Домашнее задание по дисциплине Основы формирования здоровья детей.
Тема: Концепция программирования питанием.
Выучить лекцию и материалы из монографии и учебного пособия (смотри страницы, указанные в домашнем задании).
Оформить в рабочей тетради и выучить решение трех задач по данной теме из учебного пособия. При решении задач ответы на вопросы о последствиях для обмена веществ и отдаленного здоровья нарушений в питании ребенка во время внутриутробного периода и в раннем возрасте, характере эпигенетических нарушений составить согласно предложенным схемам. Ответ на вопрос о перепрограммировании метаболизма сформулировать самостоятельно (смотри лекцию и учебное пособие).
Задача №1
Схема эпигенетических нарушений, возникающих при внутриутробном голодании плода.
гипометилирование ДНК;
изменение экспрессии генов;
нарушение синтеза белков (ферменты, гормоны, рецепторы, структурные белки);
нарушение клеточного роста, метаболизма и рецепции;
формирование экономного типа метаболизма и направление всех питательных веществ в мозг (главный орган получает всё).
Перенастройка генетической программы развития за счет нарушения формирования эпигенотипа происходит в следующих органах и тканях:
Жировая ткань (повышение чувствительности адипоцитов к инсулину и инсулиноподобному фактору роста-1, увеличение пролиферации и дифференцировки адипоцитов, синтеза жирных кислот и триглицеридов в них) - ожирение.
Скелетные мышцы (снижение количества мышечной ткани, снижение чувствительности к инсулину -> инсулинорезистентность) – сахарный диабет.
Почки (снижение количества нефронов, активация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы) – артериальная гипертензия, почечная недостаточность.
Поджелудочная железа (снижение количества β-клеток поджелудочной железы, снижение васкуляризации островков) – сахарный диабет.
Сосудистая стенка (гипертрофия интимы аорты, сонной артерии, возникновение эндотелиальной дисфункции, повышение свертываемости крови, развитие атеросклероза, повышение артериального давления) - сердечно-сосудистые заболевания (ИБС, артериальная гипертензия), инсульт;
Головной мозг (снижение чувствительности ядер гипоталамуса к лептину, изменение контроля над аппетитом) – ожирение.
Печень (снижение количества печеночных долек, их гипертрофия, увеличение синтеза эндогенного холестерина, ЛПНП) – атеросклероз.
Кишечник (снижение всасывание холестерина) – атеросклероз.
Миокард (снижение пролиферации клеток миокарда).
Гипофиз, надпочечники (гиперплазия АКТГ-продуцирующих клеток, гипертрофия коры надпочечников, гиперкортизолемия, повышение артериального давления, снижение пролиферации клеток и активация дифференцировки, малоклеточные органы – печень, почки, поджелудочная железа).
Задача № 2.
Схема эпигенетических нарушений, возникающих у плода при ожирении, избыточном питании матери.
Нарушение метилирование ДНК;
изменение экспрессии генов;
нарушение синтеза белков (ферменты, гормоны, рецепторы, структурные белки);
нарушение клеточного роста, метаболизма и рецепции;
формирование такого типа метаболизма, при котором плод адаптируется к поступлению большого количества питательных веществ и максимальному усвоению.
Перенастройка генетической программы развития за счет нарушения формирования эпигенотипа происходит путем запечатлевания метаболических сдвигов:
Увеличение уровня глюкозы (нарушение функции адипоцитов – повышение поступления жирных кислот и синтеза триглицеридов; увеличение количества митозов β-клеток поджелудочной железы, ускорение их созревания, нарушение васкуляризации поджелудочной железы и повреждение клеток поджелудочной железы, изменение функции гипоталамуса с изменением путей энергетического обмена и аппетита, снижение чувствительности ядер гипоталамуса к лептину, увеличение продукции пептидов (галанин, энкефалин) и чувствительности к ним) – ожирение, сахарный диабет.
Увеличение уровня инсулина (нарушение функции адипоцитов – повышение поступления жирных кислот и синтеза триглицеридов) - ожирение;
Увеличение уровня жирных кислот (нарушение функции адипоцитов – повышение поступления жирных кислот и синтеза триглицеридов) - ожирение; индукция TOLL-рецепторов на адипоцитах – синтез провоспалительных цитокинов – хроническое воспаление – атеросклероз, ожирение, сахарный диабет.
Увеличение уровня провоспалительных цитокинов(интерлейкин 6, фактор некроза опухоли α), МФ – хроническое воспаление.
Хроническое воспаление, повышенный уровень глюкозы в организме плода блокируют процесс дифференцировки стволовых клеток в миоциты и усиливают дифференцировку в адипоциты и фиброциты - ускоряется процесс развития жировой ткани у плода, формируется инсулинорезистентность мышц - ожирение, сахарный диабет.
Изменения состава микробиоты (хроническое воспаление, метаболические нарушения) – ожирение, атеросклероз, сахарный диабет.
Задача № 3
Схема нарушений приизбытке белка в питании детей раннего возраста.
1. Повышенное поступление белка сопровождается повышением уровня инсулиногенных аминокислот (аминокислоты с разветвленной цепью – валин, лейцин, изолейцин) в плазме крови и длительная циркуляция этих аминокислот, в связи с низкой активностью и низким уровнем ферментов их метаболизирующих.
2. Инсулиногенные аминокислоты стимулируют повышенную продукцию инсулина и инсулиноподобного фактора роста-1 (ИФР-1):
1) ИФР-1 увеличивает активность дифференциации и пролиферации адипоцитов - ожирение; ускоряет темпы роста, снижается секреция соматотропного гормона и уровня липолитических процессов.
2) Инсулин - повышение поступления жирных кислот и синтеза триглицеридов - ожирение.
3. Аминокислоты с разветвленной цепью снижают продукцию Т-регуляторных клеток и стимулируют продукцию провоспалительных цитокинов – аутоиммунные, аллергические заболевания, хроническое воспаление.
Схема нарушений при быстрой прибавке в массе у детей грудного возраста (раннем избыточном питании).
.
Утрата контроля над аппетитом: нарушение регуляции со стороны гипоталамуса за счет нарушения экспрессии генов, ответственных за синтез ряда нейропептидов и рецепторов - гиперлептинемия и резистентность к нему ядер гипоталамуса, снижается способность лептина регулировать аппетит, но сохраняется влияние лептина на ядра гипоталамуса, регулирующие артериальное давление – ожирение, артериальная гипертензия.
Изменения со стороны сердечно-сосудистой системы: ранние и поздние.
Ранние изменения: нарушение экспрессии генов, ответственных за продукцию сигнальных молекул и развитие гипертрофии миокарда.
Поздние изменения связаны с окислительным стрессом, снижением сократительной активности миокарда, фиброзом, повышением чувствительности к ишемии, АГ.
Нарушения состояния эндотелия сосудов – эндотелиальная дисфункция.
Нарушения липидного обмена, резистентность к инсулину.
К ответу на задачу № 3 следует добавить информацию о негативных последствиях влияние чужеродного белка на развитие и здоровье (смотри лекцию и монографию стр. 179).