Исследователи впервые показали, как плацента "судьи" борьба за питательные вещества между беременной матерью и ее будущим ребенком. Исследование предполагает, что плацента будет регулировать количество питательных веществ, транспортируемых к плоду для роста, в соответствии с физической способностью матери к снабжению.
Результаты, опубликованные в журнале PNAS, предполагают, что если телесная среда, которую мать обеспечивает своему ребенку, неблагоприятна, например, из-за небольшого размера тела или метаболической дисфункции, плацента изменит поток питательных веществ к плоду по сравнению с ее собственным. штат. Это может повлиять на развитие плода, что приведет к осложнениям при рождении.
Впервые ученые смогли предоставить четкие доказательства того, что плацента играет решающую роль в этом деликатном балансировочном действии, а не просто действует как пассивный интерфейс, обеспечивающий передачу питательных веществ от матери к плоду.
Исследование, проведенное учеными из Кембриджского университета, включало точные генетические изменения у мышей, которые привели к замедлению роста и изменили телесную среду матери. Затем они наблюдали, как плацента развивается и реагирует на нее, обнаружив, что у матерей, у которых было произведено это изменение, структура плаценты была иной, и меньшее количество питательных веществ достигло плода.
Лучшее понимание того, как плацента управляет компромиссом, в конечном итоге позволит исследователям уменьшить осложнения беременности как у людей, так и у других млекопитающих.
Исследование было проведено доктором Амандой Сферруцци-Перри, научным сотрудником колледжа Святого Иоанна Кембриджского университета, и оно является частью пятилетнего проекта Департамента физиологии, развития и неврологии, посвященного изучению взаимосвязи между плацентой и осложнениями беременности.
"Во время беременности происходит своего рода «перетягивание каната» между матерью и плодом за то, кто получает питательные вещества, которые потребляет мать," Сферруцци-Перри сказал. "Эта работа впервые показывает, что плацента – это судья, который контролирует этот бой. Чрезвычайно важно больше узнать о роли плаценты. Если во время беременности не удается правильно разделить питательные вещества, это может привести к опасным для жизни осложнениям для будущих мам и долгосрочным последствиям для здоровья как матери, так и ребенка."
По крайней мере, каждая восьмая беременность в Великобритании связана с осложнениями, связанными с поражением плаценты. В развивающихся странах этот показатель еще выше: по крайней мере каждая пятая беременная женщина страдает от этого заболевания. Возможные последствия включают аномальный вес при рождении, преждевременные роды, преэклампсию и диабет матери.
Основной причиной, по-видимому, является реакция плаценты на неблагоприятные биологические изменения в самой матери. Это может быть, например, результатом плохого питания, высокого уровня стресса, метаболической дисфункции или ожирения.
Однако, как плацента распределяет питательные вещества в этих ситуациях, и гормональные сигналы, которые плацента может выделять при этом, полностью не изучены. Понимая эти процессы лучше, исследователи надеются определить как биологические сигналы раннего предупреждения о возникновении проблемы, так и их связь с конкретными причинами, что позволит им разработать терапевтические вмешательства, снижающие общее количество осложнений.
Новое исследование представляет собой шаг к достижению этих целей, потому что исследователи смогли напрямую влиять на балансирующее действие, которое выполняет плацента, и наблюдать его в отношении как физиологии матери, так и фактического роста и снабжения плода питательными веществами.
Для этого они использовали модельную систему, в которой фермент p110 альфа был генетически модифицирован у мышей. У здоровой матери этот фермент активируется гормонами, такими как инсулин и факторы роста инсулина (IGF), запуская эстафету внутри клеток, которая стимулирует усвоение питательных веществ и, как следствие, нормальный рост и метаболическую функцию. Изменяя этот фермент, ученые снизили общую реакцию матери на такие гормоны, создав неблагоприятную среду.
Результаты показали, что у матерей, несущих измененную форму p110 альфа, рост и структура плаценты были нарушены. Было обнаружено, что он не только отличается физически, но и доставляет меньше питательных веществ нерожденному потомству.
Из-за того, как были организованы эксперименты, команда также смогла увидеть, что произойдет с плацентой, если плод несет измененную форму p110 альфа, но мать была нормальной. Они обнаружили, что в этих случаях плацента также показывала дефекты, но была в состоянии компенсировать это, доставляя больше питательных веществ к плоду и, таким образом, оптимизируя питание.
Это показывает, что плацента точно регулирует распределение питательных веществ между матерью и плодом в зависимости от обстоятельств, в которых она оказывается. Это также указывает на то, что, поскольку мать должна иметь возможность поддерживать своего ребенка как во время беременности, так и после родов, плацента будет делать все возможное, чтобы оценить, сколько питания получает плод, чтобы здоровье матери не пострадало.
"Плацента все время принимает сигналы от матери и плода," Сферруцци-Перри объяснил. "Если у матери есть какой-то дефект в ее способности расти, плацента ограничивает количество питательных веществ, которые она выделяет для плода, чтобы попытаться сохранить ее здоровье."
"Это говорит нам о том, что окружение матери является очень сильной, изменяемой характеристикой, которой мы должны уделять больше внимания, в частности, чтобы увидеть, есть ли конкретные факторы, которые мы можем изменить, чтобы улучшить исход беременности. Возможность влиять на окружающую среду матери через изменения в p110 alpha дает нам возможность изучать это контролируемым образом и определять, каковы эти критические факторы."
Следующий этап исследования будет включать изучение сигналов, которые плацента посылает матери, чтобы повлиять на то, как она использует питательные вещества, которые она потребляет, потенциально обеспечивая важные подсказки о биомаркерах, которые обеспечивают раннее предупреждение об осложнениях беременности.