie transformat în EPA și DHA și, din această cauză, creșterea în greutate care era de așteptat la FOG nu a avut loc, deoarece aportul de DHA a fost mai mic în acest grup.
La înțărcare, ziua 21, toate femelele descendente de la mamele diabetice erau încă mai ușoare decât CG. Guarda et al. (2014) au oferit o dietă bogată în grăsimi cu ulei de semințe de in la șobolani Wistar sănătoși în timpul alăptării și au observat, de asemenea, o greutate scăzută a descendenților masculi și femele la înțărcare, comparativ cu descendenții mamelor care au consumat dieta de control. Administrarea dietei bogate în grăsimi cu 19% de ulei de in în timpul alăptării a modificat compoziția laptelui, cu un conținut mai mic de colesterol și triacilglicerol și, prin urmare, au concluzionat că greutatea scăzută la înțărcare s-a datorat acestui factor. Deoarece animalele noastre au primit, de asemenea, o dietă bogată în grăsimi cu ulei de semințe de in în timpul lactației, concluzionăm că această modificare a avut loc și în lapte. Un alt motiv este că streptozotocina utilizată pentru a induce diabetul la șobolani duce la o capacitate redusă a glandei mamare de a sintetiza acizi grași, ceea ce duce la o cantitate mai mică în lapte (Jackson et al. 1994; Blondeau et al. 2011). Din această cauză, este posibil ca modificările în compoziția laptelui să fi contribuit la întârzierea de creștere observată după naștere la descendenții mamelor cu hiperglicemie.
Un fenomen destul de frecvent observat în cazurile de restricție de creștere intrauterină este creșterea postnatală accelerată (catch-up) pentru a compensa greutatea scăzută la naștere. În consecință, animalele devin mai susceptibile la un risc crescut de a dezvolta diabet de tip 2 și sindrom metabolic la vârsta adultă (Hales & Ozanne 2003). Femelele din cele două grupuri de mame diabetice, care au fost mai ușoare la înțărcare decât CG, au reușit să-și egaleze greutatea cu cea a CG până în ziua 70, recuperându-și curba de creștere, lăsând-o similară cu cea a CG, chiar și consumând aceeași cantitate de hrană, ceea ce indică o posibilă recuperare după înțărcare.
În ceea ce privește consumul de hrană, am observat că adăugarea uleiului de in la dieta bogată în grăsimi nu a afectat consumul de hrană al urmașilor de-a lungul vieții. Pentru acești urmași, pe termen lung era de așteptat o creștere a aportului alimentar, care provoacă obezitate și rezistență la insulină. Hiperinsulinemia fetală contribuie la disfuncția căilor critice/esențiale cheie pentru dezvoltarea normală a rețelelor neuronale hipotalamice pentru echilibrul energetic (Plagemann 2011). Deși nu au fost observate diferențe semnificative, descendenții de sex feminin HG au consumat cu 14 % mai multă hrană decât cei CG, ceea ce indică o posibilă creștere a expresiei peptidelor orexigene și o scădere a expresiei peptidelor anorexigene ca urmare a modificărilor cauzate de hiperinsulinemia fetală.
Modelurile animale au demonstrat în mod convingător că diabetul poate fi transmis prin expunerea intrauterină la hiperglicemia maternă. Hiperglicemia maternă în timpul perioadelor critice de dezvoltare a fost legată de reducerea secreției de insulină ca răspuns la administrarea de glucoză (Fetita et al. 2006), Cu toate acestea, în acest studiu, hiperglicemia maternă severă nu a afectat toleranța la glucoză la descendenții de sex feminin atunci când a fost măsurată la 180 de zile după naștere. Același rezultat a fost constatat de Zhao & Weiler 2010), unde hiperglicemia maternă nu a afectat toleranța la glucoză a descendenților șobolanilor Sprague Dawley, la ambele sexe, la vârsta de trei luni. Similar studiului nostru, Song et al. (2012) au observat că, atunci când au fost ținuți cu o dietă chow standard, descendenții proveniți de la mame diabetice au prezentat o toleranță la glucoză relativ normală, semănând cu omologii lor proveniți de la mame cu glicemie normală. Ca și în cazul OGTT, nu am constatat diferențe între grupuri în ceea ce privește IpITT, o metodă utilizată pentru a măsura rezistența periferică la insulină, la 180 de zile. Blondeau et al. (2011) au evaluat metabolismul glucozei la descendenții de Sprague Dawley cu diabet în timpul sarcinii și alăptării la 3, 6 și 12 luni și au constatat rezistența la insulină prin testul IpITT doar la 12 luni de viață a acestor animale. Similar cu rezultatele noastre, la 6 luni nu s-au constatat diferențe în aria sub curbă IpITT între grupuri, dar am realizat că HG a avut o arie sub curbă cu 8,9% mai mare decât CG. Poate că dacă studiul ar fi durat mai mult, am fi găsit rezistență la insulină la acești șobolani.
În ceea ce privește glucoza la jeun, Zeng et al. (2010) nu au găsit, de asemenea, diferențe în ceea ce privește nivelul glucozei la jeun între CG și puii de șobolani Wistar cu hiperglicemie severă la vârsta de șase luni. Aceste observații au fost în concordanță cu cele ale lui Blondeau et al. (2011), care au observat că nivelurile de glucoză la post, precum și cele de insulină au fost similare în rândul descendenților masculi ai șobolanilor diabetici și ai șobolanilor sănătoși la vârsta de trei și șase luni. Un alt studiu, care a evaluat efectele hiperglicemiei severe asupra nivelurilor de glucoză și de insulină la post la șobolani masculi la șase luni, nu a observat nicio diferență între grupurile provenite de la mame diabetice și cele provenite de la mame de control (Song et al. 2012). Subliniem faptul că, în majoritatea studiilor, au fost analizați doar puii masculi, ceea ce face dificilă compararea rezultatelor noastre cu puii masculi de șobolani diabetici.
În literatura de specialitate a fost descris faptul că hiperplazia insulelor pancreatice poate apărea din cauza hiperglicemiei materne (Holemans et al. 2003; Fetita et al. 2006) printr-o posibilă neogeneză în perioada perinatală, care poate fi observată la vârsta adultă. Analizând densitatea insulelor pancreatice în grupurile experimentale am observat că grupurile nu diferă între ele; cu toate acestea, hiperglicemia maternă a crescut numărul de insule pancreatice la HG, în condițiile în care femelele din acest grup aveau cu 13,1% mai multe insule pancreatice decât cele din CG. Este demn de remarcat faptul că utilizarea uleiului de semințe de in nu a dus la creșterea numărului de insulițe, întrucât descendenții femelelor din acest grup au -17,6% de insulițe în comparație cu HG.
Potrivit lui Remacle et al. (2007), descendenții mamelor diabetice prezintă hipertrofie a insulelor pancreatice din cauza mediului intrauterin hiperglicemic, rezultând o suprastimulare a acestor insulițe. Analizând diametrul mediu al insulei pancreatice, am observat că acesta a fost afectat de hiperglicemia maternă, unde HG are un diametru mai mare decât CG. În schimb, Song et al. (2012), studiind puii masculi de șobolani Sprague Dawley cu hiperglicemie severă în timpul sarcinii și alăptării, nu au observat diferențe în ceea ce privește dimensiunea insulei pancreatice între grupurile provenite de la mame diabetice hrănite cu o hrană de control după înțărcare și mamele de control la vârsta de șase luni. Subliniem un efect protector mai mare al uleiului din semințe de in asupra capacității de a preveni hipertrofia insulelor pancreatice, deoarece diametrele insulelor au fost mai mici decât cele ale HG și au fost similare cu cele ale CG la 180 de zile. Este bine cunoscut faptul că PUFA-urile n-3 activează receptorii activați de proliferatorul peroxisomului (PPAR), iar expresia izoformei PPAR γ în celulele β controlează expresia genelor implicate în metabolismul glucozei. Prin urmare, ne așteptăm ca n-3 să reducă suprastimularea bazală a celulelor β pancreatice, care apare la descendenții mamelor cu diabet zaharat în timpul sarcinii, de la naștere până la vârsta adultă (Plagemann 2011), fără a conduce la hipertrofia insulelor.
În literatura de specialitate s-a raportat că, atunci când insulele pancreatice sunt izolate de la șobolani sănătoși, procentul de insule mici este mai mare decât procentul de insule mari (MacGregor et al. 2006). Acest lucru este similar cu rezultatele observate în studiul nostru, unde toate grupurile de descendenți femele au avut un procent mai mare de insulițe mici. Atunci când se face o comparație între grupuri, s-a observat că HG avea un procent mai mare de insulițe mari și un procent mai mic de insulițe mici decât CG la 180 de zile. Cea mai mare cantitate de insulițe mari la HG se datorează suprastimulării pe care aceste insulițe au avut-o în momentul sarcinii, unde s-a confruntat cu o hiperglicemie maternă severă ca urmare a necesității de a produce mai multă insulină. Această condiție a dus la creșterea numărului de celule ale acestora și, prin urmare, la creșterea dimensiunii insulelor, iar această caracteristică s-a menținut până la vârsta adultă (Fetita et al. 2006; Remacle et al. 2007). Încă o dată, subliniem efectul utilizării uleiului de semințe de in, deoarece utilizarea acestuia nu a condus la această situație, deoarece FOG a avut distribuția în raport cu dimensiunea insulei pancreatice similară cu CG.
Deși animalele HG au prezentat o densitate numerică sporită a insulelor pancreatice și a dimensiunii insulelor, greutatea absolută și relativă a pancreasului a fost mai mică decât la celelalte grupuri. Holemans et al. (2003) au raportat că greutatea pancreasului fetal este diminuată la descendenții mamelor diabetice, deși procentul de țesut endocrin este crescut, ceea ce susține constatările noastre și indică un procent mai mic de țesut exocrin în detrimentul cantității de țesut endocrin. În mod similar cu CG, FOG a prezentat aceeași greutate absolută și relativă a pancreasului, iar toți parametrii referitori la partea endocrină au fost echivalenți cu cei observați la CG.
Isloți pancreatici mari, așa cum se constată la descendenții HG, secretă mai puțină insulină, iar o explicație ar putea fi faptul că aceștia au o imunodensitate mai mică a celulelor beta pe insuliță și mai puțină insulină pe celulă (Fujita et al. 2011; Huang et al. 2011). Rezultatele noastre privind imunodensitatea insulinei coroborează această idee, deoarece descendenții cu HG au prezentat o densitate mai mică de imunomarcație în comparație cu alte grupuri, precum și o masă mai mică de celule beta. Încă o dată, am observat efectul uleiului de semințe de in în evitarea acestei situații, deoarece densitatea imunomarcajului și masa celulelor beta a fost mai mare decât în cazul HG și similară cu cea a CG. N-3 LCPUFA și metaboliții lor sunt liganzi naturali ai PPAR γ (Edwards & O’Flaherty 2008; Calder 2012), iar studiile au arătat că au efecte benefice directe asupra celulelor β pancreatice, cum ar fi îmbunătățiri ale capacității de secreție a insulinei în insulele pancreatice izolate din tulpini de celule β de șobolani Wistar și hamsteri (Van Herpen & Schrauwen-Hinderling 2008). Astfel, noi credem că expresia mai mare a insulinei în FOG în comparație cu HG este legată de această relație dintre LCPUFA și PPAR γ.
.