Vevspartisjonering i tidlig barndom

Tidlig barndom (~4-6 år) er et viktig vindu for å bestemme kroppssammensetningsbanen og kan være en kritisk periode for utviklingen av vevsfordelingsmønstre som påvirker senere sykdomsrisiko, inkludert fedme og type 2 diabetes. Ettersom fettet øker i løpet av denne kritiske perioden, kan avsetning/bevaring av fettlagre opprettholdes på "bekostning" av annet vev; dvs. energihomeostase kan være iboende partisk mot fettøkning. Typen og mengden vevsmasse som er oppsamlet i tidlig barndom har implikasjoner for metabolsk profil, glukose/insulin homeostase, hormonprofil og hvileenergiforbruk.

Samspillet mellom fett- og beinavsetning representerer en fysiologisk egenskap som gjør det mulig for kroppen å velge mellom å flytte "energi" mot oppsamling av et bestemt vev. Sannsynligvis kan fenotypen som ligger til grunn for fedme og diabetesrisiko bestemmes av differensieringen av celletype (adipocytt, osteocytt, etc.) under dette tidlige stadiet av vekst og utvikling. In vitro-studier viser transdifferensiering under påvirkning av spesifikke eksterne stimuli, som kan bytte fenotyper mot andre cellelinjer. Videre har gnagermodeller vist at eksponering for stimuli (trening) tidlig i livet kan forhindre oppbygging av overflødig fettmasse i voksen alder, selv når stimulansen senere fjernes (dyrene trener ikke lenger). Barns tidlige opplevelser (engasjement i fysisk aktivitet) kan "miljømessig indusere" endringer i kroppssammensetning og disponere individer for diabetes gjennom hele livet (Figur 1).

Hypoteser og spesifikke mål: Tidlige vekstmønstre og celledifferensiering kan indusere langsiktige effekter på kroppssammensetningen ved å påvirke biologiske og hormonelle akser som regulerer barndommens kroppssammensetning. Kroppssammensetning omfatter ikke bare absolutt masse, men også aspekter av størrelse, form og plassering. For det formål vil følgende spesifikke mål bli evaluert:

1. Kvantifiser kroppssammensetning, fettvevsfordeling og relative vevsforhold ved hjelp av magnetisk resonansavbildning (MRI) og dual-energy x-ray absorptiometri (DXA).

   1. Hypotese: Tidlig fordeling av "ressurser" mot fettmasseakkumulering vil føre til redusert økning i benmasse som kan vedvare på lang sikt.
   2. Hypotese: Fordeling av vev mot fett på bekostning av beinmasse (og indirekte mager masse) vil resultere i negative effekter på glukose/insulinmetabolismen, totalt energiforbruk, hvilemetabolisme og hormonsignalering.
   3. Hypotese: Barn med høyere nivåer av fysisk aktivitet (energiforbruk) vil ha større partisjonering mot benmasse (og mager).

2. Kvantifiser fettvevsfordeling og adipocyttcellestørrelse og antall ved hjelp av MR og histologiske teknikker.

   1. Hypotese: En relativt større mengde benmargsfettvev vil være synlig hos de barna med lavt fysisk aktivitetsnivå, noe som resulterer i den fortrinnsvise differensieringen av pluripotente stamceller mot adipocytter vs osteocytter i benmargshulen.
   2. Et relativt større antall adipocytter vil være tydelig hos de barna med lave nivåer av fysisk aktivitet, noe som indikerer større differensiering av MSC mot adipocytter vs osteocytter.