Гипотеза происхождения плода

Гипотеза внутриутробного происхождения (отличная от гипотезы развития здоровья и болезней , в которой особое внимание уделяется условиям окружающей среды как до, так и сразу после рождения) предполагает, что период беременности оказывает существенное влияние на развитие здоровья и благополучия человека в диапазоне от младенчества до взрослая жизнь. Эффекты внутриутробного происхождения характеризуются тремя характеристиками: латентным периодом, при котором эффекты могут проявиться гораздо позже в жизни; персистенция, при которой состояния, возникающие в результате воздействия плода, продолжают существовать для данного человека; и генетическое программирование, которое описывает «включение» определенного гена под влиянием пренатальной среды. Исследования в области экономики, эпидемиологии и эпигенетики подтверждают эту гипотезу.

Фон

Когда-то считалось, что плод невосприимчив к вредным токсинам окружающей среды, передаваемым от матери через плаценту. Исходя из этого убеждения, некоторые беременные женщины в начале и середине 20 века употребляли алкоголь, принимали лекарства и курили сигареты. Однако такое спокойное отношение к беременности было поставлено под сомнение открытиями о том, что вещества, принимаемые матерью, приводят к трагическим последствиям для плода. Кризис врожденных дефектов, вызванный лекарством талидомидом в 1960-х годах, когда тысячи детей родились с дефектами, варьирующимися от повреждения головного мозга до усеченных и отсутствующих рук и ног, является примером того, как казалось бы чудодейственное лекарство, которое должно было предотвращать утреннюю тошноту, вместо этого имело катастрофические последствия. . Аналогичным образом, в 1971 году было обнаружено, что препарат, известный как DES, диэтилстильбестрол , при приеме беременными женщинами вызывает невероятно редкий рак — светлоклеточную аденокарциному влагалища у молодых девушек, тогда как традиционно считалось, что рак поражает только женщин. постменопаузальный возраст. Это открытие, в частности, демонстрирует, что события, происходящие во время беременности, способны повлиять на будущее здоровье во взрослой жизни. Это, пожалуй, самый известный риск для плода. Только в 1973 году впервые был официально диагностирован алкогольный синдром плода, и только в 1989 году правительство Соединенных Штатов начало требовать наличия предупреждающих надписей, адресованных беременным женщинам, на всех алкогольных напитках. для продажи. Хотя риски, связанные с некоторыми веществами, были хорошо задокументированы во время беременности, гипотеза происхождения плода выходит за рамки медицинских веществ и расширяет влияние материнского стресса, ожирения, гриппа, питания и загрязнения окружающей среды на развивающийся плод.

Гипотеза Баркера

Эпидемиолог Дэвид Баркер был первым сторонником теории внутриутробного происхождения заболеваний у взрослых, что побудило назвать эту теорию «гипотезой Баркера». В 1986 году Баркер опубликовал результаты, предполагающие прямую связь между внутриутробным питанием и поздним началом ишемической болезни сердца. Он заметил, что беднейшие районы Англии были теми же районами с самым высоким уровнем сердечно-сосудистых заболеваний, что позволило выявить прогностическую связь между низким весом при рождении и болезнями взрослых. Его выводы были встречены критикой, главным образом потому, что в то время считалось, что болезни сердца преимущественно определяются образом жизни и генетическими факторами. Со времени первоначальных выводов Баркера результаты были воспроизведены в различных популяциях Европы, Азии, Северной Америки, Африки и Австралии. Объясняя такие результаты, Баркер предполагает, что плоды учатся адаптироваться к среде, в которую они ожидают попасть после выхода из утробы матери. По сути, все сигналы, поступающие в плаценту, действуют как «открытки», дающие плоду подсказки о внешнем мире и соответствующим образом подготавливающие его физиологию. Это может быть адаптивным механизмом, когда состояние плода точно отражает мир рождения; с другой стороны, это может быть вредным механизмом, когда условия изобилия или дефицита плода не соответствуют миру рождения, и ребенок физиологически предрасположен жить в среде, где ожидаемые ресурсы резко отличаются от реальности.

Бережливый фенотип

Гипотеза бережливого фенотипа предполагает, что низкая доступность питательных веществ во время пренатального периода с последующим улучшением доступности питательных веществ в раннем детстве приводит к увеличению риска метаболических нарушений, включая диабет II типа, в результате необратимых изменений в метаболической переработке глюкозы. -инсулин определяется внутриутробно. Это в основном затрагивает бедные общины, где материнское недоедание может быть широко распространено, что, в свою очередь, приводит к тому, что плод биологически запрограммирован на ожидание скудной питательной среды. Но, оказавшись в мире, легкодоступные потребляемые обработанные пищевые продукты не могут быть эффективно переработаны людьми, метаболические системы которых заранее настроены на ожидание дефицита. Эта разница между ожидаемым дефицитом питательных веществ и фактическим избытком пищи приводит к ожирению и, в конечном итоге, к диабету второго типа. Джанет Рич-Эдвардс, эпидемиолог из Гарвардской медицинской школы, изначально намеревалась опровергнуть теорию происхождения плода, используя свою базу данных, состоящую из более чем 100 000 медсестер. Вместо этого она обнаружила, что результаты сохраняются: существует сильная связь между низким весом при рождении и развитием ишемической болезни сердца и инсульта.

Результаты исследования

Экономическая поддержка

Исходы беременности могут повлиять на благосостояние общества. Сравнение детей, находившихся в стадии беременности во время пандемии гриппа 1918 года, и детей, находившихся в стадии беременности непосредственно до или после кризиса в области здравоохранения, показывает заметные различия между двумя группами по данным переписи населения. По всем социально-экономическим показателям те, кто во время кризиса были зародышами, имели более низкие образовательные достижения, доходы и социально-экономический статус. В частности, у пострадавших на 15% меньше шансов окончить среднюю школу, на 15% больше шансов стать бедными и на 20% больше шансов стать инвалидами во взрослом возрасте. Даже федеральные выплаты по социальному обеспечению были выше для гестационной когорты, чем для тех, кто родился до или после заражения гриппом. Тот же исследователь-экономист Дуглас Алмонд исследовал другие исторические ситуации, затрагивающие определенные группы плодов: дети, родившиеся во время или сразу после чернобыльской ядерной катастрофы Китая , а также «Большой скачок» (который привел к смертельному голоду). Обе группы, подвергшиеся внутриутробному воздействию, страдали от снижения когнитивных способностей и снижения уровня занятости. Такие результаты могут иметь долгосрочное влияние на производительность и экономическую безопасность общества для целого поколения людей и, возможно, даже продолжать влиять на будущих потомков через изменения в экспрессии генов.

Эпидемиологическая и эпигенетическая поддержка

Эпигенетика относится к изучению поведения генов и того, как экспрессия генов может быть изменена окружающей средой без изменений в ДНК. Считается, что это особенно возможно во время внутриутробного развития, и известно, что стресс и диета вызывают изменения у плода. Результаты, связывающие воздействие загрязнения на мать с плохими последствиями для здоровья детей, возможно, связаны с изменением экспрессии генов. Кроме того, исследования, посвященные весу матери, показывают, что могут иметь место изменения генов. Женщины, имеющие избыточный вес во время беременности, рожают детей, которые сами с большей вероятностью будут иметь избыточный вес. Это может быть связано с генетической наследственностью генов, связанных с ожирением. Но братья и сестры, рожденные от этих же женщин после операции по снижению веса, имели не больше шансов иметь избыточный вес, чем остальная часть населения в целом. Метаболическая природа детей была совершенно разной, несмотря на то, что они родились от одной матери, что подтверждает идею о том, что гестационная среда сильно влияет на будущие результаты. Обсуждая результаты эпигенетики происхождения плода, Джанет Карри из Принстонского университета говорит: «Поэтому давно хвалимое различие между природой и воспитанием устарело и бесполезно. Плохое воспитание во время беременности может ухудшить ситуацию, с которой поступила природа».

Эпидемиологические исследования или изучение особенностей здоровья и заболеваемости определенных групп населения позволяют осуществлять контроль, который невозможно осуществить в других исследовательских направлениях. Когда значительная ситуация, бедствие или событие происходит среди определенного населения, можно предположить, что оно затрагивает все население, тем самым обобщая результаты по всем демографическим группам в данной группе. Некоторые исторические события обеспечивают эпидемиологическую поддержку причин развития здоровья и болезней , включая голландскую голодную зиму и Холокост.

Пандемия гриппа 1918 года

Во время пандемии гриппа 1918 года примерно 20% населения мира заразилось, и 50 миллионов из этих инфекций оказались смертельными. В США средняя продолжительность жизни снизилась на 12 лет на человека. Болезнь поражала всех классов, но часто была смертельной для тех, кому было от 20 до 30 лет, но особенно сильно поражала беременных женщин, заразив одну треть всех американских женщин, которые были беременны в период с 1918 по 1919 год. Дети, родившиеся в 1919 году, чьи матери были инфицированы во время беременности, в дальнейшем испытали множество недостатков. У тех, кто родился в 1919 году, заработная плата упала на 5% и более, и часто оказывалось, что они имеют более низкие образовательные достижения в целом. Вероятность инвалидности у этих детей была на 20% выше, чем у других сопоставимых когорт (начало 1918 г. и конец 1919 г.), которые не подвергались воздействию внутриутробно. В исследовании, проведенном в 2008 году, было обнаружено, что воздействие пандемии внутриутробно привело к более высокому риску развития ишемической болезни сердца и заболеваний почек в более позднем возрасте. Исследование пришло к выводу, что риск развития ишемической болезни сердца у тех, кто родился в первом квартале 1919 года, увеличился на 11,8%, а у тех, кто родился в четвертом квартале 1918 года, на 51% увеличился риск развития заболеваний почек по сравнению с теми, кто родился в начале 1918 года. в конце 1919 года. Примечательно также, что у тех, кто уже родился, но был молодым (в возрасте от 1 до 5 лет) во время воздействия, не наблюдалось заметного увеличения заболеваемости ишемической болезнью сердца. или заболевание почек. В Италии, одной из стран, наиболее пострадавших от пандемии, во время воздействия пандемии уровень образования у тех, кто находился в утробе матери, снизился. Воздействие пандемии в период внутриутробного развития приведет к потере в среднем 0,3–0,4 года обучения. Эти эффекты были намного выше или ниже в зависимости от района Италии. Вероятность того, что заражение матери гриппом во время беременности может быть связано с повышенным уровнем заболеваемости шизофренией у ребенка в более позднем возрасте. В недавнем В исследовании, проведенном в Калифорнии, им удалось предсказать шизофрению у взрослого потомства путем анализа антител к гриппу беременных женщин в 1959–1966 годах. Было высказано предположение, что существует определенная связь между стрессом плода, вызванным гриппом, и шизофренией.

Голодная зима

Во время Второй мировой войны нацистская баррикада привела к сильному голоду в Западных Нидерландах. Там, где раньше продовольствия было много, в ноябре 1944 года поставки были немедленно прекращены, что привело к периоду голода, который длился до весны 1945 года. люди погибли. Анализ упорядоченных медицинских записей за этот период времени позволяет систематически сравнивать последствия голодания плода. Лица, находившиеся в утробе матери во время « голодной зимы», подвергались разным последствиям в зависимости от периода времени, в который они были зачаты. Те, кто находился в первом триместре во время трехмесячной осады, скорее всего, родились нормального размера, догнав типичное развитие. Однако у этих младенцев нормального размера развилось высокое кровяное давление, диабет и ожирение. В отличие от этой группы, те, кто находился в третьем триместре беременности во время осады и, по-видимому, хорошо питались до последних нескольких месяцев беременности, родились маленькими. Но эти маленькие дети оставались маленькими всю свою жизнь, и у них не было более высоких показателей ожирения или заболеваний. Удивительно, но последствия продолжали наблюдаться у потомков людей, которые были зародышами во время голода.

Рамадан пост

Во время Рамадана (лунного цикла) многие мусульмане во всем мире постятся в светлое время суток лунного месяца. Этот пост обычно подразумевает воздержание от еды и питья в светлое время месяца. Существуют группы, которые автоматически освобождаются от участия, например молодые, больные и пожилые, но в список освобожденных официально не входят беременные женщины (хотя им чаще всего предоставляется освобождение). Однако большинство беременных женщин решают участвовать, несмотря на трудности, связанные с культурным и личным давлением. В нескольких недавних исследованиях влияния поста во время Рамадана и гипотезы происхождения плода они обнаружили множество негативных последствий для детей, которые находились в утробе матери во время поста. Эти последствия были столь же многочисленными, как изменение веса при рождении, так и долгосрочное здоровье пострадавших. Исследования проводились в основном в Уганде и Ираке, но имели несколько небольших участков в Мичигане и других местах для контрольных групп или конкретных исследований. Влияние на массу тела при рождении отрицательно коррелирует с постом в Рамадан. Беременность арабских мусульманок, совпадающая с постом Рамадан, привела к снижению веса при рождении на 18 граммов на ребенка. Эффект был немного больше при меньшем весе при рождении на 20-25 грамм, если Рамадан выпадал где-то на первый или второй триместр беременности. Воздействие поста в Рамадан внутриутробно оказывает негативное влияние на рождаемость мужчин, вызывая искажение соотношения полов в общем количестве рождений. Когда пост Рамадана происходит через месяц после зачатия, это коррелирует со снижением общего числа рождений на 13%. Воздействие на подвергшихся воздействию мужчин и женщин резко различается: уровень рождаемости среди мужчин падает на 26%, а уровень рождаемости среди женщин падает только на 2,5%, что позволяет предположить, что виновата «мужская уязвимость». В исследовании, проведенном в Уганде и Ираке по уровню инвалидности среди тех, кто подвергался голоданию в период внутриутробного развития, они пришли к выводу, что уровень инвалидности был намного выше у тех, кто подвергался голоданию с учетом внешних факторов. Хотя показатели инвалидности различаются в зависимости от страны, эффект все же заметен. У тех, кто родился через 9 месяцев после Рамадана, вероятность инвалидности выше, чем у окружающего населения. Средний уровень инвалидности в Уганде составляет 3,8% по стране, но среди тех, кто подвергся воздействию, это число значительно выше: средний уровень инвалидности составляет 22%. Аналогичный эффект можно наблюдать в Ираке, где средний уровень инвалидности составляет 1,5%, но уровень инвалидности среди подвергшихся воздействию составляет 23%. В Уганде зарегистрированное количество слепых и глухих может быть специально зарегистрировано, что позволит увидеть влияние воздействия на эту конкретную инвалидность. У тех, кто родился через 9 месяцев после Рамадана, вероятность слепоты была на 33% выше, а вероятность глухоты - на 64% выше, чем у тех, кто не подвергался воздействию внутриутробно. Последствия поста в Рамадан можно наблюдать даже при психических расстройствах. В исследовании, проведенном в Уганде, был сделан вывод, что голодание на ранних сроках беременности эффективно удваивает вероятность возникновения у человека какого-либо когнитивного расстройства. Аналогичное открытие было сделано в Ираке, где у всех подвергшихся воздействию была обнаружена на 63% более высокая вероятность когнитивного расстройства по сравнению со средним показателем. Определенные специфические последствия для здоровья наблюдались у тех, кто подвергался внутриутробному голоданию. Сообщаемые признаки анемии среди пожилых людей были выше у тех, кто подвергся воздействию в середине беременности, все остальные моменты в период беременности оказались незначительными. Анемия вызвана повреждением почек, поэтому полученные данные свидетельствуют о том, что эффект заметен в середине беременности, когда почки развиваются.

Пережившие Холокост

Было обнаружено, что потомки людей, переживших Холокост, имеют эпигенетические изменения в ДНК, аналогичные таковым у их родителей, людей, непосредственно пострадавших от Холокоста. Это открытие показывает, что экспрессия генов может быть изменена в результате стрессового опыта, а затем передана детям через внутриутробные состояния. Хотя дети переживших Холокост сами не испытали травм, нанесенных нацистами, они испытали физиологическую и эмоциональную травму, как если бы они это сделали. По сравнению с еврейскими семьями, которые жили за пределами пострадавших районов Европы, результаты остались в силе: «Генетические изменения у детей можно объяснить только воздействием Холокоста на родителей».

Загрязнение

Загрязнение может повлиять на здоровье матери или проникнуть через плаценту и попасть в развивающийся плод. Беата Ритц, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, обнаружила значительно более высокий уровень пороков развития сердца и дефектов клапанов у детей, рожденных от женщин, живущих в сильно загрязненных районах Лос-Анджелеса.

Материнский стресс

Материнский стресс связан с рядом негативных последствий для развивающегося плода. Беременные женщины, которые на собственном опыте испытали разрушительное нападение на Всемирный торговый центр 11 сентября 2001 года, изучали влияние посттравматического стрессового расстройства (посттравматического стрессового расстройства) на будущее здоровье их ребенка. Из исследованных женщин те, у которых после приступов развилось посттравматическое стрессовое расстройство, имели более низкие базальные уровни кортизола, чем контрольная группа. У их детей также был более низкий базальный уровень кортизола, чем у детей, не подвергавшихся сильным пренатальным стрессам. Результаты были наиболее убедительными для женщин, которые находились в третьем триместре беременности во время 11 сентября. На основании данных о том, что в триместрах наблюдались различия в силе, можно сделать выводы, что развитие уязвимости к стрессу было, по крайней мере частично, связано с условиями внутриутробного развития. События 11 сентября также коррелируют с меньшим весом детей при рождении, родившихся у женщин с именами, звучащими по-арабски, после терактов; возможно, это связано со страхом возмездия или стереотипными ассоциациями с нападавшими. Стресс также связан с преждевременными родами, как показали исследования, проведенные после землетрясения в Тарапаке, Чили , в 2005 году, а также землетрясения в Нортридже, Калифорния , в 1994 году. Аналогичные результаты были повторены в отношении стрессового жизненного опыта и последствий для плода среди населения, пострадавшего от урагана Катрина в 2005 году. Женщины в Новом Орлеане в то время, сообщавшие о том, что пережили несколько тяжелых стихийных бедствий, также имели значительно более высокие шансы родить детей в раннем возрасте или с низким весом при рождении. Переживание потерь во время беременности также влияет на послеродовые исходы. Женщины, которые пережили смерть близкого члена семьи, друга или супруга или были беременны во время военного конфликта, с большей вероятностью имели детей преждевременно, и дети этих женщин значительно чаще, чем население в целом, страдали шизофренией. в зрелом возрасте. Помимо веса при рождении, психического здоровья и снижения уровня кортизола, последствия стресса во время беременности также связаны с нарушением когнитивного развития у детей, как это видно на примере материнского населения, пострадавшего от сильной снежной бури в Канаде. У женщин, переживших наиболее стрессовые события, связанные с ураганом, были дети с нарушениями когнитивных, языковых, поведенческих показателей и внимания. Поразительно, но плохая успеваемость этих детей сохраняется до десятилетнего возраста. Было обнаружено, что даже стресс, связанный с работой, связан с низким весом при рождении и преждевременными родами. Работа сверхурочно, временная занятость или отчетность о физически тяжелых рабочих задачах показали «значительную и сильную» связь с более плохими результатами последующих родов. Результаты исследования связи стресса на работе и родов были повторены акушёрами Медицинского центра Сидарс-Синай в Лос-Анджелесе. Однако некоторые исследования показали, что умеренное количество стресса и кортизола, передаваемое развивающемуся плоду, на самом деле полезно, возможно, давая органам «тренировку» перед рождением. Еще одним подтверждением теории о том, что эмоциональное состояние матери может влиять на развитие ребенка, являются убедительные результаты исследований о том, что женщины, испытывающие клиническую или легкую депрессию во время беременности, с большей вероятностью будут иметь детей с низким весом при рождении, что подвергает их риску возникновения собственных проблем со здоровьем в будущем. 12 мая 2008 года в Поствилле, штат Айова, прошел рейд, в ходе которого были арестованы и задержаны для допроса 389 рабочих мясоперерабатывающего завода. Из 389 задержанных рабочих 270 отбыли наказание, большинство из них было депортировано в основном в Мексику и Гватемалу. Среди арестованных 98% были латиноамериканцами, поскольку их подозревали в нелегальных иммигрантах. Семьи латиноамериканцев опасались будущих депортаций и будущих рейдов, что создаст психологический стресс для латиноамериканцев в этом районе. Что касается материнского стресса, было проведено исследование, которое показало, что латиноамериканские дети, родившиеся через 37 недель после события, имели на 24% больший риск рождения с меньшим весом (около 5,5 фунтов), чем дети, родившиеся в другие годы. Риск преждевременных родов также был выше у латиноамериканских женщин по сравнению с белыми женщинами нелатиноамериканского происхождения.

Критика теории

Критика гипотезы фетального происхождения может быть направлена ​​на ограничения исследования. Возникает множество противоречий из-за переплетенной природы окружающей среды до и после рождения, а также корреляционных факторов, связанных с последствиями бедности. Кроме того, использование исторических и продольных данных поднимает вопрос о надежности. Кроме того, некоторые критики утверждают, что, несмотря на документально подтвержденную убедительную связь между низким весом при рождении и последующим заболеванием, еще слишком рано начинать требовать вмешательства, направленного на увеличение веса при рождении. Вместо этого такие вмешательства могли бы привести к усилению негативных последствий, до тех пор, пока не будут более глубоко поняты конкретные механизмы и процессы, посредством которых вес при рождении и вес в раннем детстве определяют развитие. Как говорится в книге «Убей меня мягко: гипотеза происхождения плода», «Такое упреждающее воздействие будет представлять собой радикальный отход от нынешней политики, которая направляет почти все ресурсы здравоохранения на больных, то есть подхода «фунт лечения». Тем не менее, существующих данных недостаточно, чтобы позволить нам сопоставить экономическую эффективность вмешательств, ориентированных на женщин, по сравнению с более традиционными вмешательствами, ориентированными на детей, подростков или взрослых. Например, расширение целевой группы за счет женщин, которые могут забеременеть, приведет к снижению. набор политик, которые являются экономически эффективными».

Последствия вмешательства

Последствия гипотезы развития здоровья и болезней сродни изменению фокуса мер общественного здравоохранения с детства на внутриутробный период. Поскольку продемонстрированные эффекты варьируются от драматических до едва заметных в широко распространенных областях образовательных достижений, эмоциональной стабильности, карьерного роста, продолжительности жизни, прогноза заболеваний и психологических расстройств, вмешательства, направленные на период беременности, потенциально могут иметь значительное влияние на индивидуальном и общественном уровне. Предлагаемые и действующие меры включают следующее:

• Решение проблем бедности и потребностей беременных женщин в питании
• Пренатальные добавки йода
• Федеральная программа продовольственных талонов
• Программа дополнительного питания для женщин, младенцев и детей (WIC)

См. также

• Эпидемиология
• Эпигенетика
• Эволюционная психология развития
• Фетальное программирование
• Психология плода
• Пренатальное питание и вес при рождении
• Гипотеза бережливого гена
• Бережливый фенотип