Субекти

Резюме

Витамин В12 (В12) е микроелемент, необходим за метаболизма с един въглерод (1С). Дефицитът на В12 нарушава цикъла на 1С и променя метилирането на ДНК, което е жизненоважно за повечето метаболитни процеси. Проучванията показват, че дефицитът на В12 може да бъде свързан със затлъстяване, инсулинова резистентност и гестационен диабет; и със затлъстяване при родилни жени. Поради това предположихме, че връзките между дефицит на В12, ИТМ и метаболитния риск могат да бъдат медиирани чрез променени 1С метаболити в началото на бременността. Изследвахме тези асоциации в две различни кохорти в началото на бременността във Великобритания (кохорта 1; n = 244 и кохорта 2; n = 60) с антропометрични данни на 10-12 седмици и вземане на проби от плазма/серум на 16-18 седмици. Измерват се В12, фолат, общ хомоцистеин (tHcy), метионин, ММА, метаболити на 1С метаболизъм (SAM, SAH) и антропометрия. Дефицит на B12 (

Въведение

Нарастването на затлъстяването е глобално предизвикателство и бързо се увеличава в репродуктивната възраст. Това влияе върху затлъстяването и повишения риск от неблагоприятни резултати от бременността по време на бременност, което засилва риска от детско затлъстяване и други незаразни заболявания в живота на възрастните 1. Известно е, че макронутриентите на майката влияят върху затлъстяването, но възникващите доказателства предполагат, че дефицитът на микроелементи като витамин В12 може да играе роля в адипогенезата 2,3. В12 участва в метаболизма на 1С и доставя метиловите групи, необходими за метилирането на ДНК, което е ключово за здравето на майката и оптималния растеж и развитие на плода. Дефицитът на В12 променя нивата на общия хомоцистеин (tHcy), метионин, метилмалонова киселина (ММА) и метаболити от 1С цикъл, включително S-аденозил метионин (SAM) и S-аденозил хомоцистеин (SAH), което е свързано с различни неблагоприятни резултати от бременността и сърдечно-съдови усложнения 4. Тъй като епигенетичните модификации играят основна роля за патогенезата на много болестни състояния, неотдавнашни изследвания прогнозират, че метаболитите на метаболизма на 1С могат да имат междинен ефект при неблагоприятни метаболитни резултати 5 .

Няколко наблюдателни и епидемиологични проучвания показват, че ниският B12 е свързан с висок BMI 6, инсулинова резистентност (IR) 7, нарастваща тежест на глюкозния толеранс 8 и неблагоприятни липидни профили при диабет тип 2 (T2D) 9. В подкрепа на това, неотдавнашно проучване за рандомизация на Мендел 10 съобщава за възможна причинно-следствена връзка между В12 и глюкозата на гладно и функцията на β-клетките. Поредица от проучвания по време на бременност както в южноазиатски 11,12, така и в кавказки 6 показаха връзка между ниския B12 и затлъстяването, IR и по-висок риск от GDM. При деца и юноши повишаването на BMI 13 и IR 14 е свързано с ниски нива на B12. Освен това, проучванията в ранна бременност са фокусирани върху връзката между по-ниския майчински статус на микроелементи (В12, фолиева киселина, желязо) с наднормено тегло преди забременяване и затлъстяване при майки 15, 16, 17, с по-ниски микроелементи при бебета с ниско тегло на 18 и с по-високи ИТМ и сърдечен ритъм при деца на възраст 5–6 19. Нашите in vitro проучвания показват, че дефицитът на В12 в адипоцитите променя нивата на ДНК метилиране 2 на транскрипционните фактори на липидната регулация 2 и получените от адипоз miRNAs, насочени към IR 3, като по този начин предполагат, че дефицитът на В12 нарушава епигенетичните механизми.

Въпреки че няколко проучвания са установили връзка между В12 и метаболитен риск, има много малко проучвания върху 1С метаболити по време на бременност. Нашето пилотно проучване показа свързване на 1С метаболити с нисък В12 и повишени триглицериди 20. Изследване в Бразилия съобщава, че по-ниската концентрация на B12 при майката е свързана с по-висок tHcy и по-нисък SAM: SAH при новородени 21. Датско проучване на напречното сечение при небременни възрастни установява, че плазмените метаболити 1С са свързани положително с по-висок риск от метаболитна дисфункция 22. В допълнение, неотдавнашно проучване на диадите на майката и бебето идентифицира промени в моделите на метилиране в 993 места на CpG, които са свързани с променени индекси на метаболит на 1С по време на бременност, като по този начин се предполага въздействието на различни метаболити на 1С върху регулирането на метилирането на ДНК на множество места 23. Тези доказателства подкрепят, че променените метаболити на 1С влияят неблагоприятно върху епигенетичните механизми и метаболитното здраве както на майката, така и на потомството. Тъй като основният хранителен статус влияе на предикторите за метилиране на ДНК, изучавайки тези 1С биомаркери в началото на бременността, периодът на ембрионално развитие, включващ сложно епигенетично ремоделиране, ще разшири нашето разбиране за връзката на метаболитите на 1С с метаболитен риск.

Освен това разбирането на участниците в ранния живот ще бъде от решаващо значение за очертаването на рисковите фактори и техните механизми, водещи до затлъстяване на майката и метаболитен риск. Това може да информира за целенасочено прилагане на профилактика на затлъстяването в ранна бременност. Следователно ние предполагаме, че връзките между дефицита на В12, ИТМ и метаболитния риск могат да бъдат медиирани чрез променени 1С метаболити в началото на бременността. Настоящото ни проучване изследва разпространението на дефицит на В12 и свързаните с него промени в tHcy, метионин, ММА и метаболити на 1С метаболизъм (SAM и SAH) по време на ранна бременност. Също така съобщаваме за тяхната връзка с майчиното затлъстяване и дислипидемия.

Изследователски дизайн и методи

Проучвайте популация

Кохорта 1

Проучването е проведено в болница Джордж Елиът, Нанитън, Великобритания. В това проучване са включени бременни жени (n = 244), които отговарят на критериите за включване на жени с едноплодна бременност, без хронични заболявания или други усложнения на бременността и с доносени (37–42 гестационни седмици) здрави бебета. Всички бременни жени предоставят кръвни проби между 16 и 18 седмици от бременността си като част от рутинните си грижи. Данни за възраст, тегло, тютюнопушене, алкохол, паритет и социално-икономически статус са получени от досиетата за бременност. Пробите се съхраняват при - 80 ° C и по-късно се анализират за метаболити. Всички методи са проведени в съответствие с одобрените етични насоки. Изследването е одобрено от Комитета по етика на научните изследвания на NHS (12/LO/0239) и всички субекти са дали писмено информирано съгласие.

Кохорта 2

Това проучване е проведено в антенаталната метаболитна клиника, Център за репродуктивно здраве на Симпсън, Кралската лазарет в Единбург. Бременни жени (n = 60), идентифицирани по време на първото посещение на акушерката в общността с ИТМ ≥ 40 и слаби контроли с ИТМ ≤ 25, бяха поканени да участват в проспективно кохортно проучване от 2008 до 2012 г. 24. Събрана е информация за възрастта, паритета, статуса на тютюнопушене и социалните и демографски данни. Основните изключения бяха съществуващ диабет и големи аномалии. Жени, които са развили GDM или не са преминали орален тест за толерантност към глюкоза през бременността 24-28 седмици или са развили прееклампсия или са получили 25 .

Аналитични определяния

Серум В12 и фолат се определят чрез електро-хемилуминесцентен имуноанализ, използвайки Roche Cobas имуноанализатор (Roche Diagnostics, UK). Използвахме 150–660 pmol/l за серум B12 и 6–37 nmol/l за серумен фолат, като нормални граници, съответно. Коефициентът на вариация между тестовете за B12 и фолиевата киселина е бил съответно 3,9% и 3,7% 26. Дефицитът на B12 се определя като нива на B12 под 150 pmol/l, граничен дефицит на B12 като 150–220 pmol/l и дефицит на фолиева киселина като под 6 nmol/l. Излишъкът на фолиева киселина се определя като> 37 nmol/l (горна граница на откриване от анализа). Измерването на tHcy, метионин, ММА и метаболити на 1С метаболизъм (SAM и SAH) бяха определени в плазма чрез стабилна изотопна анализ на разредена течна хроматография, използвайки тандемен масспектрометър API 6,500 QTrap (Applied Biosystems, UK) 20. Концентрациите на глюкоза са измервани по хексокиназен метод (Randox Laboratories, Co. Antrim, UK), общ холестерол, HDL холестерол (HDL-C), (Olympus Diagnostics, Watford, UK) и триглицериди (Alpha Laboratories, Eastleigh, UK) чрез колориметрични методи.

Статистически анализ

Непрекъснатите данни се отчитат като средно ± стандартно отклонение (SD). Категоричните данни се отчитат в проценти. Разпределенията на данните като В12, фолат, tHcy, ММА, метионин, SAM, SAH, холестерол, триглицериди и HDL-C бяха изкривени; тези данни бяха преобразувани в дневник преди анализи. За сравнение на групите беше използван t-тест на Student. Корелацията на Пиърсън е използвана за сравняване на променливите. Променливите, които показват значителни асоциации, бяха включени като независими променливи в многобройните линейни регресионни анализи и коригирани за объркващи фактори като възраст, тютюнопушене, алкохол, паритет, ИТМ, B12, фолиева киселина, tHcy, MMA, метионин, SAM и SAH. За да се улесни сравнението, зависимите и независимите променливи бяха преобразувани в резултати със стандартно отклонение (SDS). Данните са представени като промяна на SDS в зависима променлива за промяна на SDS в ИТМ, триглицериди и HDL-C. Всички тестове бяха двустранни и р-стойности 26 .

Резултати

Базови характеристики

Клиничните характеристики на бременни жени от две кохорти са показани в таблица 1. Всички жени са били назначени в ранна бременност на 16-18 седмици. Техният ИТМ за записване се събира на 10–12 гестационна седмица. Значителен дял от жените са били със затлъстяване и съобщават за по-висок процент на тютюнопушене и прием на алкохол по време на бременност (Таблица 1). Установихме, че процентите на дефицит на В12 и граничен дефицит на В12 са съответно 23 и 36% в кохорта 1 и 18 и 43% в кохорта 2. Въпреки това, не сме наблюдавали дефицит на фолиева киселина в нито една от тези кохорти (Таблица 1).

Асоциация на B12 с метаболитни рискови фактори в ранна бременност

И в двете кохорти B12 е в отрицателна корелация с BMI, tHcy и MMA; и положително корелира със SAM/SAH (фиг. 1A – H). В допълнение, в кохорта 2 има данни за асоцииране на В12 с липидни параметри като отрицателна корелация с триглицериди и положителна корелация с HDL-C (фиг. 2А-В). За по-нататъшно изследване на независимото свързване на метаболитите B12 и 1C с тези рискови фактори бяха проведени множество регресивни анализи, включително потенциалните съоснователи като възраст, пушене, алкохол, паритет и социално-икономически статус. Установихме, че В12 остава независимо свързан с ИТМ (Кохорта 1: β = - 0,260, 95% CI (- 0,440, - 0,079), p = 0,005, Кохорта 2: (β = - 0,220, 95% CI (- 0,424, - 0,016), p = 0,036), когато се коригира за всички ко-променливи (Таблица 2).

дефицитът

* Дневник, трансформиран за статистически сравнения. Корелация между B12 и (A) ИТМ в кохорта 1, (Б.) ИТМ в кохорта 2, (° С) Хомоцистеин в кохорта 1, (д) Хомоцистеин в кохорта 2, (Е.) ММА в кохорта 1, (F) ММА в кохорта 2, (G) SAM: SAH в кохорта 1, (З.) SAM: SAH в кохорта 2. Кохорта 1: n = 240; кохорта 2: n = 60.

* Дневник, трансформиран за статистически сравнения. Корелация между B12 и (A) Триглицериди в кохорта 2, (Б.) HDL-C в кохорта 2. Кохорта 2: n = 60.

В допълнение, в кохорта 2 (Таблица 3), в напълно коригирания модел, B12 показва независими, положителни асоциации с HDL-C (β = 0,442, 95% CI (0,011, 0,873), p = 0,045). Също така установихме, че ниският майчински B12 по време на ранна бременност е свързан с по-високи триглицериди в некоригирания модел, но след корекция за всички потенциални объркващи фактори, тази връзка не е била значима. Установихме обаче, че метионин (β = - 0,656, 95% CI - 0,900, - 0,412, p Таблица 3 Множествен регресионен анализ на B12 с триглицериди и HDL-C в ранна бременност.

Дискусия

Нашето проучване, включващо две кохорти с кавказки жени в началото на бременността от Обединеното кралство, имаше три основни открития. Първо, нивата на дефицит на витамин В12 са били 23% в кохорта 1 и 18% в кохорта 2. На второ място, ниското ниво на В12 е свързано с по-висок ИТМ и по-нисък HDL-C. Трето, открихме, че по-ниски нива на метионин и по-високи нива на SAH, свързани с по-високи триглицериди при тези жени в началото на бременността.

Разпространението на дефицита на В12 в началото на бременността е съобщено в много малко проучвания. Неотдавнашен систематичен преглед показа, че дефицитът на В12 е съответно 21%, 19% и 29% през първия, втория и третия триместър 27. Открихме сходни нива на дефицит на В12 (кохорта 1–23% и кохорта 2–18%) в нашите кохорти в началото на бременността. Регресионният анализ в кохорта 1, след коригиране на множество объркващи фактори, установихме, че В12 е независимо свързан с ИТМ, докато в кохорта 2, в допълнение към В12, социалната депривация е свързана и с ИТМ. Връзката между ИТМ и В12 е доказана в други проучвания при бременни жени 15,16,17, но също и при юноши 14 и при жени в детеродна възраст 28. В допълнение, дефицитът на В12 може да бъде причинно свързан с дисгликемия 9. Следователно е възможно, ако жените с по-високо разпространение на дефицит на В12 влязат в бременност, това може да ги предразположи към по-голям риск от затлъстяване, дислипидемия и хипергликемия. Необходими са обаче надлъжни проучвания, за да се изследва дали ниският B12 в началото на бременността увеличава риска от инцидент GDM.

В неотдавнашен метаанализ съобщихме, че ниските нива на HDL-C и високите триглицериди при майките в различни триместри на бременността са свързани с по-високо тегло при раждане, по-висок риск от големи за гестационна възраст и макрозомия 29. Настоящото проучване показа, че по-ниският B12 е свързан с по-ниски нива на HDL-C в началото на бременността. В предишното ни проучване на бременни жени в третия триместър се наблюдава подобна връзка 26. В съответствие с това, Knight et al. 6 показват тази връзка при жени на 28 гестационна седмица във Великобритания и Saraswathy et al. 30 при небременна възрастна популация в Индия. В допълнение, нашите механистични проучвания върху адипоцитите показват, че при нисък статус на В12 хипометилирането на липидните транскрипционни фактори (SREBF1 и LDLR) 2 и промяната на miRNAs 3 могат неблагоприятно да регулират адипогенните и липогенните гени и да насърчават дислипидемия.

В обобщение, нашето ново проучване подчерта, че основният хранителен статус (B12) е ефективен модификатор на някои от 1С метаболитите в началото на бременността. Дефицитът на В12 в началото на бременността е неблагоприятно свързан с променено ниво на метаболити на 1С, затлъстяване при майката и дислипидемия. Тези открития могат да имат жизненоважни последици за бременните жени и техните потомци, особено ако са с наднормено тегло и затлъстяване. Проучването предполага, че оценката на нивата на В12 за жени, планиращи бременност, може да си струва. Бъдещите разследвания, фокусирани върху метаболити, участващи в цикъла 1С, свързани с резултатите от майката и плода, са оправдани за целенасочена намеса и превенция на затлъстяването както при майката, така и при потомството.