Кіріспе
Пренатальды даму теориясы. "Үнемді фенотип" термині жаңа туған нәрестелердің төмен салмағы мен өмір бойы метаболикалық синдромдардың, оның ішінде 2-типті диабет және жүрек-қантамыр ауруларының пайда болу қаупі арасындағы байланысты көрсетеді. Бұл гипотеза бойынша, ерте балалық шақтағы нашар тамақтану маңызды себеп болып саналады, алайда физикалық белсенділік сияқты басқа да қоршаған орта факторларының сезімталдыққа қатысы зерттелген. Бұл ауруларға қабілеттіліктің генетикалық себептері де болуы мүмкін, себебі гендер адамдарды ауру қаупін арттыратын факторларға бейімдей алады.
Thrifty phenotype refers to the correlation between low birth weight of neonates and the increased risk of developing metabolic syndromes later in life, including type 2 diabetes and cardiovascular diseases. Although early life undernutrition is thought to be the key driving factor to the hypothesis, other environmental factors have been explored for their role in susceptibility, such as physical inactivity. Genes may also play a role in susceptibility of these diseases, as they may make individuals predisposed to factors that lead to increased disease risk.
Тарихи шолу
"Қарқынды фенотип" термині алғаш рет Чарльз Николас Хейлс пен Дэвид Баркер 1992 жылы жарияланған зерттеуде қолданылды. Зерттеу барысында авторлар 2-типті қант диабетіне әкелетін әртүрлі факторлардың рөліне қатысты бес негізгі сұраққа жауап берді. Бұл сұрақтардың ішінде: 2-типті қант диабетінде бета-жасуша жетіспеушілігінің рөлі. Бета-жасушалардың жетіспеушілігі инсулинге төзімділікке қаншалықты әсер етеді. Ұрықтың дамуындағы негізгі қоректік элементтердің рөлі. Өсуі шектеулі жаңа туған нәрестелерде аминқышқылдарының жеткіліксіздігінің рөлі. Бета-жасушалардың қайта қалпына келмейтін зақымдануында тамақтанудың жетіспеушілігінің рөлі. Қолданыстағы әдебиеттерді қарап, олар ұрықтық және жаңа туған кезеңдегі нашар тамақтану панкреатикалық бета-жасушалардың дамуы мен қалыпты жұмыс істеуіне кедергі келтіретінін, бұл арал анатомиясының құрылымдық ерекшеліктеріне әсер ететінін және нәтижесінде адамның өмірінде 2-типті қант диабетіне бейімделуіне әкелуі мүмкін екенін болжады. Алайда, олар семіздік, қартаю және физикалық белсенділіктің төмендеуі сияқты басқа да себептерді 2-типті қант диабетіне әкелетін факторлар ретінде жоққа шығармады. Кейінгі зерттеуде Баркер және авторлар Хертфордшир, Ұлыбританиядан тірі науқастардың деректерін талдап, 60 жастағы салмағы төмен (2,95 кг немесе одан аз) еркектерде X синдромы (2-типті қант диабеті, гипертония және гиперлипидемия) 4,31 кг немесе одан көп салмағы бар сол жастағы еркектерге қарағанда 10 есе жиі кездесетінін анықтады. Бұл статистикалық байланыс жүктілік мерзімінен және қазіргі әлеуметтік жағдай немесе туған кездегі әлеуметтік жағдай, темекі шегу және алкоголь тұтыну сияқты басқа да ықтимал бұрмалаушы факторлардан тәуелсіз болды. Сонымен қатар, олар бұл байланысты төмен бағалауы мүмкін екенін мәлімдеді, себебі олар тек тірі қалған науқастардың үлгілерін ғана алды, ал Х синдромының ауыр белгілері бар науқастардың сол жасқа дейін тірі қалу ықтималдығы төмен болды. 1994 жылы Филлипс және авторлар туған кездегі сұйықтық пен инсулинге қарсы тұрудың статистикалық маңызды байланысын тапты, бұл байланыс жүктілік мерзімінің ұзақтығына, ересектердегі дене массасының индексіне және сол кездегі әлеуметтік жағдайға немесе туған кездегі әлеуметтік жағдайға тәуелсіз болды. 2001 жылы Хейлс пен Баркер гипотезаны жаңартып, қарқынды фенотип эволюциялық бейімделу болуы мүмкін екенін болжады: қарқынды фенотип ұрықтық кезеңдегі нашар тамақтануға дененің маңызды органдарын таңдамалы түрде сақтап, туғаннан кейінгі ресурстар аз болатын ортаға дайындалады.
The role of beta cell deficiency in type 2 diabetes. The extent to which beta cell deficiency contributes to insulin intolerance. The role of major nutritional elements in fetal growth. The role of abnormal amino acid supply in growth limited neonates. The role of malnutrition in irreversibly defective beta cell growth. From the review of the existing literature, they posited that poor nutritional status in fetal and early neonatal stages could hamper the development and proper functioning of the pancreatic beta cells by impacting structural features of islet anatomy, which could consequently make the individual more susceptible to the development of type 2 diabetes in later life. However, they did not exclude other causal factors such as obesity, ageing and physical inactivity as determining factors of type 2 diabetes. In a later study, Barker et al. analyzed living patient data from Hertfordshire, UK, and found that men in their sixties having low birthweight (2.95 kg or less) were 10 times more likely to develop syndrome X (type 2 diabetes, hypertension and hyperlipidemia) than men of the same age whose birthweight was 4.31 kg or more. This statistical correlation was independent of the gestation period and other possible confounding factors such as current social class or social class at birth, smoking, and consumption of alcohol. Furthermore, they argued that they were likely to underestimate this association, since they could only sample the surviving patients, and patients having more severe manifestations of syndrome X were less likely to survive to that age. In 1994, Phillips’ et al. found statistically significant association between thinness in birth (measured as Ponderal index) and insulin resistance, the association being independent of length of gestation period, adult body mass index, and confounding factors like then current social class or social class at birth. In 2001, Hales and Barker updated the hypothesis by positing that the thrifty phenotype may be an evolutionary adaptation: the thrifty phenotype responds to fetal malnutrition by selectively preserving more vital organs of the body and preparing the fetus for a postnatal environment where resources will be scarce.
Ұрпағы
Ананың тамақтануы, нашар тамақтану ортасында туылмаған баланың дамуына әсер ете алады, нәтижесінде бала сол нашар ортада тірі қалуға дайын болады. Бұл "үнемді фенотип" деп аталады (Хейлс және Баркер, 1992). Кейде бұл теорияны, 1990 жылы осы теорияны жариялаған Саутгемптон университетінде зерттеу жүргізген профессор Дэвид Дж. П. Баркердің есімімен "Баркердің гипотезасы" деп те атайды.
Метаболистік
Сактанушы фенотип гипотезасы, организмнің тіршілік етуіне көмектесетін, қоршаған ортаның сигналдарына жауап ретінде өсудің сәйкес бағытын таңдауға мүмкіндік беретін, өмірдің ерте кезеңіндегі метаболизмінің бейімделулерін айтады. 2-типті қант диабеті осыған мысал бола алады. Баркер мен Хейлс өз шолуларында бета жасушаларының ұрықтық даму кезіндегі нашар тамақтану салдарынан қалыптан тыс дамуы, кейінірек инсулин бұзылыстарына әкелетінін көрсетеді. Сондай-ақ, шолуда төмен салмақпен туылған балалардың әрқашан сақтанушы фенотиптің көрінісі емес екені атап көрсетіледі. Себебі төмен салмақпен туу тек аналық тамақтанудың жеткіліксіздігінен ғана туындамайды, яғни басқа да факторлар төмен салмақ пен ауру арасындағы байланысқа әсер етуі мүмкін. "Сактанушы фенотип" термині пайда болмас бұрын, Баркер осы құбылысты жүрек-қан тамырлары ауруларында байқаған. Лекциялық баяндамасында ол ұрықтық даму кезіндегі нашар тамақтанудың кеуде қуысының ауруларында (қазірде тамырлы обструктивтік өкпе ауруы [ХОББ] деп белгілі), ишемиялық жүрек ауруында және қан қысымындағы рөлін талқылайды. Бұл аурулардың әрқайсысы әлеуметтік жағдаймен және аурудың таралу жиілігімен байланысты болды. Бұл жағдайдың себебі, ағзалардың дамуының маңызды кезеңдеріндегі тамақтанудың жеткіліксіздігі деп анықталды.
Анаға берілетін жәрдемақы
Дегенмен, ерте даму кезеңіндегі қоршаған ортаның өзгеруі таңдалған бағыттың сәйкессіздігіне алып келуі мүмкін, соның салдарынан денсаулыққа зиян келтіруі мүмкін. Бұл парадокс адам баласы үшін үнемді фенотиптің бейімделу қабілетіне күмән тудырады. Осылайша, үнемді фенотиптің барлық баланың ерте онтогенетикалық даму кезеңіндегі қоршаған ортаның ыңғайларына жауап беру қабілеті ретінде қарастыру керек. Үнемді фенотип үш түрлі бейімделу процесінің нәтижесі деп саналады: аналық әсерлер, экологиялық ортаны құру және даму пластикасы, олардың барлығына ми әсер етеді. Даму пластикасы баланың бейімделуін көрсетеді, ал экологиялық ортаны құру және ата-аналық әсерлер баланың жарамдылығынан гөрі ата-ананың таңдауының нәтижесі болып табылады. Сондықтан, үнемді фенотипті аналық жарамдылықтың артықшылығы үшін баланың фенотипін өзгерту ретінде сипаттауға болады. Баланың фенотипіне ерте даму кезінде түсетін ақпарат баланың болашақ қоршаған ортасын болжаудың орнына, анасының өзінің даму тәжірибесін және оның өсу кезеңіндегі қоршаған ортаның сапасын көрсетеді.
Басқа да салдарлар
Бұл тақырып бойынша барлық зерттеулер ауруларға қатысты жүргізілмеген. Басқа зерттеулер үнемді фенотип гипотезасын жасөспрімдікке және ересек жасқа дамудың себептері ретінде қарастырды. 2013 жылға дейінгі әдебиеттерге шолу ұйқы безі жасушаларындағы тінді сақтаудың иерархиялық қағидаларын ғана емес, сонымен қатар маңызды органдар мен сүйектердің дамуын сақтау үшін аяқ-қолдардың қысқаруын зерттеген жұмыстарды қамтыды. Бұл құбылыстың мысалы – 2018 жылы Корольдік қоғам жариялаған зерттеу, онда әртүрлі биіктіктегі гипоксиялық стрестің ұрпақтың аяқ-қолдарының ұзындығына әсер ететіні анықталды. Жүктілік кезеңіндегі артық тамақтану дамуда маңызды рөл атқарады, ерте жасөспрімдікке және семіздікке бейімділікті арттыруы мүмкін.
Жағымсыз әсерлер
Адамның ересек шақтағы көптеген аурулары ерте өмірдегі өсу үлгілерімен байланысты, бұл ерте өмірдегі тамақтануды түпкілікті механизм ретінде анықтайды. "Үнемді фенотип" иелері "кішкентай дене бітімі, төмендеген метаболизм және тамақпен үнемі шектелетін ортаға бейімделудің нәтижесінде мінез-құлық белсенділігінің төмендеуі" сипатталады (Bateson & Martin, 1999). Шындығында, мөлдір ортада дамыған "үнемді фенотип" иелері семіздік және 2-ші типті диабет сияқты метаболизмдік бұзылыстарға көбірек бейімделуі мүмкін, ал анасының жағдайы жақсы болғандар жақсы жағдайларға бейімделіп, бай диетаға оңайрақ төтеп бере алады. Бұл идея (Barker, 1992) қазір кеңінен (бірақ әрқашан толыққанды емес) қабылданды және тамақтану жағдайы нашардан жақсыға қарай өзгеретін қоғамдар үшін маңызды мәселе болып табылады (Robinson, 2001). "Үнемді фенотип" қауіп факторларына ананың жасының ұлғаюы және плацентаның жеткіліксіздігі жатады. Бұл өзгерістер әулеттен әулетке берілуі мүмкін деп саналады.