Wpływ spożycia choliny i niealkoholowego stłuszczenia wątroby u matek w czasie ciąży i laktacji na rozwój i funkcjonowanie trzustki u potomstwa
Type
Project
Date Issued
2017
Discipline
food and nutrition technology
Abstract (PL)
Cel projektu/hipoteza badawcza
Głównym celem proponowanego projektu jest zbadanie programującego wpływu zmiennej podaży
choliny w diecie matek chorych na niealkoholowe stłuszczenie wątroby (NAFLD) podczas ciąży
i laktacji na rozwój endokrynnej części trzustki u potomstwa, jak również na metabolizm glukozy
i lipidów w tkankach insulino-zależnych, jak wątroba i mięśnie szkieletowe podczas ontogenezy
szczura. Ponadto, zakłada się sprawdzenie możliwości modyfikacji efektu prenatalnego w wyniku
zmiennej podaży choliny podczas laktacji, jak również zbadanie długofalowych skutków
programowania prenatalnego i postnatalnego na metabolizm glukozy i lipidów u potomstwa. Zakłada
się także ocenę wpływu spożycia choliny na modyfikację statusu metabolicznego samic chorych na
NAFLD.
Metodyka badań
Model badawczy w proponowanym projekcie stanowić będzie: 1/potomstwo matek chorych na
NAFLD, u którego w okresie prenatalnym i na wczesnym etapie życia postnatalnego (obejmującym
laktację) planuje się wprowadzić zmienną podaż choliny do diety matki (w zależności od grupy
doświadczalnej), w dalszym życiu planuje się zapewnić prawidłową podaż choliny w diecie potomstwa
szczurów
Głównym celem proponowanego projektu jest zbadanie programującego wpływu zmiennej podaży
choliny w diecie matek chorych na niealkoholowe stłuszczenie wątroby (NAFLD) podczas ciąży
i laktacji na rozwój endokrynnej części trzustki u potomstwa, jak również na metabolizm glukozy
i lipidów w tkankach insulino-zależnych, jak wątroba i mięśnie szkieletowe podczas ontogenezy
szczura. Ponadto, zakłada się sprawdzenie możliwości modyfikacji efektu prenatalnego w wyniku
zmiennej podaży choliny podczas laktacji, jak również zbadanie długofalowych skutków
programowania prenatalnego i postnatalnego na metabolizm glukozy i lipidów u potomstwa. Zakłada
się także ocenę wpływu spożycia choliny na modyfikację statusu metabolicznego samic chorych na
NAFLD.
Metodyka badań
Model badawczy w proponowanym projekcie stanowić będzie: 1/potomstwo matek chorych na
NAFLD, u którego w okresie prenatalnym i na wczesnym etapie życia postnatalnego (obejmującym
laktację) planuje się wprowadzić zmienną podaż choliny do diety matki (w zależności od grupy
doświadczalnej), w dalszym życiu planuje się zapewnić prawidłową podaż choliny w diecie potomstwa
szczurów
2/samice z NFLD, u których planuje się zmienną podaż choliny podczas ciąży i laktacji (w
zależności od grupy doświadczalnej). W celu zbadania programującej roli choliny podczas życia
płodowego i laktacji proponuje się pobieranie tkanek od potomstwa na czterech etapach ontogenezy
szczura: w drugim dniu życia (efekt prenatalny), w dwudziestym drugim dniu życia (efekt postnatalny),
trzecim miesiącu życia (efekt programowania metabolizmu w młodości), po ukończeniu pierwszego
roku (efekt programowania metabolizmu w przebiegu życia). W celu oceny wpływu spożycia choliny
na modyfikację statusu metabolicznego samic chorych na NAFLD po zakończonej ciąży i laktacji,
proponuje się pobór tkanek od samic 22 dnia po porodzie. W planowanym projekcie zakłada się
zbadanie globalnej ekspresji genów związanych z metabolizmem glukozy i lipidów, jak również genów
zaangażowanych w ścieżki sygnalne z udziałem insuliny oraz miRNA przy wykorzystaniu
dedykowanych szczurowi macierzy ekspresyjnych Affymetrix® RatGene 2.1 ST Array Strip i
Affymetrix miRNA Array 4. W celu wyłonienia genów, których ekspresja na różnych etapach
ontogenezy szczura różni się istotnie, zostanie przeprowadzona analiza wyników uzyskanych z
macierzy z wykorzystaniem specjalistycznego pakietu Bioconductor. Ponadto, planuje się
przeprowadzenie analiz w celu określenia najbardziej istotnych miRNA i znalezienia odpowiadających
im mRNA. Ekspresja wybranych genów zostanie oceniona metodą real-time PCR na poziomie
transkryptów oraz metodami western-blot i barwienia immunohistochemicznego na poziomie białka.
Następnie zostanie zbadany globalny wzór metylacji oraz metylacja w regionach promotorowych
wybranych genów metodą pirosekwencjonowania. Ocena zmian morfologicznych w trzustce, mięśniach
szkieletowych i wątrobie u matek i potomstwa zostanie przeprowadzona na drodze barwień
histologicznych. Stężenie choliny i wybranych markerów metabolicznych zostanie zmierzone w osoczu
z wykorzystaniem metod kolorymetrycznych i fluorometrycznych.
Wpływ spodziewanych rezultatów na rozwój nauki, cywilizacji, społeczeństwa
Nieodpowiednia dieta matki podczas ciąży i laktacji może programować metabolizm u potomstwa.
Cholina jest niezbędnym składnikiem odżywczym, który odgrywa kluczową rolę w wielu procesach
związanych z rozwojem organizmu. Cholina jest aktywnie przekazywana od matki do rozwijającego się
potomstwa: w okresie płodowym przez łożysko, a po porodzie wraz z mlekiem. W związku z wyższym
zapotrzebowaniem na cholinę w tym okresie, jej podaż w diecie matki jest często niewystarczająca, co
może upośledzać rozwój endokrynnej części trzustki. Cholina jest także niezbędna do prawidłowego
metabolizmu lipidów. Jednym ze skutków braku choliny w diecie jest NAFLD związane z
gromadzeniem lipidów w wątrobie. Dane epidemiologiczne dowodzą, że zapadalność na otyłość,
cukrzycę typu 2 i NAFLD u dzieci i młodzieży ciągle wzrasta i staje się poważnym problemem
zdrowotnym, ekonomicznym i społecznym. W związku z powyższym, prawidłowa dieta matki, może
zapobiegać epidemii chorób metabolicznych w przyszłych pokoleniach. Ponadto, należy podkreślić, że,
jak dotąd, istnieje niewiele badań poświęconych roli choliny podczas ciąży i laktacji, jak również badań
odnośnie funkcji choliny przeprowadzanych na młodych osobnikach, dlatego też proponowane badania
mogą przyczynić się do uzupełnienia wiedzy w zakresie ontogenezy szczura, jak również mogą stać się
wstępem do dalszych zastosowań aplikacyjnych (właściwa podaż choliny u matek chorych na NAFLD)
zależności od grupy doświadczalnej). W celu zbadania programującej roli choliny podczas życia
płodowego i laktacji proponuje się pobieranie tkanek od potomstwa na czterech etapach ontogenezy
szczura: w drugim dniu życia (efekt prenatalny), w dwudziestym drugim dniu życia (efekt postnatalny),
trzecim miesiącu życia (efekt programowania metabolizmu w młodości), po ukończeniu pierwszego
roku (efekt programowania metabolizmu w przebiegu życia). W celu oceny wpływu spożycia choliny
na modyfikację statusu metabolicznego samic chorych na NAFLD po zakończonej ciąży i laktacji,
proponuje się pobór tkanek od samic 22 dnia po porodzie. W planowanym projekcie zakłada się
zbadanie globalnej ekspresji genów związanych z metabolizmem glukozy i lipidów, jak również genów
zaangażowanych w ścieżki sygnalne z udziałem insuliny oraz miRNA przy wykorzystaniu
dedykowanych szczurowi macierzy ekspresyjnych Affymetrix® RatGene 2.1 ST Array Strip i
Affymetrix miRNA Array 4. W celu wyłonienia genów, których ekspresja na różnych etapach
ontogenezy szczura różni się istotnie, zostanie przeprowadzona analiza wyników uzyskanych z
macierzy z wykorzystaniem specjalistycznego pakietu Bioconductor. Ponadto, planuje się
przeprowadzenie analiz w celu określenia najbardziej istotnych miRNA i znalezienia odpowiadających
im mRNA. Ekspresja wybranych genów zostanie oceniona metodą real-time PCR na poziomie
transkryptów oraz metodami western-blot i barwienia immunohistochemicznego na poziomie białka.
Następnie zostanie zbadany globalny wzór metylacji oraz metylacja w regionach promotorowych
wybranych genów metodą pirosekwencjonowania. Ocena zmian morfologicznych w trzustce, mięśniach
szkieletowych i wątrobie u matek i potomstwa zostanie przeprowadzona na drodze barwień
histologicznych. Stężenie choliny i wybranych markerów metabolicznych zostanie zmierzone w osoczu
z wykorzystaniem metod kolorymetrycznych i fluorometrycznych.
Wpływ spodziewanych rezultatów na rozwój nauki, cywilizacji, społeczeństwa
Nieodpowiednia dieta matki podczas ciąży i laktacji może programować metabolizm u potomstwa.
Cholina jest niezbędnym składnikiem odżywczym, który odgrywa kluczową rolę w wielu procesach
związanych z rozwojem organizmu. Cholina jest aktywnie przekazywana od matki do rozwijającego się
potomstwa: w okresie płodowym przez łożysko, a po porodzie wraz z mlekiem. W związku z wyższym
zapotrzebowaniem na cholinę w tym okresie, jej podaż w diecie matki jest często niewystarczająca, co
może upośledzać rozwój endokrynnej części trzustki. Cholina jest także niezbędna do prawidłowego
metabolizmu lipidów. Jednym ze skutków braku choliny w diecie jest NAFLD związane z
gromadzeniem lipidów w wątrobie. Dane epidemiologiczne dowodzą, że zapadalność na otyłość,
cukrzycę typu 2 i NAFLD u dzieci i młodzieży ciągle wzrasta i staje się poważnym problemem
zdrowotnym, ekonomicznym i społecznym. W związku z powyższym, prawidłowa dieta matki, może
zapobiegać epidemii chorób metabolicznych w przyszłych pokoleniach. Ponadto, należy podkreślić, że,
jak dotąd, istnieje niewiele badań poświęconych roli choliny podczas ciąży i laktacji, jak również badań
odnośnie funkcji choliny przeprowadzanych na młodych osobnikach, dlatego też proponowane badania
mogą przyczynić się do uzupełnienia wiedzy w zakresie ontogenezy szczura, jak również mogą stać się
wstępem do dalszych zastosowań aplikacyjnych (właściwa podaż choliny u matek chorych na NAFLD)