Intestinal permeability in pregnancy : dietary and microbial determinants and metabolic consequences

Abstract

Metabolic disorders during pregnancy may challenge the mother and child to longterm health complications. Emerging data indicates a link between increased intestinal permeability and metabolic risk markers in a non-pregnant population.Whether intestinal permeability changes in pregnancy and is related to metabolic risk markers is poorly known.

The aim of the present study was to investigate the impact of gut microbiota and diet on serum zonulin concentration, a marker of intestinal permeability, and the relationship between serum zonulin concentration and metabolic risk markers during early pregnancy (n=100). The study also investigated the impact of supplemental probiotics and n-3 long chain polyunsaturated fatty acids (LCPUFA) on intestinal epithelial integrity in vitro as well as changes in serum zonulin concentration from early to late pregnancy (n=200). The study population consisted of overweight and obese pregnant women (BMI>25), who were participating in a larger randomized double-blind placebo-controlled clinical trial.

The results show that a richer gut microbiota composition, a higher abundance of Faecalibacterium prausnitzii, a higher dietary intake of fibre and n-3 LCPUFA as well as multiple vitamins and minerals were associated with lower serum zonulin concentration, ie. lower intestinal permeability. Serum zonulin concentration correlated with serum endotoxin activity, markers of low grade inflammation and glucose metabolism in early pregnancy, suggesting that intestinal permeability may be of importance in regulating maternal metabolic health. Serum zonulin concentration increased with pregnancy progress. While Bifidobacterium animalis ssp. lactis 420 and n-3 LC-PUFA enhanced intestinal epithelium in vitro, they had no effect on serum zonulin levels during pregnancy.

Suoliston läpäisevyys raskauden aikana: ruokavalion ja mikrobiston vaikutukset sekä aineenvaihdunnalliset seuraukset

Raskausaika saattaa vaikuttaa pitkälle sekä äidin että lapsen terveyteen. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että suoliston lisääntynyt läpäisevyys voi altistaa aineenvaihdunnan häiriöille. Toistaiseksi ei tiedetä, muuttuuko suoliston läpäisevyys raskauden aikana ja missä määrin muutokset vaikuttavat äidin aineenvaihdunnan häiriöihin liittyviin riskitekijöihin.

Väitöskirjan tavoite oli tutkia miten äidin suolistomikrobisto ja ravinnonsaanti vaikuttavat suoliston läpäisevyyttä kuvastavaan tekijään, seerumin zonuliiniin. Tavoitteena oli myös selvittää seerumin zonuliinipitoisuuden yhteyttä aineenvaihdunnan riskitekijöihin raskauden alkuvaiheessa (n=100). Lisäksi tutkittiin, miten ravintolisien, n-3 pitkäketjuisten monityydyttymättömien rasvahappojen ja probioottien, saanti vaikuttaa suoliston seinämän kuntoon solumallissa ja seerumin zonuliinipitoisuuden muutoksiin alku- ja loppuraskauden välillä (n=200). Aineisto koostui ylipainoisista ja lihavista (BMI>25) äideistä, jotka osallistuivat laajempaan satunnaistettuun kaksoissokko lumekontrolloituun kliiniseen tutkimukseen.

Tulokset osoittivat, että rikkaampi suolistomikrobisto ja suurempi Faecalibacterium prausnitzii-bakteerin osuus, suurempi kuidun, monityydyttymättömien rasvahappojen ja useiden vitamiinien ja kivennäisaineiden päivittäinen saanti liittyi pienempään seerumin zonuliinipitoisuuteen eli matalampaan suoliston läpäisevyyteen. Seerumin zonuliinipitoisuus korreloi seerumin LPS aktiivisuuden, matala-asteisen tulehduksen ja sokeriaineenvaihduntaa kuvaavien tekijöiden kanssa raskauden alkuvaiheessa, osoittaen, että suoliston läpäisevyydellä saattaa olla tärkeä rooli äidin aineenvaihdunnan säätelyssä. Zonuliinipitoisuus nousi raskauden myötä, probiootit ja n-3 pitkäketjuiset rasvahapot eivät vaikuttaneet seerumin pitoisuuteen, vaikka solumallissa Bifidobacterium animalis ssp. lactis 420 ja n-3 pitkäketjuiset monityydyttymättömät rasvahapot lisäsivät suoliston seinämän vahvuutta.