Vävnadsuppdelning i tidig barndom

Tidig barndom (~4-6 års ålder) är ett viktigt fönster för att bestämma kroppssammansättningens bana och kan vara en kritisk period för utvecklingen av vävnadsfördelningsmönster som påverkar senare sjukdomsrisk, inklusive fetma och typ 2-diabetes. Eftersom fetthalten accelererar under denna kritiska period, kan avsättning/bevarande av fettdepåer upprätthållas på "bekostnad" av andra vävnader; d.v.s. energihomeostas kan i sig vara partisk mot fettökning. Typen och mängden vävnadsmassa som samlats upp i tidig barndom har implikationer för metabolisk profil, glukos/insulinhomeostas, hormonprofil och viloenergiförbrukning.

Samspelet mellan fett- och benavlagring representerar en fysiologisk egenskap som gör det möjligt för kroppen att välja mellan att skjuta "energi" mot ansamling av en viss vävnad. Troligtvis kan fenotypen som ligger bakom fetma och diabetesrisken bestämmas av differentieringen av celltyp (adipocyt, osteocyt, etc.) under detta tidiga tillväxt- och utvecklingsstadium. In vitro-studier visar transdifferentiering under påverkan av specifika externa stimuli, som kan byta fenotyper mot andra cellinjer. Vidare har gnagarmodeller visat att exponering för stimuli (träning) tidigt i livet kan förhindra att överskott av fettmassa samlas in i vuxen ålder, även när stimulansen senare tas bort (djuren tränar inte längre). Barns tidiga erfarenheter (engagemang i fysisk aktivitet) kan "inducera miljömässigt" förändringar i kroppssammansättningen och predisponera individer för diabetes under hela livet (Figur 1).

Hypoteser och specifika mål: Tidiga tillväxtmönster och celldifferentiering kan inducera långsiktiga effekter på kroppssammansättningen genom att påverka biologiska och hormonella axlar som reglerar barndomens kroppssammansättning. Kroppssammansättning omfattar inte bara absolut massa, utan också aspekter av storlek, form och plats. För detta ändamål kommer följande specifika mål att utvärderas:

1. Kvantifiera kroppssammansättning, fettvävnadsfördelning och relativa vävnadsförhållanden med hjälp av magnetisk resonanstomografi (MRI) och dubbelenergiröntgenabsorptiometri (DXA).

   1. Hypotes: Tidig uppdelning av "resurser" mot fettmassatillväxt kommer att leda till minskad benmassaökning som kan bestå på lång sikt.
   2. Hypotes: Fördelning av vävnad mot fett på bekostnad av benmassa (och indirekt mager massa) kommer att resultera i negativa effekter på glukos/insulinmetabolism, total energiförbrukning, vilometabolism och hormonsignalering.
   3. Hypotes: Barn med högre nivåer av fysisk aktivitet (energiförbrukning) kommer att ha större partition mot benmassa (och mager).

2. Kvantifiera fettvävnadsfördelning och adipocytcellstorlek och antal med hjälp av MRI och histologiska tekniker.

   1. Hypotes: En relativt större mängd benmärgsfettvävnad kommer att vara uppenbar hos de barn med låga nivåer av fysisk aktivitet, vilket resulterar i den preferentiella differentieringen av pluripotenta stamceller mot adipocyter jämfört med osteocyter i benmärgshålan.
   2. Ett relativt större antal adipocytceller kommer att vara uppenbart hos de barn med låga nivåer av fysisk aktivitet, vilket indikerar större differentiering av MSC mot adipocyter jämfört med osteocyter.