Разделение тканей в раннем детстве

Раннее детство (~ 4-6 лет) является важным периодом для определения траектории состава тела и может быть критическим периодом для развития паттернов разделения тканей, которые влияют на более поздний риск заболеваний, включая ожирение и диабет 2 типа. Поскольку ожирение ускоряется в течение этого критического периода, отложение/сохранение запасов жира может поддерживаться за счет других тканей; то есть энергетический гомеостаз может быть по своей природе смещен в сторону увеличения жира. Тип и количество тканевой массы, накопленной в раннем детстве, влияет на метаболический профиль, гомеостаз глюкозы/инсулина, гормональный профиль и расход энергии в состоянии покоя.

Взаимодействие между отложением жира и костей представляет собой физиологическую черту, позволяющую телу выбирать между перераспределением «энергии» в направлении накопления конкретной ткани. Вероятно, фенотип, лежащий в основе риска ожирения и диабета, может определяться дифференцировкой типа клеток (адипоциты, остеоциты и т. д.) на этой ранней стадии роста и развития. Исследования in vitro демонстрируют трансдифференцировку под влиянием специфических внешних раздражителей, которые могут переключать фенотипы в сторону других клеточных линий. Кроме того, модели на грызунах продемонстрировали, что воздействие раздражителей (упражнений) в раннем возрасте может предотвратить накопление избыточной жировой массы во взрослом возрасте, даже если позже стимул исчезнет (животные больше не тренируются). Ранний опыт детей (вовлечение в физическую активность) может «в окружающей среде вызывать» изменения в составе тела и предрасполагать людей к диабету на протяжении всей жизни (рис. 1).

Гипотезы и конкретные цели: модели раннего роста и дифференцировки клеток могут оказывать долгосрочное воздействие на состав тела, воздействуя на биологические и гормональные оси, которые регулируют состав тела в детском возрасте. Состав тела включает не только абсолютную массу, но и аспекты размера, формы и расположения. С этой целью будут оцениваться следующие конкретные цели:

1. Количественно определяйте состав тела, распределение жировой ткани и относительные соотношения тканей с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) и двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA).

   1. Гипотеза: раннее распределение «ресурсов» в сторону накопления жировой массы приведет к снижению прироста костной массы, которое может сохраняться в долгосрочной перспективе.
   2. Гипотеза: разделение ткани в сторону жира за счет костной массы (и, косвенно, безжировой массы) приведет к неблагоприятным последствиям для метаболизма глюкозы/инсулина, общего расхода энергии, скорости метаболизма в покое и гормональной сигнализации.
   3. Гипотеза: дети с более высоким уровнем физической активности (расход энергии) будут иметь большее распределение костной (и безжировой) массы.

2. Количественно определить распределение жировой ткани и размер и количество клеток адипоцитов с помощью МРТ и гистологических методов.

   1. Гипотеза: Относительно большее количество жировой ткани в костном мозге будет наблюдаться у детей с низким уровнем физической активности, что приведет к преимущественной дифференцировке плюрипотентных стволовых клеток в сторону адипоцитов по сравнению с остеоцитами в полости костного мозга.
   2. Относительно большее количество клеток адипоцитов будет наблюдаться у детей с низким уровнем физической активности, что указывает на большую дифференциацию МСК в сторону адипоцитов по сравнению с остеоцитами.