В недавней обзорной статье, опубликованной в журнале «Антиоксиданты«, исследователи исследовали, как факторы окружающей среды влияют на развитие мозга плодов и новорожденных, подчеркивая воспаление и окислительный стресс как общие знаменатели для различных факторов стресса.

Их выводы подчеркивают решающую роль здоровой внутриутробной среды для содействия развитию мозга плода и подчеркивают важность вмешательств, направленных на снижение модифицируемых факторов стресса во время беременности.

Предыстория

На развитие человеческого мозга, которое начинается на второй-третьей неделе беременности и продолжается в детском возрасте, влияет сочетание генетических, эпигенетических факторов и факторов окружающей среды.

Ключевые этапы развития происходят в определенные периоды беременности, такие как миграция клеток в неокортексе и интенсивный нейрогенез между восьмой и восемнадцатой неделями.

Воздействие окружающей среды на мать в пренатальный и антенатальный периоды может повлиять на внутриутробное развитие и краткосрочное и долгосрочное здоровье потомства, потенциально повышая риск развития неинфекционных заболеваний во взрослом возрасте.

Эти воздействия могут эпигенетически изменять фенотипы плаценты и плода, влияя на структуру органов, метаболизм и физиологию. Однако понимание точных молекулярных механизмов, связывающих внешние факторы с изменениями в развитии нервной системы, остается сложной задачей.

В этом обзоре исследователи стремились изучить влияние различных факторов окружающей среды, включая питание, образ жизни, стрессы и загрязнение окружающей среды, на развитие мозга плода и исходы, связанные с развитием нервной системы у новорожденных, опираясь на всесторонний поиск литературы, который охватывал исследования на людях и животных, опубликованные за последние 15 лет.

Внешние раздражители, такие как воспаление и снижение поступления питательных микроэлементов, влияют на развитие нервной системы плода. СЭС: социально-экономический статус.

Воздействие окружающей среды на мать

Питание матери играет решающую роль в развитии нервной системы плода, и имеются данные, свидетельствующие о том, что как недостаточное, так и нездоровое питание во время беременности может повлиять на развитие мозга плода.

Например, средиземноморская диета, для которой характерны продукты, богатые питательными веществами, была связана с положительными результатами в развитии нервной системы у потомства.

Однако дефицит таких микроэлементов, как докозагексаеновая кислота (ДГК), фолиевая кислота и йод, а также чрезмерное потребление макроэлементов были связаны с неблагоприятными последствиями для развития нервной системы.

Известно, что западная диета, в частности, богата макроэлементами, но бедна микроэлементами. Для нее характерны доступные, но некачественные продукты. Модели на мышах предполагают, что диета с высоким содержанием белка также может быть связана с задержками в развитии нервной системы.

Изменения в микробиоте кишечника матери во время беременности были связаны с худшими поведенческими исходами у потомства, потенциально опосредованными воспалением и метаболической эндотоксемией.

Ожирение матери и диета с высоким содержанием жиров также были вовлечены, при этом модели на животных и эпидемиологические исследования предполагают связь с когнитивным дефицитом, синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), аутизмом и психозами у потомства.

Кроме того, депрессия, тревога и стресс матери могут привести к нарушению развития нервной системы плода, что потенциально может привести к изменению структуры и функций мозга, о чем свидетельствуют исследования на моделях человека и животных.

Курение и употребление алкоголя во время беременности оказывают хорошо документированное пагубное воздействие на развитие нервной системы плода, включая повышенный риск развития СДВГ, аутизма, шизофрении и поведенческих проблем.

Воздействие загрязнения воздуха, в основном твердых частиц и полициклических ароматических углеводородов, связано с нарушениями развития нервной системы у потомства, в основе которых лежат окислительный стресс и воспалительные реакции.

Социально-экономический статус также играет определенную роль: неблагоприятные условия связаны с неблагоприятными исходами беременности и более плохими результатами развития нервной системы у детей.

Лежащие в их основе механизмы

Многочисленные исследования показали связь патологических состояний беременности, таких как задержка роста плода (FGR) и преждевременные роды (PTB), с проблемами развития нервной системы у потомства. Задействованы два основных механизма: измененное снабжение плода питательными веществами и внутриутробное воспаление с участием плацентарных факторов.

ЛГР, часто возникающая из-за плацентарной дисфункции, приводит к хронической гипоксии плода и недостаточному питанию, влияя на развитие мозга плода, несмотря на адаптивные реакции, такие как сохранение мозга.

ПТБ, часто связанный с воспалением или инфекцией у матери, представляет собой различные проблемы с развитием нервной системы, включая нарушения в развитии аксонов и нейронов и аномалии мозга, такие как церебральный паралич.

Воспаление во время беременности, усугубляемое такими факторами, как ожирение, стресс и загрязнители окружающей среды, влияет на передачу сигналов инсулина и нейромедиаторов, влияя на синаптическую пластичность и экспрессию нейротрофических факторов.

Активация иммунной системы матери способствует митохондриальной дисфункции и окислительному стрессу, увековечивая цикл окислительного стресса и воспаления, которые нарушают развитие мозга плода.

Эти условия и воздействие химических веществ могут нарушить гематоэнцефалический барьер и привести к дополнительным нарушениям в развитии мозга плода.

В целом, состояние здоровья матери и внешние факторы в совокупности способствуют усилению воспаления у матери, что влияет на развитие нервной системы плода и потенциально приводит к долгосрочным неврологическим последствиям у потомства.

Выводы

В обзоре подчеркивается, как внешние факторы во время беременности влияют на рост плода и развитие мозга, влияя на долгосрочное развитие нервной системы.

Такие состояния, как PTB и FGR, изменяют морфометрию мозга, часто из-за воспаления и изменений в поступлении питательных веществ. Данные свидетельствуют о том, что на них влияют здоровье матери и факторы окружающей среды, такие как загрязнение воздуха и стресс.

Понимание и устранение этих модифицируемых факторов риска имеет решающее значение для улучшения результатов как в индивидуальном, так и в общественном здравоохранении. Это подчеркивает важность профилактических мер и дальнейших продольных исследований.