Il Ruolo dei Corpi Chetonici nello Sviluppo Fetale
Uno studio mostra l'importanza del 3HB per l'energia durante la gravidanza.
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Indice
I corpi chetonici sono sostanze fatte di grasso che forniscono energia, soprattutto quando il cibo è scarso, come durante la fame. Ci sono tre tipi principali di corpi chetonici: 3-idrossibutirrato (3HB), acetoacetato e acetone. Il 3HB viene prodotto nei mitocondri, le fabbriche di energia nelle nostre cellule, ed è usato come fonte di energia. È stato dimostrato che il 3HB può produrre più energia rispetto al glucosio, un'altra fonte principale di energia per il nostro corpo. Questa capacità rende il 3HB molto importante per la nostra salute.
I ricercatori hanno studiato come il cervello usa glucosio e 3HB per energia. Tanto tempo fa, gli scienziati hanno raccolto campioni da un Feto abortito e hanno scoperto che il cervello usava molto 3HB insieme a un po' di glucosio per energia. Infatti, il 3HB forniva circa il 60% dell'energia, mostrando che il cervello fetale lo preferisce. Questo suggerisce che anche prima della nascita, il cervello si affida pesantemente al 3HB.
Alcune cellule nel corpo, in particolare quelle nell'intestino, nel fegato e nella placenta, sono brave a produrre 3HB. Ad esempio, le cellule intestinali possono aumentare il numero di cellule staminali rilasciando 3HB nei tessuti circostanti. Ci sono anche prove che il 3HB possa aiutare a combattere alcuni tipi di cancro, come quello colorettale. Questo solleva la possibilità che la placenta, che nutre il feto, possa avere un modo speciale per produrre e fornire 3HB.
Gli studi mostrano che i livelli di 3HB sono molto più alti nei feti rispetto agli adulti. Questo indica che il feto si affida al 3HB per energia. Un possibile modo in cui ciò avviene è attraverso la vena ombelicale dalla placenta al feto. Tuttavia, i ricercatori pensano che ci possa essere un altro modo per il 3HB di raggiungere il feto.
Panoramica dello Studio
Per indagare, è stato condotto uno studio con nove donne in gravidanza sane che hanno avuto parti cesarei. Nessuna di loro aveva problemi con i livelli di zucchero nel sangue. I ricercatori hanno misurato i livelli di 3HB in vari luoghi: la vena ombelicale, l'arteria ombelicale, il liquido amniotico e il sangue delle madri. Sono stati prelevati campioni di sangue dalle madri prima dell'intervento, e campioni dal cordone ombelicale durante l'intervento.
Il liquido amniotico è stato raccolto subito dopo che le acque della madre si sono rotte, cercando di ottenere il meno possibile di sangue materno. Questo liquido è stato poi elaborato per misurare la quantità di 3HB usando attrezzature specializzate.
Esaminando la Placenta
I ricercatori hanno anche esaminato la placenta usando campioni di tessuto. Volevano scoprire dove viene prodotto il 3HB nella placenta e come viene fornito al feto. Hanno usato tecniche di colorazione speciali per vedere proteine specifiche che indicano dove viene prodotto il 3HB. Questo li ha aiutati a scoprire che, mentre si aspettavano di vedere molta produzione di 3HB in certe cellule placentari, l'attività più intensa si trovava in altre parti della placenta.
Dettagli sui Partecipanti
L'età media delle donne incinte in questo studio era di circa 37 anni, e la settimana media di gravidanza al momento dell'intervento era poco oltre 37 settimane. I motivi per il parto cesareo variavano e nessuna delle donne aveva complicazioni legate alla gravidanza.
Misurazione dei Livelli di 3HB
I ricercatori hanno scoperto che i livelli di 3HB nel liquido amniotico erano molto più alti rispetto al sangue delle madri. Infatti, il liquido amniotico conteneva una quantità significativa di 3HB rispetto ai livelli ematici. Lo stesso valeva per il sangue prelevato dalla vena e dall'arteria ombelicale, che avevano anche livelli più alti di 3HB rispetto al sangue materno.
Risultati sull'Espressione di HMGCS2
Dopo la consegna, i ricercatori hanno analizzato l'espressione di una specifica proteina chiamata HMGCS2 nella placenta. Questa proteina è importante per la produzione di 3HB. I risultati hanno mostrato che l'HMGCS2 era presente, ma i suoi livelli variavano in diverse parti della placenta. Hanno trovato che la piastra corionica, una parte della placenta, era particolarmente brava a produrre 3HB. Questa parte sembra rilasciare 3HB nel liquido amniotico, contribuendo ai livelli elevati trovati lì.
Vie di Fornitura di 3HB
I risultati suggeriscono che la placenta è un fornitore chiave di 3HB per il feto, specialmente nelle fasi avanzate della gravidanza quando è necessaria molta energia per lo sviluppo del cervello. Ci sono due modi in cui il 3HB viene consegnato dalla placenta al feto:
- Piastra Corionica al Liquido Amniotico: Il 3HB passa dalla piastra corionica nel liquido amniotico, poi potrebbe viaggiare verso l'intestino tenue e infine al feto. 
- Villi Placentari alla Vena Ombelicale: Il 3HB può anche spostarsi dalle cellule trofoblastiche nella placenta direttamente nella vena ombelicale, che lo porta al feto. 
Conclusione
In generale, lo studio indica che il 3HB gioca un ruolo cruciale durante la gravidanza, specialmente per il cervello in via di sviluppo del feto. La placenta è importante nella produzione e fornitura di questa sostanza ricca di energia, assicurando che il feto abbia le risorse necessarie per crescere. Comprendere questi processi può aiutare a capire come la salute materna influisce sullo sviluppo fetale e potrebbe aprire strade per ulteriori ricerche sulla cura prenatale e interventi sanitari.
Titolo: High 3-hydroxybutyrate concentrations in the placenta-produced amniotic fluid in the human uterus
Estratto: In this study, we report first high concentrations of a ketone body, 3-hydroxybutyrate (3HB) in the amniotic fluid in humans. Although 3HB concentrations in the maternal blood are approximately 0.1, those in the amniotic fluid are approximately 0.6 mM. High placental 3HB production is potentially key for producing and maintaining high 3HB levels in the amniotic fluid. The rate-limiting enzyme, mitochondrial 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthase 2 (HMGCS2), is highly expressed in the cells of the chorionic plate and responsible for 3HB production. Therefore, high HMGCS2 expression maintenance is supposed to be pivotal for maintaining the 3HB supply for the human fetus. Here, we propose that humans display two pathways, an amniotic fluid- and another umbilical vein-mediated, for supplying 3HB to the human fetus. These supply pathways are supposedly essential for human brain development during the late phase of pregnancy. Graphical abstractHuman fetuses are supported by 3HB from the amniotic fluid for their brain development. HIGHLIGTS3-Hydroxybutyrate concentrations are high in the amniotic fluid in the human uterus. The chorionic plate of the placenta highly expresses 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthase 2. Human fetuses may be supplied with 3HB for brain development through the amniotic fluid.
Autori: Takumi Satoh, T. Shibata, E. Takata, M. Takakura, J. Han, S. Yamada
Ultimo aggiornamento: 2023-08-13 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.08.09.23293873
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.08.09.23293873.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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