Ο Λιπώδης ιστός και η σχέση του με την κύηση και την αναπαραγωγή Γεώργιος Βαλσαμάκης PhD (UK) Ενδοκρινολόγος-Διαβητολόγος Ευγενίδειο Θεραπευτήριο Συνεργάτης Ενδοκρινολογικής και Διαβητολογικης Μονάδας Β Μαιευτικής και Γυναικολογικής Κλινικής Πανεπιστήμιο Αθηνών
Ο λιπώδης ιστός ως ενδοκρινής αδένας
Εναπόθεση του λίπους
Ενδοκοιλιακό λίπος
Φυσιολογική και παθολογική εναπόθεση του λίπους ενδοκοιλιακά Φυσιολογική Διαβήτης τύπου 2
Η Δράση των λιποκυττοκινών
Κατανάλωση ενέργειας και μάζα των ιστών Energy Expenditure (%REE) 80 60 40 20 0 Liver, Brain, Kidneys, Gut, Heart Tissue energy expenditure Tissue weight Skeletal Muscle Weight (% Body Weight)
Ενεργειακή ομοιοστασία και λιποκυττοκίνες
Το ενδοκοιλιακό λίπος ως κύριος αιτιολογικός παράγων του μεταβολικού συνδρόμου Complex Dyslipidemia TG, sdldl fl HDL Endothelial Dysfunction Systemic Inflammation Disordered Fibrinolysis Insulin Resistance Atheroscle Hypertension DM2/IGT/IFG Visceral Obesity Consensus Development Conference of the ADA. Diabetes Care. 1998;21:310-314. Adapted from Pradhan et al. JAMA. 2001;286:327-334.
Κεντρική παχυσαρκία και ευαισθησία στην ινσουλίνη Variance in S i Accounted for by Regional Fat Mass Region R 2 Value Central abdomen 0.80 Trunk 0.60 All nonabdominal 0.44 Arms 0.30 Legs 0.10 Adipocyte Products FFA TNF-a Leptin Resistin? Adiponectin Insulin sensitivity (mmol/min/kg lean mass) 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 Adapted from Carey DG et al. Diabetes. 1996;45:633-638. High risk for type 2 Low risk for type 2 20 25 30 35 40 45 50 % Central abdominal fat
Χαρακτηριστικα παχυσαρκων με φυσιολογικο και με μη φυσιολογικο μεταβολισμο Insulin Sensitive (n = 17) Insulin Resistant (n = 26) BMI (kg/m2) 31.5 34.7 Fat mass (kg) 37.3 39.0 Lean body mass (kg) 43.8 48.1* Body fat (%) 45.2 44.8 Total Energy Expenditure (cal/d) 2955 3051 Glucose disposal (mg/min x kg LBM) 11.2 5.7** Subcutaneous AT (cm 2, L4-L5) 447 + 144 434 + 130 Visceral AT (cm 2, L4-L5) 141 + 53 211 + 85* Subcutaneous AT (cm2, leg) 208 + 64 187 + 82 Muscle attenuation (Hounsfield U, leg) 42.2 + 2.6 43.6 + 4.8 Postmenopausal women. *P = 0.03; **P = 0.0001. LBM = lean body mass. AT = adipose tissue.
Λιπώδης ιστός και γυναικείο αναπαραγωγικό σύστημα
Λιπώδης ιστός και αναπαραγωγή Ποσοστό % λίπους σώματος > 28% στην αναπαραγωγική ηλικία επηρεάζει την αναπαραγωγή με (a) την παραγωγη ορμονων (b) την κατεύθυνση του μεταβολισμού των οιστρογόνων και την παραγωγή τους σε μορφές πιο δυνατής ή και πιο ήπιας δράσης..
Το ποσοστό του λίπους επομένως επηρεάζει τόσο την ποσότητα αλλά και την ποιότητα της παραγωγής των οιστρογόνων και άρα και τη βιολογική τους δράση που ενέχεται στις διαδικασίες της αναπαραγωγής, του ρυθμού σωματικής ανάπτυξης και της θρέψης. Ο λιπώδης ιστός αποτελεί τον πιο ευμετάβλητο στη λειτουργία σε επιρροή από περιβαλλοντικά ερεθίσματα (τροφή, sress, ύπνος κα) ενδοκρινή αδένα του σώματος.
Η αργή και σταθερή ωρίμανση του άξονα υποθάλαμος-υπόφυση μέχρι την εμμηναρχή συνοδεύεται και από την παράλληλα αργή ωρίμανση του σώματος του κοριτσιού που συνίσταται από αλλαγές 1) στο μέγεθος σώματος 2) στην αναλογία σώματος ως προς οστά-μυες-λίπος. Για την έλευση της ήβης και τη μετέπειτα διατήρηση της αναπαραγωγικής ικανότητας του κοριτσιού απαιτείται μια ουδός-ισορροπία μετατροπής της λιπώδους μάζας σε μάζα ελέυθερη λίπους. Οι μηχανισμοι που ενέχονται είναι μεταβολικοί και ρυθμίζουν την πρόσληψη της τροφής ανάλογα με τη θερμοκρασία και τα αποθεματα λιπους του σώματος.
Η γρήγορη~ 10 15 % απώλεια βάρους λόγω υποσιτισμού επιβραδύνει την εμμηναρχή και προκαλεί και αμηνόρροια. (Αθλήτριες, χορεύτριες μπαλετου). Στις ομάδες των αθλητών η έλευση της αμηνόρροιας είναι αντιδραση προσαρμογής του οργανισμού στα νεα μεταβολικά δεδομένα και της ανάγκης για εξοικονομηση ενέργειας. Η ισορροπια επανέρχεται όταν διακοπει η εντατικη ασκηση και η φυσιολογική διατροφή.
Increasing trends in birth weight Europe (ACOG 2001, Obst&Gynae 2001) Denmark 1990-1999 1.Mean birth weight increased from 3474gr to 3619 gr 2.>4000gr increased from 6.7% to 20% Sweden 1992-2001 1.23% increase of LGA newborns 2.>2 SD mean birth weight for gestational age
Increasing trends in birth weight USA/Canada 1985-1998 (Ann Seminars Perinat 2004) Term SGA 1.USA white 11% 2.USA black 12% 3.Canada 27% Term LGA 1.USA white 6% 2.USA black 9% 3.Canada 24%
Λιπώδης ιστος και κύηση Ο λιπώδης ιστός στην έγκυο Η Ινσουλινική αντοχη στην εγκυμοσύνη Οι λιποκυττοκίνες στην εγκυμοσύνη Leptin Adiponectin Visfatin Συμπεράσματα
Dufour et al. Am. J. of H. Biology 2002
Εναπόθεση του λιπώδους ιστού στην κύηση N=80 1st trimester 2nd trimester 3rd trimester weight (kg) 67.6 ± 13.42 76 ± 12.5* 84.4 ±15.6 * # %fat 30.4 ± 5.2 32.2 ± 4.9* 34.4 ± 6.9* # Hip circumference (cm) 103.9 ±12.1 107.5 ± 10.2* 116 ±11.8* # Skinfold (mm) biceps 16.5 (11.7-24.2) 20 (14.5-29) * 25.6 (16-29) * # triceps 16.2 (14-22.7) 21.5 (17-25) * 23 (16-29) * suprailiac 12.2 (8.5-13) 13.5 (11-15.5) * 16 (12.5-21) * # subscapular 16.7 (14-26.2) 18 (16-27) 22.2 (14-31) *
Sidebottom et al. Eur. J. Obs. Gyn 2001
Components of weight gain during pregnancy Weight gain during pregnancy comprises 1.the products of conception (foetus, placenta, amniotic fluid), 2.the growth of various maternal tissues (uterus, breasts) 3.the increase in blood, extracellular fluid and maternal fat stores
Extra energy expenditure and fat deposition during pregnancy (Institute of Medicine/Food and Nutrition Board, 1990, WHO) the extra energy cost of pregnancy is 77 000 kcal divided into: 1.Extra 85 kcal/day, with 11% of the total fat deposition during the first trimester 2.Extra 285 kcal/day, with 47% of the total fat deposition during the second trimester 3.475 kcal/day, with 42% of the total fat deposition during the third trimester
Fat weight vs maternal weight deposition in pregnancy (1) WHO collaborative study 2002 11 longitudinal studies, in 273 well-nourished pregnant women at 36 weeks of gestation: 1. 3.7 kg (range 3.1-4.4) fat gain 2. with a mean of 11.9 kg (range 10-14) weight gain Extrapolating the calculations to 40 weeks of gestation: 1. fat accretion to 4.3 kg, associated 2. with a mean weight gain of 13.8 kg.
Fat weight vs maternal weight deposition in pregnancy (2) Daily fat gain: 1. of 8 g/day in the first trimester, 2.26 g/day in the second trimester 3.and 18 g fat/day in the third trimester
Body composition at birth in humans Fat mass 12-15% Fat free mass 85-88%
Hauguel-de Mouzon et al. Placenta 2005
Receptor of Placental Leptin Henson et al. Biol. Of Reprod. 2005 Hauguel-de Mouzon et al. Placenta 2005
Lepercq et Hauguel-de Mouzon J. Gynecol. Obstet. Biol Reprod. 2002
LEPTINEMIA in IUGR and their MOTHERS Leptin (mg/l) Adiponectin (mg/l) IUGR 32.5±3.8 5.4±0.9 33.3±3.8 AGA 20.4±2.1 11.8±1.3 33.8±2.7 Cortisol (mg/dl) P values <0.05 <0.05 NS 80 60 Leptin (mg/l) 40 20 0 M-AGA M-IUGR Kyriakakou et al. Submitted
Fuglsang et al. BJOG 2006 Catalano et al. Diabetologia 2006
Υποδοχέας της βισφατίνης
Sethi et al. Trends in Mol. Μedιcine 2005
Η Λιποκυττοκίνη βισφατίνη στην κύηση Lopez et al. Diabetes 2006 Krzyzanowska et al. Cl. Science 2006
Η έκφραση της βισφατίνης στο ενδοκοιλιακό λίπος Berndt et al. Diabetes 2005
Λιποκυτοκκινες και ινσουλινική ευαισθησία στην κύηση Mastorakos et al. Clin. Chemistry 2007
800 700 Βισφατίνη και ινσουλινική ευαισθησία κύησης * 600 Visfatin/ISI 500 400 300 200 100 0 1st 2nd 3rd Pregnancy Trimester Mastorakos et al. Clin. Chemistry 2007
The HAPO study: Associations of GDM and obesity with pregnancy outcomes Catalano PM Diabetes Care Feb 2012 determine associations of gestational diabetes mellitus (GDM) and obesity with adverse pregnancy outcomes Mean maternal BMI was 27.7, 13.7% were obese (BMI 33.0 ), and GDM was diagnosed in 16.1%. odds ratio for birth weight >90th percentile 1. for GDM alone was 2.19 (1.93, 2.47), 2. for obesity alone 1.73 (1.50, 2.00), 3. for both GDM and obesity 3.62 (3.04, 4.32). 4. Similar results for primary cesarean delivery and preeclampsia and for cord C-peptide and newborn percent body fat >90th percentiles.
Risk of large fetal gestational weight according to maternal BMI change
Risk of GDM according to BMI change in pregnancy
Weight gain and pregnancy Weight gain kg outcome (Damm, Denmark) <5 (n=93) 5-9.9 (n=134) 10-14.9 (n=134) 15 (n=122) P-value Hypertension 9.7% 11.4% 16.7% 20.5% 0.014 C-section 15.1% 24.6% 27.3% 27.9% 0.039 Birth weight 4kg 19.4% 29.1% 32.6% 35.3% 0.011 LGA infant 12.8% 25.4% 22.7% 32.8% 0.0033
Pregravid maternal BMI and neonatal body composition (Sewell et al.) Pregravid BMI BMI>25 BMI<25 P-value Birth weight (gr) 3436 ± 567 3284 ± 534 0.051 LBM (gr) 3023 ± 410 2951 ± 406 0.22 Fat mass (gr) 416 ± 221 334 ±179 0.008 Body fat (%) 11.6 ± 4.7 9.7 ± 4.3 0.006 Maternal weight gain 6.3 ± 3.4 6.9 ± 2.4 0.001
Increased maternal pre-pregnancy weight and fetal outcomes Large for gestational age Birth weight >4000gr Neonatal hypoglycemia Respiratory distress syndrome Jaundice-ικτερος Perinatal mortality Congenital malformations-συγγενεις δυσμορφιές
Interpregnancy weight change and risk of adverse pregnancy outcomes (1) (Eduardo Villamor, Sven Cnattingius Lancet 2006) nationwide swedish study of 151025 women Comparison: those 3 BMI units from the first to the second pregnancy vs those BMI changed between -1.0 and 0.9 units (within 2 yrs)
Interpregnancy weight change and risk of adverse pregnancy outcomes (2) (Eduardo Villamor, Sven Cnattingius Lancet 2006) the adjusted odds ratio 1. for pre-eclampsia was 1.78 (95% CI 1.52-2.08) 2. gestational hypertension 1.76 (1.39-2.23) 3. gestational diabetes 2.09 (1.68-2.61) 4. caesarean delivery 1.32 (1.22-1.44) 5. stillbirth 1.63 (1.2-2.21) 6. large for gestational age birth 1.87 (1.72-2.04)
Prevalence of obesity (BMI>95% age and gender) in offspring of obese women (Whitaker et al. Pediatrics 2004) Prevalence of obesity Offspring age 9.5% 2 12.5% 3 14.8% 4
Institute of Medicine recommendations 2009 Pre-gestational BMI (kg/m²) Recommended gestational weight gain (kg) <18.5 14-20 18.5-24.9 12.5-17.5 25-29.9 7.5-12.5 >30 5.5-10
Gestational weight loss (GWL) has adverse affects In a retrospective analysis of the 5551 cases, 83 cases (1.5%) with GWL were found. 1) smaller neonatal birth weights, 2) Smaller placental weights, 3) shorter umbilical cord length in cases 4) Preterm delivery more frequently 5) small for gestational age (SGA) infants more frequently [odds ratio (OR) 6.3; 95% confidence interval (CI) 3.3, 12.1] in 10.8% of the cases and 1.8% of the control (OR 6.6; 95% CI 1.7, 25.1. Conclusion: Gestational weight loss is associated with SGA, small placenta, short umbilical cord length, preterm delivery Hasegawa J et al. J Matern Fetal Neonatal Med. 2012 Feb 21.
Summary 1)Brooten D et al. J Am Acad Nurs Pract 2012, 2) IASO Obesity per se is a risk factor for various complications during pregnancy The need for prenatal nutritional counseling to reduce the intake of calories, fats, sweets, and snacks; increase intake of vegetables, fruits, foods with iron, folate, and fiber. There are no studies to support the link between low GWG and SGA and ketonemia or ketonuria and delayed neurodevelopment of the offspring
Summary GWG in all obese women should be stratified based on pre-pregnancy BMI Pregnancy outcome in obese women might benefit from restricted weight gain during pregnancy Intervention studies during pregnancy on diet, weight restriction and exercise are needed