Kudosten jakautuminen varhaislapsuudessa

Varhaislapsuus (noin 4-6-vuotiaat) on tärkeä ikkuna kehon koostumuksen kehitysradan määrittämisessä, ja se voi olla kriittinen ajanjakso kudosten jakautumismallien kehittymiselle, jotka vaikuttavat myöhempään sairausriskiin, mukaan lukien liikalihavuus ja tyypin 2 diabetes. Kun rasvaisuus kiihtyy tämän kriittisen ajanjakson aikana, rasvavarastojen kerääntyminen/säilyttäminen voi jatkua muiden kudosten kustannuksella; eli energian homeostaasi voi luonnostaan ​​olla painottunut kohti rasvanlisäystä. Varhaislapsuudessa kertyneen kudosmassan tyypillä ja määrällä on vaikutuksia aineenvaihduntaprofiiliin, glukoosin/insuliinin homeostaasiin, hormoniprofiiliin ja lepoenergian kulutukseen.

Rasvan ja luun kerrostumisen välinen vuorovaikutus edustaa fysiologista ominaisuutta, jonka ansiosta keho voi valita "energian" siirtämisen välillä tietyn kudoksen kerääntymiseen. Todennäköisesti liikalihavuuden ja diabeteksen riskin taustalla oleva fenotyyppi voidaan määrittää solutyypin (rasvasolujen, osteosyyttien jne.) erilaistumisesta tässä kasvun ja kehityksen varhaisessa vaiheessa. In vitro -tutkimukset osoittavat transdifferentioitumista erityisten ulkoisten ärsykkeiden vaikutuksesta, mikä voi muuttaa fenotyyppejä kohti muita solulinjoja. Lisäksi jyrsijämallit ovat osoittaneet, että altistuminen ärsykkeille (harjoittelu) varhaisessa elämässä voi estää ylimääräisen rasvamassan kertymisen aikuisiässä, vaikka ärsyke poistettaisiin myöhemmin (eläimet eivät enää harjoittele). Lasten varhaiset kokemukset (fyysinen aktiivisuus) voivat "ympäristöllisesti aiheuttaa" muutoksia kehon koostumuksessa ja altistaa yksilöt diabetekselle koko elämän ajan (kuva 1).

Hypoteesit ja erityiset tavoitteet: Varhaiset kasvumallit ja solujen erilaistuminen voivat aiheuttaa pitkäaikaisia ​​vaikutuksia kehon koostumukseen vaikuttamalla biologisiin ja hormonaalisiin akseleihin, jotka säätelevät lapsuuden kehon koostumusta. Kehon koostumus ei käsitä pelkästään absoluuttista massaa, vaan myös kokoa, muotoa ja sijaintia koskevia näkökohtia. Tätä varten arvioidaan seuraavat erityistavoitteet:

1. Määritä kehon koostumus, rasvakudoksen jakautuminen ja suhteelliset kudossuhteet käyttämällä magneettikuvausta (MRI) ja kaksoisenergiaröntgenabsorptiometriaa (DXA).

   1. Hypoteesi: "resurssien" varhainen jakaminen rasvamassan kertymiseen johtaa luumassan kasvun vähenemiseen, mikä saattaa jatkua pitkään.
   2. Hypoteesi: Kudosten jakautuminen rasvaan luumassan (ja epäsuorasti rasvattoman massan) kustannuksella johtaa haitallisiin vaikutuksiin glukoosin/insuliinin aineenvaihduntaan, kokonaisenergiankulutukseen, lepoaineenvaihduntaan ja hormonisignaaleihin.
   3. Hypoteesi: Lapset, joilla on enemmän fyysistä aktiivisuutta (energiankulutus), jakautuvat enemmän kohti luumassaa (ja vähärasvaista).

2. Määritä rasvakudoksen jakautuminen ja rasvasolujen koko ja lukumäärä käyttämällä MRI- ja histologisia tekniikoita.

   1. Hypoteesi: Suhteellisen suurempi määrä luuytimen rasvakudosta on ilmeinen niillä lapsilla, joilla on alhainen fyysinen aktiivisuus, mikä johtaa pluripotenttien kantasolujen ensisijaiseen erilaistumiseen adiposyyteiksi verrattuna osteosyytteihin luuytimen ontelossa.
   2. Suhteellisen suurempi rasvasolujen määrä on ilmeinen niillä lapsilla, joilla on alhainen fyysinen aktiivisuus, mikä osoittaa MSC:n suurempaa erilaistumista adiposyytteihin verrattuna osteosyytteihin.