一项新的研究表明，母亲在怀孕期间的运动可以改善后代的代谢健康，即使母亲肥胖或高脂肪饮食也是如此。母亲的体育锻炼诱导胎盘分泌关键蛋白SOD3，从而降低后代患糖尿病的风险。论文中的研究结果确定了这一过程背后的机制。
结果于2022年3月15日发表在《糖尿病》杂志上。
令人担忧的趋势
孕产妇肥胖和2型糖尿病正在上升。在西方和亚洲国家，超过30%的育龄妇女被归类为肥胖。与此同时，预计到2045年将有6.3亿人患有2型糖尿病。肥胖母亲或患有2型糖尿病的母亲所生的孩子患糖尿病的风险增加，即使在继续过健康生活之后也是如此。
“随着母亲肥胖症的增长，一个令人担忧的循环正在形成，糖尿病的风险代代相传，”东北大学跨学科前沿科学研究所(FRIS)的助理教授Joji Kusuyama说，他是该研究的主要作者。“停止这种循环是一个关键而紧迫的医疗问题。
此前，该小组表明，怀孕期间的运动对后代的代谢健康具有巨大的益处，这表明胎盘衍生的SOD3(代表超脱氢酶3)在将母体运动的益处传递给后代方面起着关键作用。在此基础上，研究小组开始了解SOD3如何防止肥胖从母亲传给孩子的负面影响，并发现SOD3抑制了高脂肪饮食引起的后代葡萄糖代谢异常。
孕产妇和儿童肥胖之间的联系
组蛋白甲基化在表观遗传修饰中起着根本性作用 - 对DNA链的可遗传改变，不影响遗传碱基对。甲基(-CH3)附着在包裹DNA的组蛋白尾部的氨基酸上，有时激活基因表达，有时抑制它。
当母亲食用富含脂肪的饮食时，组蛋白H3三甲基化H3K4me3在胎儿肝脏中减少并阻碍葡萄糖代谢基因的表达。
研究人员发现，这是由两件事引起的。活性氧(ROS) - 处于重新激活和激活状态的氧气，有助于身体的新陈代谢和细胞功能 - 变得升高。同时，WDR82，一种调节组蛋白甲基转移酶的关键蛋白质，变得氧化，损害蛋白质功能。
母体高脂肪饮食对后代新陈代谢的有害影响可以通过母体运动逆转。遗传操作表明，胎盘SOD3对于母体运动对后代的保护作用是必不可少的。
该研究还强调了运动对于否定这一点的重要性。当研究人员将N-乙酰半胱氨酸(NAC)(一种提高肝脏性能的抗氧化剂)注入胎儿肝脏时，它没有重现SOD3的结果。这表明怀孕期间运动中自然产生的SOD3对后代的代谢健康至关重要。
对未来的影响
鉴于运动的简单性和成本效益，鼓励母亲运动可以帮助扭转肥胖和2型糖尿病的惊人比率。SOD3的优点可能不仅限于Kusuyama的新陈代谢应激。“这种蛋白质可能对儿童的其他器官有更广泛的益处。我们目前正在研究SOD3带来的胎盘组织修饰，这些修饰可能对儿童产生积极的终身影响。
作者警告说，该研究仅处于临床前阶段，其对人类的适用性需要进一步研究。此外，信号通路的某些方面需要进一步研究。