Fetal heart and hemodynamics in diabetic pregnancy - Fetal cardiac and placental function in a rat model of maternal hyperglycemia and human type 1 diabetic pregnancies
Lehtoranta, Lara (2017-05-24)
Fetal heart and hemodynamics in diabetic pregnancy - Fetal cardiac and placental function in a rat model of maternal hyperglycemia and human type 1 diabetic pregnancies
(24.05.2017)
Annales Universitatis Turkuensis D 1285 Turun yliopisto
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-6829-9
https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-6829-9
Kuvaus
Siirretty Doriasta
Tiivistelmä
Maternal type 1 diabetes mellitus affects fetal and offspring health. We aimed to investigate fetal cardiac and placental function in a rat model of maternal pregestational hyperglycemia, and the effect of gestational hyperglycemia on the offspring heart. In human fetuses of diabetic mothers the aim was to investigate, whether maternal insulin therapy will ameliorate fetal cardiac, hemodynamic, and placental abnormalities.
Fetal cardiac and placental ultrasonography, histology, and gene expressions were examined in streptozotocin-induced maternal hyperglycemia and control rats. Rat off-spring cardiac genes and histology were analyzed up to two weeks after birth. In diabetic and healthy human pregnancies, fetal ultrasonography and biochemical markers of cardiac function and fetal hypoxemia, and placental morphology and gene expression were collected.
In rat fetuses of maternal hyperglycemia, signs of diastolic dysfunction persisted throughout the second half of pregnancy, and transient mid-pregnancy cardiac dysfunction was observed. Increased myocardial cell turnover with cardiac hyperplasia and abnormal myocardial gene expression patterns were found. Increased placental vascular impedance and placental morphologic abnormalities were observed in the rat fetuses of maternal hyperglycemia. In the newborn rats of maternal hyperglycemia, cardiac genes controlling contractility, growth, structure, and metabolism were differently expressed when compared to healthy newborn rats. In human diabetic pregnancies, fetal cardiac output was decreased, pulsatility of the aortic isthmus blood flow velocity waveform, and fetal serum concentrations of natriuretic peptides and troponin T were increased at near term.
The rat model shows that maternal hyperglycemia leads to diastolic dysfunction and placental insufficiency. Abnormal expression of genes involved in cardiac contractility, structure, growth, and metabolism were seen in late term fetal and offspring hearts. In human maternal diabetes, fetal cardiac output is decreased with biochemical evindence of myocardial dysfunction. Diabeetikon sikiön verenkierto – Sikiön sydämen ja istukan toiminta äidin hyperglykemian kokeellisessa eläinmallissa ja tyypin 1 diabeetikoiden raskauksissa
Tyypin 1 sokeritauti (T1DM) vaikuttaa sikiön ja jälkikasvun hyvinvointiin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia kokeellisen eläinmallin avulla emon raskaudenaikaisen hyperglykemian vaikutusta sikiön sydämen ja istukan toimintaan sekä jälkeläisten sydämen kehitykseen. T1DM naisten raskauksissa tavoitteena oli tutkia insuliinihoidon vaikutusta sikiön sydämen, verenkierron ja istukan poikkeavuuksiin.
Streptozotosiinilla (STZ) aikaansaatiin emon hyperglykemia. STZ- ja verrokkirottien sikiöiltä tutkittiin sydämen ja istukan verenkiertoa ultraäänitutkimuksella, sekä kudosten histologiaa ja geenien ilmentymistä. Rotanpoikasten sydänten histologia ja geenien ilmentyminen tutkittiin 2 viikkoa syntymän jälkeen. Potilasmallissa sikiön verenkiertoa tutkittiin ultraäänellä, jonka lisäksi sydämen toiminnan ja hapenpuutteen sekä istukan rakenteen ja geenien ilmaisua selvitettiin.
Koe-eläinmallissa hyperglykemialle altistuneiden sikiöiden sydämen diastolinen toiminta oli poikkeava ja keskiraskaudessa havaittiin ohimenevä sydämen vajaatoiminta. Sydämen hyperplasia, runsaat mitoottisten ja apoptoottisten solujen määrät ja poikkeava geenien ilmentyminen todettiin hyperglykeemisten emojen sikiöillä. Tämän ryhmän istukan verenkierron impedanssi oli koholla ja rakenteet poikkesivat terveiden verrokkien poikasista. Hyperglykeemisten rottien poikasilla sydämen kontraktiliteettiin, kasvuun, rakenteeseen ja aineenvaihduntaan liittyvien geenien ilmentyminen oli poikkeavaa terveiden emojen poikasiin verrattuna. Potilasmallissa T1DM-äidin sikiön sydämen minuuttitilavuus oli alentunut, ja aortan istmuksen ja alaonttolaskimon verenvirtauksen vastus ja sikiön seerumin natriureettisten peptidien ja troponiini T:n pitoisuudet olivat koholla.
Kokeellisessa eläinmallissa totesimme, että emon hyperglykemia johtaa sikiön sydämen diastolisen toiminnan poikkeavuuteen ja istukan vajaatoimintaan. Sydämen kontraktiliteettiin, rakenteeseen, kasvuun ja metaboliaan liittyvien geenien ilmentyminen oli poikkeava sikiöillä ja vastasyntyneillä poikasilla. Äidin nuoruustyypin sokeritauti johtaa sikiön sydämen minuuttitilavuuden laskuun ja biokemiallisiin muutoksiin, jotka liittyvät sydämen toimintahäiriöön.
Fetal cardiac and placental ultrasonography, histology, and gene expressions were examined in streptozotocin-induced maternal hyperglycemia and control rats. Rat off-spring cardiac genes and histology were analyzed up to two weeks after birth. In diabetic and healthy human pregnancies, fetal ultrasonography and biochemical markers of cardiac function and fetal hypoxemia, and placental morphology and gene expression were collected.
In rat fetuses of maternal hyperglycemia, signs of diastolic dysfunction persisted throughout the second half of pregnancy, and transient mid-pregnancy cardiac dysfunction was observed. Increased myocardial cell turnover with cardiac hyperplasia and abnormal myocardial gene expression patterns were found. Increased placental vascular impedance and placental morphologic abnormalities were observed in the rat fetuses of maternal hyperglycemia. In the newborn rats of maternal hyperglycemia, cardiac genes controlling contractility, growth, structure, and metabolism were differently expressed when compared to healthy newborn rats. In human diabetic pregnancies, fetal cardiac output was decreased, pulsatility of the aortic isthmus blood flow velocity waveform, and fetal serum concentrations of natriuretic peptides and troponin T were increased at near term.
The rat model shows that maternal hyperglycemia leads to diastolic dysfunction and placental insufficiency. Abnormal expression of genes involved in cardiac contractility, structure, growth, and metabolism were seen in late term fetal and offspring hearts. In human maternal diabetes, fetal cardiac output is decreased with biochemical evindence of myocardial dysfunction.
Tyypin 1 sokeritauti (T1DM) vaikuttaa sikiön ja jälkikasvun hyvinvointiin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia kokeellisen eläinmallin avulla emon raskaudenaikaisen hyperglykemian vaikutusta sikiön sydämen ja istukan toimintaan sekä jälkeläisten sydämen kehitykseen. T1DM naisten raskauksissa tavoitteena oli tutkia insuliinihoidon vaikutusta sikiön sydämen, verenkierron ja istukan poikkeavuuksiin.
Streptozotosiinilla (STZ) aikaansaatiin emon hyperglykemia. STZ- ja verrokkirottien sikiöiltä tutkittiin sydämen ja istukan verenkiertoa ultraäänitutkimuksella, sekä kudosten histologiaa ja geenien ilmentymistä. Rotanpoikasten sydänten histologia ja geenien ilmentyminen tutkittiin 2 viikkoa syntymän jälkeen. Potilasmallissa sikiön verenkiertoa tutkittiin ultraäänellä, jonka lisäksi sydämen toiminnan ja hapenpuutteen sekä istukan rakenteen ja geenien ilmaisua selvitettiin.
Koe-eläinmallissa hyperglykemialle altistuneiden sikiöiden sydämen diastolinen toiminta oli poikkeava ja keskiraskaudessa havaittiin ohimenevä sydämen vajaatoiminta. Sydämen hyperplasia, runsaat mitoottisten ja apoptoottisten solujen määrät ja poikkeava geenien ilmentyminen todettiin hyperglykeemisten emojen sikiöillä. Tämän ryhmän istukan verenkierron impedanssi oli koholla ja rakenteet poikkesivat terveiden verrokkien poikasista. Hyperglykeemisten rottien poikasilla sydämen kontraktiliteettiin, kasvuun, rakenteeseen ja aineenvaihduntaan liittyvien geenien ilmentyminen oli poikkeavaa terveiden emojen poikasiin verrattuna. Potilasmallissa T1DM-äidin sikiön sydämen minuuttitilavuus oli alentunut, ja aortan istmuksen ja alaonttolaskimon verenvirtauksen vastus ja sikiön seerumin natriureettisten peptidien ja troponiini T:n pitoisuudet olivat koholla.
Kokeellisessa eläinmallissa totesimme, että emon hyperglykemia johtaa sikiön sydämen diastolisen toiminnan poikkeavuuteen ja istukan vajaatoimintaan. Sydämen kontraktiliteettiin, rakenteeseen, kasvuun ja metaboliaan liittyvien geenien ilmentyminen oli poikkeava sikiöillä ja vastasyntyneillä poikasilla. Äidin nuoruustyypin sokeritauti johtaa sikiön sydämen minuuttitilavuuden laskuun ja biokemiallisiin muutoksiin, jotka liittyvät sydämen toimintahäiriöön.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [2858]