Programmazione fetale e regolazione del peso postnatale e dello sviluppo cognitivo nel bambino

La diffusione di obesità, diabete e sindrome metabolica sta raggiungendo dimensioni epidemiche, non solo tra gli adulti, ma anche tra gli adolescenti e i bambini in età scolare, rappresentando una importante causa di morbilità e mortalità. L'identificazione dei meccanismi che ne regolano l'insorgenza è necessaria per prevenirne la diffusione. Dall'osservazione che il sovrappeso e l'obesità materni sono associati allo sviluppo di malattie metaboliche nella prole, è stata ipotizzata un'origine fetale e perinatale di queste patologie nota con il nome di “fetal programming”. Secondo questa ipotesi, l'ambiente metabolico ed ormonale uterino che si sviluppa durante il periodo gestazionale sarebbe in grado di imprimere delle modifiche metaboliche e trascrizionali sul feto, tali da ripercuotersi in modo permanente sull'individuo adulto. Inoltre stimoli precoci legati a variazioni metaboliche e nutrizionali o a condizioni di stress durante le prime fasi di vita, sono associati ad alterazioni dell'asse ipotalamo-ipofisario, con conseguenze sullo sviluppo del metabolismo e dei sistemi cognitivo-comportamentali nei neonati. Dunque meccanismi legati all’ambiente ed alla nutrizione durante le prime fasi dello sviluppo di un nuovo essere vivente possono essere alla base dell'insorgenza di malattie metaboliche e disturbi cognitivo-comportamentali nell'individuo adulto. Scopo di questo progetto è stato di valutare se e quali fattori prenatali e postnatali siano associati alla crescita ponderale ed allo sviluppo cognitivo del bambino nei primi anni di vita, con attenzione rivolta al peso ed allo stress dei genitori, al profilo metabolico materno in gravidanza, al profilo ormonale e metabolico del feto alla nascita, al periodo e tipo di allattamento ed alla composizione della dieta successiva allo svezzamento. A tale scopo madri normopeso, sovrappeso e obese sono state reclutate insieme ai loro neonati. Sono stati esaminati i dati antropometrici materni, paterni e fetali. Nelle mamme e nel sangue fetale cordonale sono stati misurati il profilo glucidico e lipidico ed i livelli plasmatici di ormoni coinvolti nella regolazione dell'appetito e dello stress (progesterone, estradiolo, cortisolo, insulina, leptina, PYY e BDNF), utilizzando saggi enzimatici ed immunoenzimatici. Inoltre, durante i primi 12 mesi di vita dei neonati è stato valutato lo sviluppo cognitivo e comportamentale tramite test e questionari specifici per l’età infantile; sono state raccolte informazioni su crescita ed alimentazione attraverso delle annotazioni pediatriche di routine e attraverso interviste alimentari telefoniche. Le informazioni sull’alimentazione post-svezzamento, comprendenti tipologia e quantità degli alimenti consumati nei 3 pasti principali, nei due spuntini e negli eventuali pasti extra dei bambini, sono state convertite in quantità di macro e micro-nutrienti assunti quotidianamente attraverso l’uso di banche dati riconosciute (INRAN-Istituto nazionale di ricerca per gli alimenti e la nutrizione, USDA - United States Department of Agricolture, etichette specifiche degli alimenti di marca). L’analisi statistica è stata effettuata con il software Statview. ANOVA e T test per campioni indipendenti e per dati appaiati, sono stati utilizzati per i confronti tra gruppi ed è stato utilizzato il coefficiente di Pearson per determinare l’associazione tra variabili. Un valore di p minore di 0.05 è stato considerato statisticamente significativo. Dai nostri risultati emerge che il peso gestazionale materno è associato ad un maggior peso alla nascita e a lungo termine. Anche insulinemia ed insulino-resistenza materni in gravidanza si associano ad un maggiore peso alla nascita e a lungo termine ma solo nelle bambine. Gli ormoni cordonali progesterone, estradiolo, testosterone e PYY predicono invece un peso minore. In particolare, il livello di progesterone si associa ad un minor peso alla nascita nella popolazione generale, mentre le concentrazioni di estradiolo, testosterone e PYY risultano associate negativamente al peso a lungo termine. L’allattamento artificiale si associa al peso ed alla condizione di stress materni e sembra essere associato, anche se non in maniera statisticamente significativa, ad un maggior peso a lungo termine nei bambini. L’età dello svezzamento è un predittore negativo del peso, infatti bambini svezzati in età più precoce hanno un maggior peso rispetto a quelli svezzati in età più avanzata ed i loro genitori sono in prevalenza in sovrappeso e/o obesi. Dopo lo svezzamento, una dieta ricca di carboidrati, proteine, lipidi, acidi grassi insaturi e di vari micronutrienti (alcune vitamine e minerali) si associa ad un maggior peso nel bambino. Considerando la traiettoria di crescita dalla nascita fino ad un periodo più a lungo termine e corrispondente a circa 20 mesi di età, si osserva che i bambini cronicamente magri mangiano meno acidi grassi insaturi; mentre quelli cronicamente obesi mangiano più carboidrati, acidi grassi insaturi e calorie totali; i bambini che sono nati magri ma aumentano di peso dopo lo svezzamento hanno un maggior introito di proteine, lipidi, acidi grassi insaturi e calorie ma non di carboidrati; infine i bambini che al contrario dimagriscono assumono una minor quantità di ogni nutriente, in particolar modo di carboidrati. Il peso e il livello di stress dei genitori non influenzano il tipo di alimentazione dei figli, ma tendono a correlare (significativamente il peso del padre) con il loro peso nella fase successiva allo svezzamento. L’analisi cognitiva e comportamentale ha mostrato delle correlazioni positive tra sviluppo cognitivo e BMI materno pre-gravidico e la leptina del cordone. Allattamento ed età dello svezzamento non influiscono invece significativamente sullo sviluppo cognitivo. Un maggior consumo di grassi e vitamina C e un ridotto consumo di acido folico nell’alimentazione post-svezzamento, correlano con un maggiore sviluppo cognitivo a 12 mesi. Considerando lo sviluppo cognitivo in funzione del peso dei bambini, si osserva che i bambini magri raggiungono a 6 mesi punteggi più elevati di quelli obesi in tutte le valutazioni ad eccezione di quella che valuta lo sviluppo personale e sociale. Tuttavia, nel corso di un semestre, i bambini obesi tendono a raggiungere i punteggi ottenuti dai bambini magri. L’analisi della traiettoria di crescita rivela che i neonati nati magri, che crescendo acquistano peso più velocemente, hanno uno sviluppo cognitivo maggiore a livello della scala locomotoria, della coordinazione occhio mano e del punteggio complessivo. In conclusione il peso alla nascita è correlato positivamente con peso gestazionale, insulinemia e insulino-resistenza materni; e negativamente con il livello fetale di progesterone. A lungo termine il peso è associato positivamente con peso gestazionale, insulinemia e insulino-resistenza materni, la leptina del cordone e negativamente con estradiolo, testosterone e PYY. Un maggior peso e stress materni predicono un ricorso più frequente all’allattamento artificiale, che tuttavia non ha effetto significativo sul peso del bambino rispetto all’allattamento al seno. Al contrario, uno svezzamento precoce, che caratterizza i figli di genitori obesi, è predittivo di obesità nei bambini. Nella fase successiva allo svezzamento, un’alimentazione ricca di proteine, lipidi e acidi grassi insaturi, si associa ad un aumento di peso mentre, un’alimentazione ridotta in nutrienti, in particolar modo in carboidrati, si associa ad un dimagrimento. I bambini magri tendono ad avere un migliore sviluppo cognitivo a 6 mesi, che viene compensato dai bambini obesi nella valutazione successiva a 12 mesi. Inoltre, mentre allattamento ed età dello svezzamento non mostrano nessun effetto, la leptinemia cordonale, ed un maggior consumo di lipidi e vitamina C, correlano con lo sviluppo cognitivo