Fenotipo ahorrativo

La hipótesis del fenotipo eficiente o fenotipo de ahorro o, a veces, el supuesto de Barker ( hipótesis de Barker ), indica que el crecimiento fetal reducido está fuertemente asociado con una serie de condiciones o enfermedades crónicas durante la vida. Esta mayor susceptibilidad es el resultado de adaptaciones realizadas por el feto en un entorno limitado en su suministro de nutrientes . El fenotipo ahorrativo es un componente de la hipótesis de la programación fetal  (in) . Las enfermedades y afecciones crónicas asociadas con un fenotipo ahorrativo incluyen enfermedad coronaria , accidente cerebrovascular , diabetes e hipertensión .

Definición y características

"La hipótesis del fenotipo ahorrativo sugiere que las adaptaciones metabólicas tempranas ayudan a la supervivencia del organismo al seleccionar una ruta de crecimiento apropiada en respuesta a las señales ambientales" . El concepto de fenotipo ahorrativo es uno de los componentes de la hipótesis de la programación fetal  (in) . Las enfermedades y afecciones crónicas asociadas con un fenotipo ahorrativo incluyen enfermedad coronaria , accidente cerebrovascular , diabetes e hipertensión . Un fenotipo ahorrativo también puede conducir a una discapacidad auditiva.

Esta teoría a veces se denomina Hipótesis de Barker , en honor al nombre del profesor David James Purslove Barker (1938-2013), investigador de la Universidad de Southampton y que publicó este concepto en 1990.

Histórico

Primeros conceptos e investigación

El modelo propuesto por Barker no es el primer concepto que se ha sugerido para explicar la relación entre una anomalía en el crecimiento y tamaño fetal y los riesgos de trastornos patológicos posteriores. En la década de 1950, el épidiomologiste Jørgen Pedersen  (en) ofrece la teoría de que la exposición temprana a la glucosa en el entorno intrauterino conduce a la organomegalia , así como a un desarrollo prenatal excesivo y predispone al feto a los síntomas diabéticos. En 1960, Priscilla White  hizo observaciones fundamentales sobre la alta prevalencia de tolerancia anormal a la glucosa en niños concebidos por mujeres con diabetes. Un modelo de "  genotipo ahorrativo" fue propuesto por el genetista estadounidense James V. Neel  (en) en 1962. El modelo de Neel indica que el genotipo ahorrativo permite "al organismo preservar sus reservas de energía para luchar contra períodos de inanición y restricción alimentaria" , explicando así que las poblaciones de cazadores-recolectores portadores de este gen habrían resistido mejor los períodos de hambruna almacenando reservas de grasa en el tejido adiposo durante los períodos de abundancia . La investigación de Neel se ha observado principalmente en personas pertenecientes al pueblo Pima . Posteriormente, los estudios de Neel se centraron en poblaciones de Micronesia y Polinesia con diabetes tipo 2. Posteriormente, Pettitt demuestra que la frecuencia de obesidad y diabetes tipo II es mayor en los niños cuyas madres han tenido diabetes durante el embarazo. En 1972, Brook, basándose en la fase de diferenciación de adipocitos que ocurre principalmente en el útero , sugirió que las influencias que afectan al feto durante esta etapa podrían predisponerlo a la obesidad posterior. A principios de la década de 1980, RK Freinkel amplió el concepto de Neel al proponer la participación de metabolitos intermedios. Posteriormente, David J. Pettitt y sus colegas proponen una correlación entre la obesidad y la diabetes tipo II observada en los niños y la diabetes que afecta a sus madres durante el embarazo.

Treinta años después de la hipótesis sugerida por Neel, el modelo publicado por Barker en 1990 generaliza este concepto. A principios de la década de 1990, Barker, junto con C. Nicholas Hales, investigó la relación entre las condiciones de vida de los grupos socioeconómicos pobres en el Reino Unido y la frecuencia de enfermedades crónicas observadas entre estas poblaciones. La hipótesis de Barker se estableció a partir de investigaciones y estudios llevados a cabo durante un período de un año y que involucraron a una cohorte de 428 hombres del condado de Hertfordshire ( Este de Inglaterra ) y afectados por intolerancia a la glucosa o diabetes tipo 2 . Posteriormente, se realizaron otras investigaciones sobre cohortes que presentaban las mismas patologías. Uno de estos estudios se llevó a cabo en una población de hombres y mujeres nacidos durante el invierno del hambre de 1944-1945 en los Países Bajos . Las mujeres que concibieron a estas personas se encontraban, durante este evento, en un estado de desnutrición  : sus raciones alimentarias diarias, durante sus embarazos, eran del orden de 400 a 800  kilocalorías . La prueba de tolerancia oral a la glucosa (OGTT) realizada en esta población mostró, después de un período de dos horas, una alta concentración de glucosa en sangre en cada una de estas personas, especialmente aquellas cuyas madres habían sido afectadas por la hambruna de 1944-1945 durante su último año. tres meses de embarazo. La investigación de Hales y Barker indicó que un ambiente intrauterino pobre en nutrientes podría afectar el crecimiento de órganos vitales , incluido el cerebro  , y también podría conducir a hipoplasia del páncreas endocrino como resultado de una deficiencia en las células beta pancreáticas. El modelo de fenotipo ahorrativo también indica un vínculo entre el bajo peso del recién nacido y la aparición de diabetes tipo II. Estos estudios demostraron que cualquier ajuste en un ambiente intrauterino pobre en nutrientes resulta en una mayor supervivencia del feto a través de un "  desarrollo cerebral parsimonioso  (in)  " .

Posterioridad del concepto de Barker

En 2007, Jonathan Wells hizo un inventario y examinó varios conceptos evolutivos, complementarios o competidores, del modelo del fenotipo económico de Barker. Luego, en 2008, R. Stöger propuso la hipótesis de un epigenotipo económico, un concepto basado en argumentos opuestos al modelo de Neel. Aunque ha sido muy controvertido, el concepto propuesto por Barker es utilizado actualmente por muchos pediatras para prevenir y diagnosticar trastornos patológicos comunes (diabetes, hipertensión , enfermedad coronaria ) que ocurren en la edad adulta.

Efectos favorables

Beneficios para el feto

Los partidarios o proponentes de esta hipótesis sugieren que en malas condiciones nutricionales - estos déficits en la ingesta nutricional incluyen el impacto de unidades estructurales y funcionales como las células pancreáticas de tipo β  ; las nefronas y los cardiomiocitos  : una mujer embarazada puede alterar el desarrollo del feto para que esté preparado para sobrevivir en un entorno en el que los recursos pueden ser limitados, lo que da como resultado un fenotipo ahorrativo.

Recientemente, algunos científicos han propuesto que el fenotipo ahorrativo posiblemente podría preparar al organismo para su entorno adulto a largo plazo.

Beneficios para la madre

Sin embargo, los cambios ambientales en las primeras etapas del desarrollo pueden hacer que el camino elegido se vuelva inapropiado, dando lugar a efectos adversos para la salud. Esta paradoja genera dudas sobre si el fenotipo ahorrativo es adaptativo para la descendencia humana. Por tanto, el fenotipo ahorrativo debe considerarse como la capacidad de toda la descendencia para responder a las señales ambientales durante el desarrollo ontogenético temprano. Se ha sugerido que el fenotipo ahorrativo es la consecuencia de tres procesos adaptativos diferentes: los efectos maternos , la construcción de nidos de células madre y la plasticidad del desarrollo  (en) , estos tres procesos están influenciados por el cerebro a través de la glándula endocrina . Si bien la plasticidad del desarrollo demuestra la adaptación de la descendencia, la construcción de nichos y los efectos maternos son el resultado de las selecciones de los padres más que de la forma física de la descendencia. Por lo tanto, el fenotipo ahorrativo puede describirse como una manipulación del fenotipo de la descendencia en beneficio de la aptitud materna. La información que ingresa al fenotipo de la descendencia al principio del desarrollo refleja la experiencia de desarrollo de la madre y la calidad del entorno durante su propia maduración, en lugar de predecir el posible futuro del entorno del bebé.

Efectos adversos

Muchas enfermedades humanas que aparecen en la edad adulta están vinculadas a patrones de crecimiento en la vida temprana, lo que determina la nutrición prenatal como mecanismo subyacente. Los individuos con un fenotipo ahorrativo tendrán, según John Waterlow  (en) en 1990, luego Bateson y Martin en 1999: “un tamaño corporal más pequeño, una tasa metabólica reducida y un nivel reducido de actividad conductual [...] de adaptaciones. a un entorno con escasez crónica de alimentos ” ( “  un tamaño corporal más pequeño, una tasa metabólica reducida y un nivel reducido de adaptaciones de la actividad [...] conductual a un entorno con escasez crónica de alimentos  ” ). Los individuos con un fenotipo ahorrativo que prosperan en un ambiente intrauterino rico en ingesta de nutrientes pueden ser más propensos a trastornos metabólicos como la obesidad y la diabetes tipo 2 , mientras que aquellos que han recibido un previsión (programación) de kindergarten positivo se adaptarán a las buenas condiciones y la riqueza. dietas Esta teoría, propuesta y publicada por David Barker en 1991, es ahora ampliamente aceptada y es motivo de preocupación para las sociedades de los países en desarrollo marcados por la transición de la malnutrición y la desnutrición a una mejor nutrición y nutrición.

Los factores de riesgo de aparición y desarrollo de un fenotipo ahorrativo incluyen la edad materna avanzada  (in) y la insuficiencia uteroplacentaria  (in) .

Mecanismos moleculares y de desarrollo

La capacidad o aptitud para conservar, adquirir y gastar energía parece indicar un rasgo innato antiguo que está integrado en el genoma de una manera que conduce a la protección contra mutaciones . También es posible que estos cambios se puedan heredar de una generación a la siguiente. Este mecanismo genético heredado puede detenerse bajo los términos de "  diabetes de tipo adulto en los jóvenes  (en)  " . El gen que codifica la leptina (hormona de la saciedad) ha sido identificado como una unidad genética posiblemente responsable de la adquisición de estas características eficientes.

En una escala anatómica mayor, los mecanismos moleculares son causados ​​en gran parte por un ambiente subóptimo en el sistema reproductivo o por adaptaciones fisiológicas maternas  (en) durante el embarazo .

Por otro lado, para aclarar el mecanismo del fenotipo ahorrativo, se puede explicar por la existencia de ciertas "ventanas clave de desarrollo" durante las cuales las exposiciones "fijan" los sistemas fisiológicos y, por lo tanto, pueden conducir a estados o condiciones. el largo plazo. Este modelo se ha denominado "programación medioambiental" .

Notas y referencias

Notas

  1. Estas características, también identificadas en otras cohortes que fueron sometidas a las mismas condiciones durante su desarrollo fetal, mostraron que la intolerancia a la glucosa se asoció con bajo peso al nacer y un riesgo significativo de obesidad en el feto. factores posnatales. Además, estas observaciones han demostrado que un crecimiento fetal deficiente es inducido por una ingesta nutricional restringida en el entorno intrauterino.
  2. Uno de los argumentos que presenta Barker es que en la fase de crecimiento fetal, para hacer frente a condiciones de restricciones nutricionales, la distribución de energía se lleva a cabo a favor del páncreas y en detrimento de otros tejidos como los del cerebro. .
  3. Para Robert W. O'Rourke, el modelo de Neel se basa en gran medida en argumentos evolutivos .
  4. La leptina , que determina el balance energético de un organismo regulando las neuronas electrofisiológicas que actúan sobre la ingesta de alimentos - en primer lugar aquellas proteínas neuropéptido Y / péptido Agouti (AgRP)  (en) , unidades expresadas por el núcleo arqueado , y también aquellas proteínas proopiomelanocortina / neuropéptido CART  (in) y αMSH  - juega un papel importante en algunas de las neuronas del hipotálamo involucradas en los mecanismos de saciedad . La leptina también participa en el mecanismo de plasticidad de estas neuronas. Sin embargo, el impacto de la leptina en este grupo de neuronas solo es decisivo durante una breve fase posnatal .

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Para ir mas profundo

Bibliografía

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