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1 cosa ha mangiato la mamma in gravidanza?

2 NUTRIZIONE MATERNA e CRESCITA FETALE Prof. Irene Cetin Università degli Studi di Milano Dipartimento Materno Infantile Ospedale Luigi Sacco

3 PROGRAMMING Malnutrition and other adverse environmental exposures during development alter gene expression and programme the body s structures and functions for life. Adverse exposures also result in slow growth and small body size.

4 Neonatal mortality; infancy and childhood morbidity; cognitive and behavioural development retardation Thrifty hypothesis ADULTHOOD De Boo & Harding, 2006

5 Nutritional phenotype of pregnancy Dynamic state: adjustments in nutrient metabolism evolve continuously as the mother switches from an anabolic condition during early pregnancy to a catabolic state during late pregnancy Three compartments model, i.e, mother/placenta/fetus, each of them has different metabolism - fetal growth regulated by the balance between fetal nutrient demand and maternal-placental nutrient supply Cetin et al, Hum Reprod Update 2010

6 HEALTH OUTCOMES Pregnant women do not always meet their increased micronutrient requirements Diet = important determinant of pregnancy outcomes and infant health both in short and long-terms: significant association between inadequate or poor nutrition and high reproductive risks different impacts of the timing of nutritional insults during gestation on both the overall outcome of pregnancy and the nature of adult diseases (i.e. programming the postnatal pathophysiology [Buckley et al. (2005) Cell Tissue Res 322: 73 79]) potential to affect cell numbers or differentiation in the developing embryo Cetin et al, Hum Reprod Update 2010

7 3 compartimenti: madre placenta - feto Cetin I et al, J Physiol 2010

8 Peso fetale e placentare weight placenta fetus 26 weeks 40 weeks La crescita fetale è esponenziale nell ultimo trimestre di gravidanza, per la deposizione soprattutto di massa grassa. Il rapporto tra peso fetale e placentare passa da 1 a 5-6 a termine di gravidanza.

9 Placenta modificazioni progressive durante la gravidanza - aumento significativo della superficie totale di scambio - riduzione dello spessore aumento della permeabilità placentare ai gas - modificazioni dell attività dei sistemi di trasporto

10 Trasporto placentare (1) (2) GLUCOSIO ALA Na + (3) (4) MEMBRANA MICROVILLARE (1) DIFFUSIONE FLUSSO DIPENDENTE (O 2, CO 2 ) (2) DIFFUSIONE PARACELLULARE (pori nel sinciziotrofoblasto) (3) PROTEINE DI TRASPORTO (glucosio, aminoacidi) (4) ENDOCITOSI/ESOCITOSI (IgG, PPL, etc.) MEMBRANA BASALE

11 SANGUE MATERNO UTERO PLACENTA SANGUE FETALE Aminoacidi NH3 UREA LATTATO Serina Glicina FEGATO FETALE Ossigeno Glucosio Lipidi CO 2 Battaglia & Meschia, 1986

12 LIPIDI -Utilizzati sia a scopo energetico che come componenti strutturali (membrane cellulari, neuronali, retina) -comprendono le vitamine liposolubili, importanti cofattori enzimatici e antiossidanti naturali

13 PLACENTAL HANDLING DEI LIPIDI NEFA GLICEROLO TG PLASMA MATERNO TESSUTO ADIPOSO TG NEFA LPL VLDL HDL LPL TG HDL NEFA FEGATO LPL FAT FATP FABP FAT FATP LPL LPL MEMBRANA MICROVILLO MEMBRANA BASALE PLASMA FETALE NEFA NEFA:acidi grassi non esterificati LPL: lipoproteina lipasi TG: trigliceridi FAT: Fatty acid transporter FATP:fatty acid transport protein FABP: fatty acid binding protein HDL, VLDL: lipoproteine plasmatiche a diversa densità

14 Terzo trimestre: crescita fetale esponenziale e aumentata richiesta di nutrienti Richieste stimate giornaliere (per il feto) di : ω 6: 550 mg/kg/day ω 3: 70 mg/kg/day Cervello organo che incorpora LCPUFA più rapidamente In particolare il DHA è incorporato nel cervello e nella retina 10 volte più velocemente dei precursori LA e αla

15 ac grassi n-3 nel cervello fetale (mg) Peso cerebrale (g) il peso del cervello del feto aumenta con l epoca gestazionale sett. 75g epoca gestazionale (sett) 40 sett. 400g 600 ed il contenuto di n-3, è notevole (fluidità membrane, plasticità sinaptica) Clandinin, M. T. et al, Early Hum. Dev r = 0.79 ** epoca gestazionale (sett)

16 biomagnification: AA e DHA sono presenti in % più elevate nel sangue fetale rispetto al sangue materno Il feto è in grado di sintetizzare AA e DHA dai precursori LA e αla, ma la capacità di sintesi è scarsa (soprattutto nel feto prematuro) e quindi la maggior parte del DHA deve arrivare dalla circolazione materna attraverso la placenta

17 Rilevanza degli omega 3 e del DHA sullo sviluppo del SNC fetale e neonatale Aumento dell' acuità visiva (Innis et Al Journal of Nutrition) Miglioramento degli stati comportamentali e del sonno (Cheruku et Al AJCN) Riduzione dell'iperattività (Gale et Al Journal Child Psychol Psychiatry) Miglioramento della funzione cognitiva e dell'attenzione (Helland et Al Pediatrics)

18 Rilevanza degli omega 3 e del DHA sullo composizione corporea fetale La composizione corporea fetale si modifica completamente nel terzo trimestre, quando avviene la deposizione della massa grassa che nella specie umana varia tra 1 2% del peso in un "1000-g preterm infant" fino al 20% del peso corporeo in un "3500-g term infant" Evidenze sperimentali indicano chiaramente che il tipo di esposizione ai PUFA nella vita prenatale influenza lo sviluppo del sistema adiposo: n-6 AA promuove la maturazione degli adipociti n-3 DHA blocca questo processo

19 prospective observational cohort study in eastern Massachussets: pregnant women evaluated , 1401 children at 3 y Donahue S et al, AJCN 2011

20 prospective observational cohort study in eastern Massachussets: pregnant women evaluated , 1401 children at 3 y Livelli maggiori di omega 3 nella dieta materna e nel cordone ombelicale sono associati con minor rischio di obesità a 3 anni Donahue S et al, AJCN 2011

21 RECOMMENDATIONS ON DIETARY FAT INTAKE IN PREGNANCY AND LACTATION Project supported by the European Union, Framework 5 programme, Quality of Life Key Action. Koletzko B, Cetin I, Brenna J. B J Nutr 2007 Consensus recommendations on behalf of the European Commission research projects Perinatal Lipid Metabolism (PERILIP, agriculturalsciences/ Perilip/) and Early Nutrition Programming (EARNEST, developed in collaboration with representatives of the Child Health Foundation (Stiftung Kindergesundheit, Diabetic Pregnancy Study Group (DPSG, European Association of Perinatal Medicine (EAPM, European Association of the Study of Diabetes (EASD, ) European Society for Clinical Nutrition and Metabolism (ESPEN; European Society for Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition, Committee on Nutrition (ESPGHAN; International Federation of Placenta Associations (IFPA, International Society for the Study of Fatty Acids and Lipids (ISSFAL, International Society for Research in Human Milk and Lactation (ISRHML,

22 RACCOMANDAZIONI 1. L intake lipidico durante la gravidanza e l allattamento (in proporzione all intero approvvigionamento energetico) dovrebbe essere lo stesso della popolazione generale Le donne in gravidanza e in allattamento dovrebbero essere edotte della necessità di raggiungere la quantità di 200mg/die di DHA con la dieta. Quantità maggiori fino a 1 g/die di DHA or 2.7 g/die di n-3 LCPUFA sono state proposte in diversi trial clinici randomizzati senza che intervenissero eventi avversi Le donne in età fertile dovrebbero consumare 1-2 porzioni di pesce alla settimana. In questo modo solitamente si raggiunge la dose minima di DHA raccomandata senza rischiare una eccessiva esposizione ai contaminanti ambientali attualmente contenuti nel pesce (metilmercurio, diossina ).

23 MICRONUTRIENTS (MINERALS AND VITAMINS) essential nutritional elements needed in small quantities MICRONUTRIENT RECOMMENDATIONS designed for populations or groups intakes of micronutrients sufficient to meet the requirements of the majority of healthy individuals (generally 97.5%) of that population or group pregnancy and lactation have specific micronutrient requirements

24 RECOMMENDATIONs for PREGNANT WOMEN MICRONUTRIENT RDA Adequate Intake SUPPLEMENTATION FOLATE 600 μg/die 400 μg/die for all women preconceptional 4 mg/die for women at risk IRON mg/die ferritin <70 μg/l IODINE 250 μg/die 150 μg/die - 3 months before conception - in iodine deficient areas VITAMIN D 15 µg/d UI/d People with darker skin; people who have low or no exposure to the sun; vit D <75 nmol/l CALCIUM 1200 mg/die OMS: all pregnant women, particularly those at risk for preeclampsia VITAMIN A 700 μg/die VITAMIN B μg/die vegetarian, malabsorption, hyperomocisteinemia VITAMIN C VITAMIN B1 VITAMIN K FLUORINE ZINC PHOSPHORUS 100 mg/die 1,4 mg/die 10 mg/die 700 mg/die same as for adult women same as for adult women RDA = recommended dietary allowance ADEQUATE INTAKE = level of intake observed in the healthy population NUOVI LARN 2012

25 WOMEN AT NUTRITIONAL RISK OBESITY nutritional imbalances and altered metabolism (vit D) VEGETARIAN DIET - Vegetarian diets, particularly those that exclude all animal products, may not provide adequate amounts of essential amino acids, IRON, trace minerals, VIT B12, vitamin D and calcium, or complex lipids for normal embryonic and fetal development. SUBSTANCE ABUSE - Cigarettes, alcohol, and illicit drugs not only pose direct health risks, but affect intake of an adequate and balanced diet. ADOLESCENCE - Pregnant adolescents are at particular risk for nutritional deficiencies. MULTIPLE PREGNANCY - Pregnant woman with twins or multiples has extra nutritional needs. SHORT INTERPREGNANCY INTERVAL - The risk of maternal nutritional depletion and poor outcomes increases in closely spaced pregnancies. (IRON, FOLATE) CELIAC DISEASE, CROHN'S DISEASE, BARIATRIC SURGERY - These conditions are associated with malabsorption, iron-deficiency anemia and calcium deficiency. (IRON, CALCIUM) VITAMIN D Obese women People who have low or no exposure to the sun (i.e. veiling) People who have darker skin FOLATE Women with a previous child with a NTD Women taking anticonvulsants Women with pregestational diabetes IODINE Women living in iodine deficient areas Berti C et al, Clin Nutr 2011

26 Maternal risk factors of IUGR and their mechanisms Maternal genetic predisposition Maternal BMI Inflammation Hypertension Nutrients imbalance Maternal smoking and Alcohol abuse Polymorphisms IUGR Epigenetic modifications Cytotoxic action Alteration of cellular functions Hormone imbalance Cell stress Epigenetic modifications Cytotoxic action Social determinants Epigenetic modifications Energy and hormone imbalance Vascular alteration Metabolic derangements Oocytes quality Maternal diet and nutritional status Air and food pollutants Cetin I et al. Maternal predictors of intrauterine growth restriction. Curr Clin Nutr Metab 2013

27 Grazie!

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