Dělení tkání v raném dětství

Rané dětství (~ 4-6 let věku) je důležitým oknem pro určení trajektorie tělesného složení a může být kritickým obdobím pro rozvoj vzorců rozdělování tkání, které ovlivňují pozdější riziko onemocnění, včetně obezity a diabetu 2. typu. Jak se adipozita během tohoto kritického období zrychluje, ukládání/zachování tukových zásob může být udržováno na „útraty“ jiných tkání; tj. energetická homeostáza může být ze své podstaty vychýlena k přibírání tuku. Typ a množství tkáňové hmoty nahromaděné v raném dětství má důsledky pro metabolický profil, homeostázu glukózy/inzulinu, hormonální profil a klidový energetický výdej.

Souhra mezi ukládáním tuku a kostí představuje fyziologický rys, který tělu umožňuje vybrat si mezi přesunem „energie“ směrem k přírůstku určité tkáně. Je pravděpodobné, že fenotyp, který je základem rizika obezity a diabetu, může být určen diferenciací typu buněk (adipocyt, osteocyt atd.) během této rané fáze růstu a vývoje. Studie in vitro prokazují transdiferenciaci pod vlivem specifických vnějších podnětů, které mohou změnit fenotypy směrem k jiným buněčným liniím. Dále modely hlodavců prokázaly, že vystavení podnětům (cvičení) v raném věku může zabránit nadměrnému nárůstu tukové hmoty v dospělosti, i když je podnět později odstraněn (zvířata již necvičí). Rané zkušenosti dětí (zapojení do fyzické aktivity) mohou „environmentálně vyvolat“ změny tělesného složení a predisponovat jedince k cukrovce po celý život (obrázek 1).

Hypotézy a specifické cíle: Rané vzorce růstu a diferenciace buněk mohou vyvolat dlouhodobé účinky na složení těla ovlivněním biologických a hormonálních os, které regulují složení těla v dětství. Složení těla zahrnuje nejen absolutní hmotnost, ale také aspekty velikosti, tvaru a umístění. Za tímto účelem budou hodnoceny tyto konkrétní cíle:

1. Kvantifikujte složení těla, distribuci tukové tkáně a relativní tkáňové poměry pomocí zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) a rentgenové absorptiometrie s duální energií (DXA).

   1. Hypotéza: Včasné rozdělení „zdrojů“ směrem k přírůstku tukové hmoty povede ke snížení přírůstku kostní hmoty, který může přetrvávat dlouhodobě.
   2. Hypotéza: Rozdělení tkáně směrem k tuku na úkor kostní hmoty (a nepřímo netukové hmoty) bude mít nepříznivé účinky na metabolismus glukózy/inzulínu, celkový energetický výdej, klidovou rychlost metabolismu a hormonální signalizaci.
   3. Hypotéza: Děti s vyšší úrovní fyzické aktivity (výdej energie) budou mít větší dělení směrem ke kostní (a libové) hmotě.

2. Kvantifikujte distribuci tukové tkáně a velikost a počet buněk adipocytů pomocí MRI a histologických technik.

   1. Hypotéza: Relativně větší množství tukové tkáně kostní dřeně bude patrné u dětí s nízkou úrovní fyzické aktivity, což vede k preferenční diferenciaci pluripotentních kmenových buněk směrem k adipocytům oproti osteocytům v dutině kostní dřeně.
   2. Relativně větší počet adipocytových buněk bude zřejmý u dětí s nízkou úrovní fyzické aktivity, což ukazuje na větší diferenciaci MSC vůči adipocytům oproti osteocytům.