Был выявлен механизм, объясняющий, как физические упражнения во время беременности улучшают метаболизм у потомства. По мнению исследователей, ключ кроется в белке под названием SOD3, витамине D и адекватных физических упражнениях, а результаты, возможно, станут первыми шагами к разработке рациональной диеты и программ упражнений для использования во время беременности, особенно когда матери также могут иметь избыточный вес или ожирение.
Исследование, проведенное авторами из Диабетического центра Джослина при Гарвардской медицинской школе и коллегами из Японии, США, Канады и Дании, было опубликовано в Интернете на сайте Cell Metabolism.
"Мы уже давно знаем, что риски ожирения и диабета 2 типа могут возникать в критическом пренатальном периоде развития," сказал старший автор Лори Гудиер. "В частности, существует реальная обеспокоенность по поводу того, что растущий уровень ожирения, наблюдаемый у женщин репродуктивного возраста, передаст риск заболевания последующим поколениям. Важно понимать, что, если этого не избежать, заболеваемость диабетом и ожирением в ближайшие годы будет только расти."
Многие предыдущие исследования связывали повышенную массу тела матери и нездоровое питание с ухудшением метаболических исходов у потомства, часто много лет спустя. По словам авторов исследования, понимание механизмов того, как упражнения матери могут обратить вспять эти эффекты, может привести к вмешательствам, которые предотвращают передачу этих заболеваний из поколения в поколение.
"Результаты предлагают объяснение того, почему физические упражнения во время беременности могут иметь метаболические преимущества для потомства, когда они стареют," сказал Goodyear. "Мы показываем, как физические упражнения во время беременности в сочетании с адекватным уровнем витамина D повышают уровень белка, полученного из плаценты, называемого SOD3 (супероксиддисмутаза 3), и что с помощью ряда промежуточных шагов это улучшает толерантность к глюкозе у потомства."
Результаты получены в результате серии исследований на беременных мышах, в которых сравнивались группы, подвергавшиеся произвольному запуску колеса (i.е., упражнения) и группы, которые вели малоподвижный образ жизни. Используя различные методы, авторы тщательно исследовали влияние упражнений на такие параметры, как метилирование ДНК, передачу сигналов клеток и экспрессию генов, особенно в отношении метаболизма глюкозы.
Вкратце, они обнаружили, что SOD3 представляет собой вызванный физическими упражнениями белок, полученный из плаценты, который активирует определенный сигнальный путь, который контролирует деметилирование ДНК в печени потомства, что, в свою очередь, улучшает ряд аспектов метаболизма глюкозы у потомства.
Они также подчеркивают критическую роль витамина D как медиатора экспрессии SOD3, при этом их данные свидетельствуют о том, что в рационе матери должен быть достаточный уровень витамина D, чтобы влиять на уровни SOD3 в плаценте и, следовательно, на любые улучшения метаболического здоровья у потомства. Они отмечают, например, что высокие уровни витамина в рационе при отсутствии физических упражнений и даже при противоположном сценарии не привели к увеличению SOD3 – что, по их мнению, является важным моментом, если SOD3 нацелен клинически.
Хотя большая часть исследований сосредоточена на мышах, авторы также изучали уровни SOD3 у беременных женщин, обнаружив, что у тех, кто больше занимался спортом, действительно были более высокие уровни SOD3 в сыворотке и плаценте, и что они оказались самыми высокими во втором триместре беременности.
"С точки зрения клинического применения, похоже, что наиболее эффективным способом повышения уровня белка SOD3 по-прежнему являются физические упражнения," сказал ведущий автор Джоджи Кусуяма. Он добавил, что также может быть клинический интерес в использовании уровней SOD3 в сыворотке крови матери в качестве биомаркера для оценки преимуществ упражнений во время беременности.
"Наши данные указывают на то, что упражнения в сочетании с оптимальным уровнем витамина D могут быть особенно полезны во 2 триместре беременности," сказал Кусуяма. "Несмотря на то, что мы не можем быть окончательными в этом отношении с текущими результатами, теперь мы планируем подробно рассмотреть, как можно оптимизировать диету, тип и время упражнений с помощью измерений SOD3 в сыворотке крови матери, чтобы получить максимальную пользу для потомства."
Авторы отмечают некоторые ограничения исследования, в том числе возможность его обобщения на все расы и этнические группы, а также то, что некоторые аспекты сигнального пути все еще требуют дальнейшего изучения. Тем не менее, они предполагают, что их результаты дают важное представление о роли физических упражнений во время беременности и о вероятных динамических преимуществах метаболизма для потомства.
"В этом отчете основное внимание уделяется SOD3 и метаболическим преимуществам материнских упражнений для потомков, но могут быть более широкие преимущества этого белка для других органов тела. Например, в настоящее время мы изучаем влияние физических упражнений и SOD3 на функцию мозга у потомства," сказал Goodyear. "Мы также проводим более глубокое исследование влияния физических упражнений матери на плаценту, потому что мы обнаружили множество изменений в этой ткани, и эти плацентарные адаптации также могут иметь пожизненные последствия для потомства. Это первые дни, но понимание того, как упражнения и фитнес до и во время беременности могут быть ключом к улучшению здоровья для последующих поколений."