Obesity and associated health risks : outcomes of maternal early pregnancy obesity and child's cognition

Alarming rates of the world’s adult population is meeting the criteria for obesity. Moreover, increasing amount of women at reproductive age are entering pregnancy with obesity. Growing evidence suggests that excessive maternal weight during pregnancy does not only pose a risk for poorer maternal physical and mental health but is also resulting in adverse outcomes in offspring. One of the proposed mechanisms linking maternal obesity with offspring health outcomes include the early life programming of hypothalamic-pituitary-adrenocortical (HPA) axis. Moreover, poorer childhood cognitive functioning is suggested as a risk factor for later life obesity and lower rates of physical activity. The aim of this thesis was to examine the associations of maternal early pregnancy body mass index (BMI) with health related outcomes of mother and offspring and the effects of childhood cognitive ability on adulthood obesity and obesity-promoting health behaviours. The participants came from two study cohorts. The Prediction and Prevention of Preeclampsia and Intrauterine Growth Restriction study is a prospective study consisting of 4777 Finnish women who gave a birth between 2006 and 2010. Of the 4745 women with data on early pregnancy BMI derived from the Finnish Medical Birth Register, 3234 completed the Centre for Epidemiological Studies for Depression scale biweekly during pregnancy and at an average of 2.4 weeks and/or 28.2 weeks after pregnancy (Study I). The Arvo Ylppö Longitudinal Study originally consisted of 2193 participants born between 1985-1986. Of these neonates, 1583 provided valid data on at least one of the four tests for cognitive ability at a mean age of 56 months. Between 2009-2012, 1136 individuals participated in the follow-up that included clinical and psychological examination at a mean age of 25 years. Of these 1136, 848 took part in salivary cortisol sampling, 988 went through clinical examination including a measurement of body composition with estimates of body fat percentage and 676 provided data on objectively measured physical activity. This resulted in 635 participants with data on maternal early pregnancy BMI and data on salivary cortisol (Study II), 816 participants with data on childhood cognitive abilities and body composition (Study III) and 500 participants with data on childhood cognitive abilities and data on objectively measured physical activity (Study IV). The results showed that maternal early pregnancy overweight and obesity were associated with consistently higher levels of depressive symptoms throughout and after pregnancy (Study II). Furthermore, offspring born to mothers with higher early pregnancy BMI had lower diurnal salivary cortisol levels and lower morning cortisol levels in adulthood (Study II). The results showed that only lower visuomotor integration was associated with higher BF% in young adulthood (Study III) whereas higher general intelligence in childhood was associated with lower overall daily physical activity, less time spent in light physical activity and higher sedentary time in young adulthood (Study IV). The results provide evidence for the adverse effects of maternal early pregnancy overweight and obesity on maternal mental health during and after pregnancy and suggests that higher maternal early pregnancy BMI may have programming effects on the offspring HPA-axis activity extending into adulthood. Furthermore, the results challenge the view that lower childhood cognitive functioning poses a risk for adiposity and less physically active lifestyle in adulthood.Lihavien henkilöiden määrä maailman aikuisväestöstä on hälyttävä ja lisääntyvä määrä reproduktiivisessa iässä olevista naisista voidaan luokitella lihaviksi raskauden alussa.Äidin alkuraskauden lihavuus ei lisää ainoastaan äitiin kohdistuvaa riskiä epäsuotuisille fyysisille ja psyykkisille sairauksille, vaan voi lisäksi aiheuttaa haitallisia terveysvaikutuksia jälkeläiselle, mukaan lukien heikommat kognitiiviset kyvyt. Varhaisen hypotalamus-aivolisäke-lisämunaiskuori-akselin (HPA-akseli) ohjelmoitumisen on ehdotettu olevan yksi välittävistä tekijöistä äidin alkuraskauden lihavuuden ja jälkeläisen terveyden välillä. Lisäksi, heikomman lapsuuden kognitiivisen kyvykkyyden on osoitettu olevan riskitekijä aikuisiän lihavuudelle sekä vähäisemmälle fyysiselle aktiivisuudelle. Tämän väitöskirjan tarkoitus oli selvittää äidin varhaisraskauden lihavuuden yhteyttä äidin ja aikuisen lapsen terveyteen liittyviin seurauksiin sekä lapsuusiän kognitiivisten kykyjen yhteyttä aikuisiän lihavuuteen ja fyysiseen aktiivisuuteen. Osallistujat ovat peräisin kahdesta tutkimuskohortista. The Prediction and Prevention of Preeclampsia and Intrauterine Growth Restriction Study on prospektiivinen tutkimus, joka koostuu 4777 naisesta, jotka synnyttivät lapsen 2006-2010. Niistä 4745 naisesta, joilla oli suomalaisesta syntymärekisteristä saatu tieto varhaisraskauden painoindeksistä, 3234 naista täytti Centre for Epidemiological Studies for Depression kyselyn joka toinen viikko raskauden ajan ja keskimäärin 2.4 viikkoa ja/tai 28.2 viikkoa raskauden jälkeen (Tutkimus I). Arvo Ylppö Longitudinal Study tutkimusaineisto koostuu alun perin 2193 osallistujasta, jotka syntyivät 1985-1986. Näistä lapsista 1583:lla oli käyttökelpoista dataa 56 kuukauden iässä mitatuista kognitiivista kyvyistä. Vuosina 2009-2012, 1136 henkilöä osallistui jatkotutkimukseen, johon sisältyi kliininen ja psykologinen tutkimus keskimäärin 25 vuoden iässä. Tämän tuloksena 635 osallistujalla oli tieto äidin alkuraskauden painoindeksistä ja syljestä mitattua kortisoliaineistoa (Tutkimus II), 816 osallistujalla oli aineistoa lapsuusiän kognitiivista kyvyistä ja aikuisiän kehonkoostumuksesta (Tutkimus III) ja 500 osallistujalla oli aineistoa lapsuusiän kognitiivisista kyvyistä sekä liikunta-aineistoa (Tutkimus IV). Tulokset osoittivat, että äidin varhaisraskauden ylipaino ja lihavuus olivat yhteydessä korkeampiin masennusoireisiin raskauden aikana ja jälkeen (Tutkimus I). Lisäksi, äidin korkeampi alkuraskauden painoindeksi oli yhteydessä aikuisen jälkeläisen matalampiin päivittäisiin ja aamuajan kortisolitasoihin (Tutkimus II). Tulokset osoittivat, että vain matalampi visuomotorinen kyvykkyys lapsuudessa oli yhteydessä korkeampaan rasvaprosenttiin aikuisena (Tutkimus III) ja korkeampi lapsuuden yleinen älykkyys oli yhteydessä vähempään päivittäiseen fyysiseen aktiivisuuteen, lyhempään päivittäin käytettyyn aikaan kevyen liikunnan parissa sekä pidempään päivittäin istumiseen käytettävään aikaan (Tutkimus IV). Tämän väitöskirjantulokset lisäävät tieteellistä näyttöä äidin varhaisraskauden lihavuuden haitallisista vaikutuksista äidin raskauden aikaiselle ja jälkeiselle psyykkiselle hyvinvoinnille ja viittaavat siihen, että äidin korkeampi alkuraskauden painoindeksi saattaa vaikuttaa jälkeläisen HPA-akselin ohjelmoitumiseen ulottuen aikuisikään asti. Lisäksi, väitöskirjan tulokset kyseenalaistavat näkemyksen, jonka mukaan matalammat kognitiiviset kyvyt lapsuudessa lisäävät riskiä aikuisiän lihavuudelle ja fyysisesti epäaktiivisemmalle elämäntavalle