O alimentație slabă în timpul sarcinii și alăptării afectează negativ dezvoltarea neurologică a descendenților: dovezi ale unui model de primate translativ 1, 2, 3

Abstract

Fundal: Studiile efectelor nutriției prenatale asupra neurodezvoltării la om sunt complicate, deoarece alimentația slabă apare în contextul factorilor de stres psihosocial și altor factori de risc asociați cu rezultate slabe ale dezvoltării.

Obiectiv: În condiții experimentale controlate, am testat un efect al nutriției prenatale asupra rezultatelor neurodezvoltării la primatul neuman.

Proiecta: Descendenților juvenili de 19 babuini de sex feminin, ale căror diete au fost fie restricționate [restricție nutrițională maternă (RMN)], fie care au fost hrăniți ad libitum (control), li s-a administrat sarcina de raport progresiv din Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery. Activitatea, persistența, atenția și excitația emoțională au fost codificate din casete video. Aceste metode stabilite și fiabile au fost în concordanță cu cele utilizate pentru a evalua diferențele individuale în comportamentele copiilor de vârstă școlară.

Rezultate: Descendenții RMN (3 descendenți de sex feminin și 4 de sex masculin) au avut semnificativ mai puține răspunsuri și au primit mai puține întăriri în sarcina raportului progresiv decât au controlat descendenții (8 descendenți de sex feminin și 4 bărbați). Descendenții RMN au prezentat un nivel de activitate mai variabil și o excitare emoțională mai mică decât au controlat descendenții. Descendenții RMN feminini au prezentat nivele mai variabile și mai scăzute de persistență și atenție decât femelele care controlează descendenții. Astfel, în condiții experimentale controlate, datele susțin un efect principal al nutriției prenatale asupra rezultatelor neurodezvoltării extrem de translabile.

Concluzii: Intervențiile nutriționale din timpul sarcinii au fost folosite cu succes pentru a viza problemele neurodezvoltării, cum ar fi creșterea aportului de acid folic în timpul sarcinii pentru a reduce incidența defectelor tubului neural. Rezultatele studiului actual pot fi utilizate pentru a susține testarea intervențiilor preventive nutriționale pentru cele mai frecvente probleme de comportament din copilărie.

Vezi editorialul corespunzător la pagina 264.

INTRODUCERE

O alimentație deficitară în timpul sarcinii este o problemă majoră de sănătate publică în Statele Unite și în alte țări. Există dovezi convingătoare din studiile epidemiologice că o alimentație deficitară în timpul sarcinii, sub formă de aport insuficient, proteine ​​scăzute sau deficiențe în micronutrienți, este asociată cu rezultate slabe ale dezvoltării la copii, inclusiv funcționare cognitivă scăzută, deficiențe de atenție și probleme de comportament perturbator ( 1). Cu toate acestea, în toate studiile la om, alimentația slabă apare în contextul factorilor de stres psihosocial și al factorilor genetici de risc care cresc, de asemenea, riscul unor rezultate slabe ale dezvoltării, independent de nutriția prenatală (2). Deoarece nutriția prenatală este potențial mai modificabilă decât mulți factori de risc genetici și de mediu pentru neurodezvoltarea suboptimă, o explorare a cantității de variație în rezultatele dezvoltării este explicată de nutriție este extrem de importantă. Un studiu controlat într-un model de subnutriție maternă bine stabilit, neuman, de primate ne-a permis să stabilim dacă varianța rezultatelor dezvoltării este explicată de nutriția prenatală.

Bateria automată de testare neuropsihologică Cambridge (CANTAB) este un sistem de testare cu ecran tactil utilizat pentru a evalua funcția cognitivă a omului și neurodezvoltarea (3). Recent am adaptat sistemul CANTAB pentru utilizare la babuini (4). Evaluarea performanței cognitive utilizând CANTAB și observarea atenției, persistenței și activității în timpul testării sunt metode standard pentru evaluarea diferențelor individuale la copiii de vârstă școlară (5-7). Astfel, rezultatele dezvoltării măsurate la babuinii juvenili prin utilizarea acestei abordări sunt extrem de traductibile pentru oameni.

Am emis ipoteza că s-ar observa un efect principal semnificativ al nutriției în timpul sarcinii asupra funcționării comportamentale și cognitive la descendenți, cu niveluri mai ridicate de activitate și niveluri mai scăzute de persistență, atenție și motivație în timpul CANTAB, arătate la descendenții babuinilor feminini ale căror diete erau restricționat decât la descendența babuinelor femele care au fost hrănite ad libitum.

MATERIALE ȘI METODE

Mamele au născut spontan la termen, iar descendenții au fost crescuți, împreună cu mamele lor, în locuințe de grup până la începutul adolescenței (vârsta de 9 luni). Descendenții juvenili au fost transferați la Universitatea din Texas Health Science Center din San Antonio în cohorte de 5-7 subiecți pe o perioadă de 9 luni și găzduiți individual în prezența vizuală și auditivă a ≥6 alți colegi în instalația de resurse pentru animale de laborator. Subiecții au fost testați comportamental la vârsta de 3,3 ± 0,2 ani și într-un interval de greutate normal (10). Gama de vârste a fost relativ largă (2,6-5,1 ani; tabelul 1 ) și, astfel, vârsta a fost inclusă ca o covariabilă. Am raportat anterior diferențe de sex în performanță pe CANTAB (11). Prin urmare, am testat efectul sexului asupra comportamentului în timpul testării cognitive. Pentru ușurința explicării, descendenții de sex feminin și masculi ai mamelor de control sunt denumiți femele de control și respectiv masculii de control, iar descendenții de sex feminin și masculin ai mamelor din grupul de restricție nutrițională maternă (RMN) sunt denumiți femele RMN și bărbați RMN, respectiv.

TABELUL 1

Statistici descriptive pentru datele morfologice și de testare a descendenților 1

REZULTATE

Cu excepția excitării, efectele grupului nutrițional asupra fiecărei măsuri dependente au fost testate prin măsuri repetate ANOVA pentru care efectele între grupuri, efectele sexului, efectele grupului × sex și efectele grupului × timp au fost incluse în fiecare model controlat pentru vârstă. Efectele semnificative ale grupului de nutriție asupra numărului de răspunsuri (F [1,14] = 5,20, P = 0,039, parțial η 2 = 0,27) și numărul de întăriri câștigate (F [1,14] = 5,92, P = 0,029, parțial η 2 = 0,42) au fost observate; nu s-a observat niciun efect semnificativ pentru punctul de întrerupere. Rodriguez și colab. (11) au raportat efectele grupului nutrițional asupra unei varietăți de teste CANTAB, inclusiv sarcina raportului progresiv în același eșantion. În acel set de analize, vârsta nu a fost controlată, iar diferența dintre RMN și animalele de control în ceea ce privește numărul de răspunsuri și întăriri a fost raportată ca fiind marginal semnificativă (P = 0,06). În studiul actual, am efectuat toate analizele care controlează vârsta, așa cum ar fi cazul într-un studiu al copiilor umani.

Cu efectul vârstei controlat, s-a observat un efect semnificativ al grupului de nutriție asupra performanței sarcinii raportului progresiv. Nu au existat efecte semnificative ale sexului și nu au existat grupuri de nutriție sau efecte sexuale asupra modelului de răspuns în timp. Diferențele dintre nivelul de răspuns și numărul de întăriri primite sunt prezentate în Figurile 1 si si2; 2; animalele de control au făcut un număr mai mare de răspunsuri și au primit un număr mai mare de întăriri în medie pe parcursul celor 10 sesiuni.

Numărul de răspunsuri pe grupuri de nutriție a fost calculat în medie între sesiuni (A) și pentru fiecare sesiune (B). Efect semnificativ între - nutriție-grup efect asupra numărului de răspunsuri cu vârsta și sexul controlat pentru (ANOVA): F [1,14] = 5,20, P = 0,039, parțial η 2 = 0,27. Nu au existat efecte semnificative ale sexului și niciun grup de nutriție sau efecte sexuale asupra modelului de răspuns în timp. CTL, control; RMN, restricție nutrițională maternă.

Numărul de răspunsuri pe grupuri de nutriție a fost calculat în medie între sesiuni (A) și pentru fiecare sesiune (B). Efect semnificativ între - nutriție-grup efect asupra numărului de răspunsuri cu vârsta și sexul controlat pentru (ANOVA): F [1,14] = 5,20, P = 0,039, parțial η 2 = 0,27. Nu au existat efecte semnificative ale sexului și niciun grup de nutriție sau efecte sexuale asupra modelului de răspuns în timp. CTL, control; RMN, restricție nutrițională maternă.

A existat un efect semnificativ al grupului de nutriție asupra nivelului de activitate în timp (F [9,126] = 2,41, P = 0,015, parțial η 2 = 0,17), dar nu a existat niciun efect al sexului sau al sexului de către grupul de nutriție, care ar fi putut fi cauzat în parte la fiabilitatea mai mică a acestei măsuri. Așa cum se arată în Figura 3, Descendenții MRN au arătat mai multă variabilitate în nivelul de activitate între sesiuni (interval: 2,6-4,0) decât controlul descendenților (interval: 3,2-3,8).

Nivelul de activitate pe grupe de nutriție a fost calculat în medie între sesiuni (A) și pentru fiecare sesiune (B). Efectul nutriției asupra nivelului de activitate în timp (măsuri repetate ANOVA): F [9,126] = 2,41, P = 0,015, parțial η 2 = 0,17. CTL, control; RMN, restricție nutrițională maternă.

Persistența observată în timp a fost asociată cu interacțiunea grupului de nutriție și sex (F [9,126] = 2,19 P = 0,027, parțial η 2 = 0,16). Acest efect este prezentat în Figura 4 pentru femele. Când nivelul de persistență a fost calculat în medie pe parcursul celor 10 ședințe, nu s-au observat diferențe de grup sau grup × (datele privind femeile sunt prezentate în Figura 4A). Când nivelul de persistență a fost examinat în timp, femeile de control au evidențiat niveluri crescute de persistență, în timp ce nivelul de persistență la femeile RMN a scăzut în timp (Figura 4B). Nivelurile de persistență în timp pentru RMN și bărbații martor au fost similare (datele nu sunt prezentate).

Nivelul de persistență pentru femei după grupul de nutriție a fost calculat în medie între sesiuni (A) și pentru fiecare sesiune (B). R: Odată cu utilizarea ANOVA, nu au existat efecte semnificative ale grupului sau grupului pe sexe asupra nivelului de persistență mediat între sesiuni; date prezentate pentru femei. B: Cu utilizarea ANOVA cu măsuri repetate, a existat un efect de interacțiune a grupului nutrițional și a sexului asupra persistenței în timp (F [9,126] = 2,19, P = 0,027, parțial η 2 = 0,16); date prezentate pentru femei. CTL, control; RMN, restricție nutrițională maternă.

Atenția observată a variat, de asemenea, în timp, în funcție de interacțiunea dintre grupul nutrițional și sex (F [9,126] = 3,55, P = 0,001, parțial η 2 = 0,25). Așa cum se arată în Figura 5, nu au existat diferențe între femeile martor și cele RMN la nivelul mediu de atenție în cele 10 sesiuni (Figura 5A); cu toate acestea, așa cum a fost cazul persistenței, femeile de control au evidențiat creșterea nivelului de atenție în timp, în timp ce nivelul de persistență la femeile RMN a scăzut în timp (Figura 5B). Nivelul de atenție în timp dintre RMN și bărbații martor a fost similar (datele nu sunt prezentate).

Nivelul de atenție pentru femei după grupul de nutriție a fost mediat între sesiuni (A) și pentru fiecare sesiune (B). R: Cu utilizarea ANOVA, nu au existat efecte semnificative ale grupului sau grupului pe sexe asupra nivelului de persistență calculat în medie între sesiuni; date prezentate pentru femei. B: Cu utilizarea ANOVA cu măsuri repetate, a existat un efect de interacțiune între grupul nutrițional și sexul asupra atenției în timp (F [9,126] = 3,55, P = 0,001, parțial η 2 = 0,25); date prezentate pentru femei. CTL, control; RMN, restricție nutrițională maternă.

Am testat efectul nutriției asupra excitării emoționale calculând o regresie logistică ordinală cu numărul total de indicatori de excitare observați în cele 10 sesiuni grupate în 3 niveluri de 0-1, 2-3 și ≥4. Din cauza numărului mic de observații, testarea interacțiunii cu sexul nu a fost fezabilă. Cu toate acestea, nu au existat efecte sexuale asupra apariției comportamentelor de excitare (Kendall's τ-b = 0,79, P = 0,719). A fost observat un efect semnificativ al grupului de nutriție asupra apariției comportamentelor de excitare (chi-pătrat al lui Wald = 4,91, P = 0,027). Așa cum se arată în Figura 6, puțin mai mult de jumătate din animalele RMN au prezentat niveluri scăzute de excitare în timpul testării (0-1 apariții), în timp ce Liu J. Raine A. Efectul malnutriției copiilor asupra comportamentului de exteriorizare. Curr Opin Pediatr 2006; 18: 565-70. [PubMed] [Google Scholar]

• Copite cu impact asupra nutriției slabe - Cercetare Kentucky Equine
• Sarcina Nutriție - Natasha
• Alimentație adecvată în timpul sarcinii
• Nutriția în timpul sarcinii - Știri - Virginia - Atlantic OB-GYN
• Cele 5 sfaturi esențiale pentru sănătatea mea în timpul sarcinii