Роль холина в эпигенетическом программировании соматического и психического здоровья в момент внутриутробного развития плода и предотвращении акушерских осложнений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обмен холина и его метаболитов играет одну из ключевых ролей в эмбриогенезе: фосфатидилхолин является компонентом клеточной мембраны, ацетилхолин играет роль нейромедиатора, бетаин принимает участие в метаболизме гомоцистеина, а диметилглицин – в процессах митохондриального дыхания. Дефицит холина может быть причиной нарушения функции печени, почек, поджелудочной железы и ухудшения когнитивных функций. Показано, что увеличение содержания холина в рационе беременных приводит к повышению когнитивных способностей потомства, что связывается с нормализацией процессов метилирования ДНК. Установлено, что лишь 1 из 11 беременных получает необходимое количество холина с пищей, поэтому беременным рекомендуется введение в рацион дополнительно 550 мг холина ежедневно.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Наталья Игоревна Тапильская

Научно исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Автор, ответственный за переписку.
Email: tapnatalia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5309-0087
SPIN-код: 3605-0473
ResearcherId: A-7504-2016

д.м.н., профессор, зав. отделом репродукции

Россия, Санкт-Петербург

Т. С. Жернакова

Научно исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Email: tapnatalia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5131-4363
Россия, Санкт-Петербург

О. Н. Беспалова

Научно исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Email: tapnatalia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6542-5953
SPIN-код: 4732-8089
ResearcherId: D-3880-2018
Россия, Санкт-Петербург

Ю. Р. Рыжов

Научно исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Email: tapnatalia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5073-8279
SPIN-код: 8320-1234
ResearcherId: HZK-6150-2023
Россия, Санкт-Петербург

Р. И. Глушаков

Военно-медицинская академии им. С. М. Кирова

Email: tapnatalia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0161-5977
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Geldenhuys W.J., Allen D.D. The blood-brain barrier choline transporter. Cent Nerv Syst Agents Med Chem. 2012;12(2):95–9. doi: 10.2174/187152412800792670.
  2. Wallace T.C., Blusztajn J.K., Caudill M.A., et al. Choline: The Neurocognitive Essential Nutrient of Interest to Obstetricians and Gynecologists. J Diet Suppl. 2020;17(6):733–52. doi: 10.1080/19390211.2019.1639875.
  3. Nakamura A., Suzuki Y., Umegaki H., et al. Dietary restriction of choline reduces hippocampal acetylcholine release in rats: in vivo microdialysis study. Brain Res Bull. 2001;56(6):593–97. doi: 10.1016/s0361-9230(01)00732-8.
  4. Cam B., Sagdilek E., Yildirim N., Savci V. Cytidine 5’-diphosphocholine differentially affects hemostatic parameters in diverse conditions in rats: an investigation via thromboelastography. Shock. 2015;43(4):387–94. doi: 10.1097/SHK.0000000000000301.
  5. Bye L.J., Finol-Urdaneta R.K., Tae H.S., Adams D.J. Nicotinic acetylcholine receptors: Key targets for attenuating neurodegenerative diseases. Int J Biochem Cell Biol. 2023;157:106387. doi: 10.1016/j.biocel.2023.106387.
  6. Mechawar N., Cozzari C., Descarries L. Cholinergic innervation in adult rat cerebral cortex: a quantitative immunocytochemical description. J Comp Neurol. 2000;428(2):305–18. doi: 10.1002/1096-9861(20001211)428:2<305:: aid-cne9>3.0.co;2-y.
  7. Smiley J.F., Subramanian M., Mesulam M.M. Monoaminergic-cholinergic interactions in the primate basal forebrain. Neuroscience. 1999;93(3):817–29. doi: 10.1016/s0306-4522(99)00116-5.
  8. Bruel-Jungerman E., Lucassen P.J., Francis F. Cholinergic influences on cortical development and adult neurogenesis. Behav Brain Res. 2011;221(2):379–88. doi: 10.1016/j.bbr.2011.01.021.
  9. McCann J.C., Hudes M., Ames B.N. An overview of evidence for a causal relationship between dietary availability of choline during development and cognitive function in offspring. Neurosci Biobehav Rev. 2006;30(5):696–712. doi: 10.1016/j.neubiorev.2005.12.003.
  10. Cheng Q., Yakel J.L. The effect of α7 nicotinic receptor activation on glutamatergic transmission in the hippocampus. Biochem Pharmacol. 2015;97(4):439–44. doi: 10.1016/j.bcp.2015.07.015.
  11. Valentine G., Sofuoglu M. Cognitive Effects of Nicotine: Recent Progress. Curr Neuropharmacol. 2018;16(4):403–14. doi: 10.2174/1570159X15666171103152136.
  12. Srivareerat M., Tran T.T., Salim S., et al. Chronic nicotine restores normal Aβ levels and prevents short-term memory and E-LTP impairment in Aβ rat model of Alzheimer’s disease. Neurobiol Aging. 2011;32(5):834–44. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2009.04.015.
  13. Nery A.A., Magdesian M.H., Trujillo C.A., et al. Rescue of amyloid-Beta-induced inhibition of nicotinic acetylcholine receptors by a peptide homologous to the nicotine binding domain of the alpha 7 subtype. PLoS One. 2013;8(7):e67194. doi: 10.1371/journal.pone.0067194.
  14. Marrs T.C., Maynard R.L. Neurotranmission systems as targets for toxicants: a review. Cell Biol Toxicol. 2013;29(6):381–96. doi: 10.1007/s10565-013-9259-9.
  15. Yanai J., Ben-Shaanan T.L., Haimovitch H., et al. Mechanism-based approaches for the reversal of drug neurobehavioral teratogenicity. Ann N Y Acad Sci. 2006;1074:659–71. doi: 10.1196/annals.1369.066.
  16. Steingart R.A., Abu-Roumi M., Newman M.E., et al. Neurobehavioral damage to cholinergic systems caused by prenatal exposure to heroin or phenobarbital: cellular mechanisms and the reversal of deficits by neural grafts. Brain Res Dev Brain Res. 2000;122(2):125–33. doi: 10.1016/s0165-3806(00)00063-8.
  17. Du J., Zhang P., Luo J., et al. Dietary betaine prevents obesity through gut microbiota-drived microRNA-378a family. Gut Microbes. 2021;13(1):1–19. doi: 10.1080/19490976.2020.1862612.
  18. Ismaeel A. Effects of Betaine Supplementation on Muscle Strength and Power: A Systematic Review. J Strength Cond Res. 2017;31(8):2338–46. doi: 10.1519/JSC.0000000000001959.
  19. Hsieh C.P., Chen H., Chan M.H., et al. N,N-dimethylglycine prevents toluene-induced impairment in recognition memory and synaptic plasticity in mice. Toxicology. 2020;446:152613. doi: 10.1016/j.tox.2020.152613.
  20. Imbard A., Benoist J.F., Blom H.J. Neural tube defects, folic acid and methylation. Int J Environ Res Public Health. 2013;10(9):4352–89. doi: 10.3390/ijerph10094352.
  21. Clare C.E., Brassington A.H., Kwong W.Y., Sinclair K.D. One-Carbon Metabolism: Linking Nutritional Biochemistry to Epigenetic Programming of Long-Term Development. Annu Rev Anim Biosci. 2019;7:263–87. doi: 10.1146/annurev-animal-020518-115206.
  22. Ding Y., Li J., Liu S., et al. DNA hypomethylation of inflammation-associated genes in adipose tissue of female mice after multigenerational high fat diet feeding. Int J Obes (Lond). 2014;38(2):198–204. doi: 10.1038/ijo.2013.98.
  23. Liu H.Y., Liu S.M., Zhang Y.Z. Maternal Folic Acid Supplementation Mediates Offspring Health via DNA Methylation. Reprod Sci. 2020;27(4):963–76. doi: 10.1007/s43032-020-00161-2.
  24. Caudill M.A. Pre- and postnatal health: evidence of increased choline needs. J Am Diet Assoc. 2010;110(8):1198–206. doi: 10.1016/j.jada.2010.05.009.
  25. Derbyshire E., Obeid R. Choline, Neurological Development and Brain Function: A Systematic Review Focusing on the First 1000 Days. Nutrients. 2020;12(6):1731. doi: 10.3390/nu12061731.
  26. Fisher M.C., Zeisel S.H., Mar M.H., Sadler T.W. Inhibitors of choline uptake and metabolism cause developmental abnormalities in neurulating mouse embryos. Teratology. 2001;64(2):114–22. doi: 10.1002/tera.1053.
  27. Signore C., Ueland P.M., Troendle J., Mills JL. Choline concentrations in human maternal and cord blood and intelligence at 5 y of age. Am J Clin Nutr. 2008;87(4):896–902. doi: 10.1093/ajcn/87.4.896.
  28. Wallace T.C., Fulgoni V.L. Usual Choline Intakes Are Associated with Egg and Protein Food Consumption in the United States. Nutrients. 2017;9(8):839. doi: 10.3390/nu9080839.
  29. AMA Wire AMA Backs Global Health Experts in Calling Infertility a Disease. [(accessed on 10 June 2019)]. Available online: https://wire.ama-assn.org/ama-news/ama-backs-global-health-experts-calling-infertility- disease
  30. Bekdash R.A. Early Life Nutrition and Mental Health: The Role of DNA Methylation. Nutrients. 2021;13(9):3111. doi: 10.3390/nu13093111.
  31. Fisher M.C., Zeisel S.H., Mar M.H., Sadler T.W. Perturbations in choline metabolism cause neural tube defects in mouse embryos in vitro. FASEB J. 2002;16(6):619–21. doi: 10.1096/fj.01-0564fje.
  32. Niculescu M.D., Zeisel S.H. Diet, methyl donors and DNA methylation: interactions between dietary folate, methionine and choline. J Nutr. 2002;132(8 Suppl):2333S–5S. doi: 10.1093/jn/132.8.2333S.
  33. Ash J.A., Velazquez R., Kelley C.M., et al. Maternal choline supplementation improves spatial mapping and increases basal forebrain cholinergic neuron number and size in aged Ts65Dn mice. Neurobiol Dis. 2014;70:32–42. doi: 10.1016/j.nbd.2014.06.001.
  34. Mehedint M.G., Craciunescu C.N., Zeisel S.H. Maternal dietary choline deficiency alters angiogenesis in fetal mouse hippocampus. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(29):12834–39. doi: 10.1073/pnas.0914328107.
  35. Wu B.T., Dyer R.A., King D.J., et al. Early second trimester maternal plasma choline and betaine are related to measures of early cognitive development in term infants. PLoS One. 2012;7(8):e43448. doi: 10.1371/journal.pone.0043448.
  36. Borge T.C., Aase H., Brantsæter A.L., Biele G. The importance of maternal diet quality during pregnancy on cognitive and behavioural outcomes in children: a systematic review and meta-analysis. BMJ Open. 2017;7(9):e016777. doi: 10.1136/bmjopen-2017-016777.
  37. Caudill M.A., Strupp B.J., Muscalu L., et al. Maternal choline supplementation during the third trimester of pregnancy improves infant information processing speed: a randomized, double-blind, controlled feeding study. FASEB J. 2018;32(4):2172–80. doi: 10.1096/fj.201700692RR.
  38. Bahnfleth C.L., Strupp B.J., Caudill M.A., Canfield R.L. Prenatal choline supplementation improves child sustained attention: A 7-year follow-up of a randomized controlled feeding trial. FASEB J. 2022;36(1):e22054. doi: 10.1096/fj.202101217R.
  39. Shaw G.M., Finnell R.H., Blom H.J., et al. Choline and risk of neural tube defects in a folate-fortified population. Epidemiology. 2009;20(5):714–19. doi: 10.1097/EDE.0b013e3181ac9fe7.
  40. D’Souza S.W., Glazier J.D. Homocysteine Metabolism in Pregnancy and Developmental Impacts. Front Cell Dev Biol. 2022;10:802285. doi: 10.3389/fcell.2022.802285.
  41. Zeisel S.H., da Costa K.-A. Choline: An Essential Nutrient for Public Health. Nutr Rev. 2009;67(11):615–23. doi: 10.1111/j.1753-4887.2009.00246.x.
  42. Korsmo H.W., Jiang X., Caudill M.A. Choline: Exploring the Growing Science on Its Benefits for Moms and Babies. Nutrients. 2019;11(8):1823. doi: 10.3390/nu11081823.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Взаимосвязь циклов метаболизма фолиевой кислоты и холина, как доноров метильных групп

Скачать (195KB)
Метаданные

© ООО «Бионика Медиа», 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах