Στοιχεία επταμελούς επιτροπής:
Αριάδνη Μαλαμίτση-Πούχνερ, Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Μαρία Τσολιά, Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Βασιλική Παπαευαγγέλου, Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Αργύριος Ντινόπουλος, Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Κωνσταντίνος Πανουλής, Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Δέσποινα Μπριάνα, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Θεοδώρα Μπούτσικου, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Περίληψη:
Η διατριβή αποτελείται από το ΓΕΝΙΚΟ και το ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ
Το Γενικό μέρος απαρτίζεται από τα μέρη Α και Β και περιλαμβάνει τα κάτωθι κεφάλαια:
Μέρος Α
Ι. Η οικογένεια των νευροτροφικών παραγόντων
Γίνεται ανοφορά στον ορισμό του νευροτροφικού παράγοντα και στις τρεις βασικές οικογένειες παραγόντων που εμπίπτουν στον ορισμό αυτό. Οι περισσότεροι νευροτροφικοί παράγοντες ανήκουν σε μία από τις κάτωθι τρεις οικογένειες: (i) την οικογένεια των νευροτροφινών, (ii) την υπεροικογένεια του αυξητικού παράγοντα μετασχηματισμού TGF-β και (iii) τις νευροποιητικές κυτοκίνες της οικογένειας CNTF.
ΙΙ. Οι νευροτροφίνες, η δομή και η δράση τους
Στον ανθρώπινο οργανισμό, τέσσερα δομικά συγγενή μόρια: α) ο παράγοντας ανάπτυξης των νευρώνων (nerve growth factor- NGF), β) ο νευροτροφικός παράγοντας προερχόμενος από τον εγκέφαλο (brain-derived neurotrophic factor - BDNF), γ) η νευροτροφίνη-3 (neurotrophin-3 -NT-3) και δ) η νευροτροφίνη-4 (neurotrophin-4 - ΝΤ-4), συγκροτούν την οικογένεια των νευροτροφινών, μιας ομάδας ουσιών που παρέχουν νευροπροστασία, μέσω της αντι-αποπτωτικής τους δράσης και της προαγωγής της επιβίωσης, της διαφοροποίησης και της ανάπτυξης των νευρώνων του κεντρικού και περιφερικού νευρικού συστήματος. Ασκούν τις δράσεις τους μέσω δύο κατηγοριών υποδοχέων νευροτροφίνης, των υψηλής συγγένειας υποδοχέων κινάσης τυροσίνης (Trk) και των υποδοχέων p75NTR με τους οποίους συνδέονται με χαμηλή συγγένεια. Στο κεφάλαιο αυτό γίνεται εκτενής αναφορά στη δομή των νευροτροφινών και τα μονοπάτια σηματοδότησης μέσω των οποίων ασκούν τις νευρολογικές τους δράσεις.
ΙΙΙ. Μη νευρολογικές δράσεις των νευροτροφινών
Εκτός από τις δράσεις τους στο κεντρικό και περιφερικό νευρικό σύστημα, οι νευροτροφίνες, μέσω των πλειοτροπικών δυνατοτήτων τους, έχει φανεί ότι εμπλέκονται και σε μηχανισμούς αγγειογένεσης, στο μεταβολισμό των υδατανθράκων και των λιπιδίων, καθώς και στην παθολογία του μεταβολικού συνδρόμου και της αθηροσκληρωτικής νόσου. Τα μειωμένα επίπεδα των NGF και BDNF στο πλάσμα έχουν συσχετιστεί με οξέα στεφανιαία και μεταβολικά σύνδρομα. Ο NGF είναι γνωστό ότι έχει ινσουλινοτροπικές, αγγειογενετικές και αντιοξειδωτικές ιδιότητες. Επιπλέον, εμπλέκονται σε ανοσολογικούς μηχανισμούς, καθώς αυξημένα επίπεδα νευροτροφινών έχουν βρεθεί σε φλεγμονώδεις, αυτοάνοσες και αλλεργικές παθήσεις. Οι δράσεις αυτές των νευροτροφινών παρατίθενται στο κεφάλαιο αυτό.
IV. Οι νευροτροφίνες και η εμπλοκή τους σε νευρο-ψυχιατρικά νοσήματα
Είναι ευρέως γνωστό ότι οι νευροτροφικοί παράγοντες ελέγχουν την ανάπτυξη και λειτουργία των νευρώνων, τόσο στο περιφερικό όσο και στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Στον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο, παίζουν σημαντικό ρόλο στον έλεγχο του αριθμού των επιζώντων νευρώνων και στη διαφοροποίηση των κυττάρων. Εκτός από αυτές τις επιδράσεις επιβίωσης, οι νευροτροφικοί παράγοντες παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της λειτουργίας των ενήλικων νευρώνων, ρυθμίζοντας την ανάπτυξή τους, τη συναπτική λειτουργία και πλαστικότητα, καθώς και τις συναφείς μεταβολικές λειτουργίες, όπως η πρωτεϊνοσύνθεση και η νευροδιαβίβαση. Έτσι, οι νευροτροφικοί παράγοντες διαδραματίζουν βασικό ρόλο στη διατήρηση των συνήθων συμπεριφορικών διεργασιών και αποτελούν θεραπευτικούς στόχους για έναν αριθμό νευροεκφυλιστικών και ψυχιατρικών διαταραχών.
Στο κεφάλαιο αυτό αναλύεται η συμμετοχή των νευροτροφινών σε συνήθεις συμπεριφορικές διεργασίες, όπως οι γνωστικές διεργασίες, οι αγχώδεις διαταραχές, η προσαρμογή στο στρες, η αμυντική και επιθετική συμπεριφορά, η ανταμοιβή και ο εθισμός, καθώς και η σχέση τους με τις κυριότερες νευροεκφυλιστικές και ψυχιατρικές παθήσεις, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ, η κατάθλιψη, η διπολική διαταραχή, η σχιζοφρένεια και οι διαταραχές αυτιστικού φάσματος.
V. Οι νευροτροφίνες και η σχέση τους με το έμβρυο και το νεογνό
Στο κεφάλαιο αυτό γίνεται εκτενής αναφορά στα έως τώρα υπάρχοντα δεδομένα σχετικά με το ρόλο που διαδραματίζουν οι νευροτροφίνες στην εμβρυο-πλακουντιακή μονάδα και στη διαφορική τους έκφραση ανάλογα με την ηλικία κύησης και το βάρος γέννησης του νεογνού. Επίσης, περιγράφονται οι διακυμάνσεις που έχουν καταγραφεί στη βιβλιογραφία σχετικά με τα επίπεδα κυκλοφορίας των νευροτροφινών στο αίμα του ομφαλίου λώρου, σε περιπτώσεις διαταραχών της αύξησης του εμβρύου, δηλαδή σε IUGR ή LGA νεογνά, καθώς και στις μεταβολές που παρατηρούνται σε αυτές κατά τη μετάβαση στην εξωμήτρια ζωή. Γίνεται επίσης αναφορά στην επίδραση που ασκεί το περιγεννητικό στρες και η επακόλουθη υποξία του εμβρύου στην έκφραση των νευροτροφινών.
Μέρος Β
Ι. Ο Σακχαρώδης Διαβήτης στην κύηση και οι επιπτώσεις του
Στο κεφάλαιο αυτό παρατίθενται στοιχεία σχετικά με τον ορισμό του Σακχαρώδη Διαβήτη Κύησης και επιδημιολογικά δεδομένα σχετικά με τον επιπολασμό του στον πληθυσμό. Γίνεται αναφορά στα διαγνωστικά κριτήρια και τις θεραπευτικές προσεγγίσεις σε γυναίκες με κυήσεις επιπλεγμένες με σακχαρώδη διαβήτη κύησης. Επίσης, γίνεται μνεία στις επιπλοκές και τις ανεπιθυμήτες εκβάσεις που ενδέχεται να προκληθούν από τον σακχαρώδη διαβήτη κύησης στο αναπτυσσόμενο έμβρυο και νεογνό. Ο σακχαρώδης διαβήτης κατά την κύηση έχει ενοχοποιηθεί για την εμφάνιση συγγενών ανωμαλιών και διαταραχών της αύξησης των απογόνων διαβητικών μητέρων. Επίσης, ευθύνεται τόσο για βραχυπρόθεσμες νεογνικές επιπλοκές (όπως υπογλυκαιμία, υπασβεστιαιμία, υπερμαγνησιαιμία, υπερχολερυθριναιμία, πολυκυτταραιμία), όσο και για μακροπρόθεσμες επιπλοκές, στις οποίες περιλαμβάνονται αυξημένο ποσοστό παιδικής και εφηβικής παχυσαρκίας, μειωμένη ανοχή στη γλυκόζη ή ανάπτυξη σακχαρώδη διαβήτη και νευροψυχολογικές δυσλειτουργίες στους απογόνους.
ΙΙ. Σακχαρώδης Διαβήτης κύησης και Σχιζοφρένεια
Η συννοσηρότητα σχιζοφρένειας-σακχαρώδους διαβήτη αναδείχθηκε πρόσφατα ως σημαντική πρόκληση για τους κλινικούς ιατρούς και τους ερευνητές. Επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει ότι οι απόγονοι μητέρων που εμφανίζουν σακχαρώδη διαβήτη κατά τη διάρκεια της κύησης είναι 7 φορές πιο πιθανό να αναπτύξουν σχιζοφρένεια σε σύγκριση με εκείνους που δεν είχαν εκτεθεί σε διαβητική εγκυμοσύνη. Οι πιθανοί υποκείμενοι μηχανισμοί μέσω των οποίων ο ΣΔ κατά την κύηση θα μπορούσε να προδιαθέτει στη μετέπειτα εμφάνιση νευροψυχιατρικών διαταραχών εμπλέκουν την υπεργλυκαιμία, την υποξία, το οξειδωτικό stress και την ανοσολογική ενεργοποίηση που το τελευταίο συνεπάγεται. Όλοι αυτοί οι μηχανισμοί αναλύονται στο κεφάλαιο αυτό και παρέχονται υποστηρικτικά δεδομένα από επιδημιολογικές έρευνες, καθώς και μελέτες σε ζωικά και ανθρώπινα μοντέλα που συνηγορούν υπέρ αυτής της σχέσης σακχαρώδους διαβήτη κύησης - σχιζοφρένειας.
Το Ειδικό μέρος περιλαμβάνει:
Ι. Την υπόθεση και το σκοπό της μελέτης
Η μελέτη στηρίχτηκε στην υπόθεση ότι η μη φυσιολογική έκφραση των νευροτροφικών παραγόντων στον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο του εμβρύου μπορεί να μεσολαβεί στη σχέση μεταξύ του μητρικού διαβήτη και των μεταγενέστερων νευροαναπτυξιακών διαταραχών των απογόνων. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνήσει αν οι κυκλοφορούσες συγκεντρώσεις νευροτροφινών στο αίμα του ομφαλίου λώρου κατά τον τοκετό, που αντανακλούν τα αντίστοιχα επίπεδα νευροτροφινών στο ΚΝΣ των εμβρύων, διαφέρουν σε κυήσεις επιπλεγμένες με ΣΔ σε σχέση με φυσιολογικές κυήσεις. Επιπλέον, επιδιώξαμε να διερευνήσουμε αν αυτές οι μεταβολές στα επίπεδα των BDNF, NGF και NT-4 τροποποιούνται περαιτέρω στις περιπτώσεις στις οποίες ο ΣΔ κατά την κύηση οδηγεί σε διαταραχές της εμβρυικής αύξησης, δηλ. σε γέννηση LGA ή IUGR νεογνού, σε σχέση με κυήσεις στις οποίες ο ΣΔ είναι ελεγχόμενος και δεν επιπλέκεται με διαταραχές της εμβρυικής αύξησης, δηλ. οδηγεί σε γέννηση AGA νεογνού.
ΙΙ. Το υλικό της διατριβής και τις μεθόδους προσδιορισμού των νευροτροφινών
Για τον σκοπό της μελέτης συγκεντρώθηκαν 80 δείγματα αίματος ομφαλίου λώρου, που αφορούσαν στις εξής κυήσεις: 15 επιπλακείσες με ΣΔ και LGA νεογνό, 12 επιπλακείσες με ΣΔ και IUGR νεογνό, 33 επιπλακείσες με ΣΔ και φυσιολογικής εμβρυικής αύξησης (AGA) νεογνό, και 20 φυσιολογικές μονήρεις ανεπίπλεκτες τελειόμηνες κυήσεις (ομάδα ελέγχου). Από κάθε υπό μελέτη κύηση ελήφθη δείγμα αίματος από τον διπλά απολινωμένο ομφάλιο λώρο, μετά έγγραφη συγκατάθεση της μητέρας. Κάθε δείγμα αίματος που ελήφθη, φυγοκεντρήθηκε άμεσα και ο υπερκείμενος ορό και πλάσμα φυλάχθηκαν σε βαθιά κατάψυξη (-80οC). Οι συγκεντρώσεις BDNF, NGF και ΝΤ-4 στο αίμα του ομφάλιου λώρου προσδιορίστηκαν με ELISA (USCN Life Science Inc., Houston, ΤΧ 77082, USA). Για τη στατιστική ανάλυση χρησιμοποιήθηκαν παραμετρικές και μη μέθοδοι, αναλόγως της κανονικότητας ή μη της κατανομής των δεδομένων.
ΙΙΙ. Τα αποτελέσματα της μελέτης
Οι συγκεντρώσεις του εμβρυϊκού BDNF ήταν σημαντικά μειωμένες στα νεογνά μητέρων με θετικό ιστορικό ΣΔ. Επιπλέον, οι συγκεντρώσεις BDNF ήταν σημαντικά υψηλότερες στα θήλεα νεογνά.
Οι συγκεντρώσεις του NGF στον ομφάλιο λώρο βρέθηκαν σημαντικά μειωμένες στα IUGR, σε σχέση με τα AGA νεογνά, ενώ στην ομάδα ελέγχου, οι συγκεντρώσεις NGF στον ομφάλιο λώρο ήταν σημαντικά μικρότερες σε κυήσεις μη πρωτότοκων μητέρων.
Η επίδραση της ηλικίας κύησης στις συγκεντρώσεις του NT-4 ήταν επίσης στατιστικά σημαντική. Συγκεκριμένα, οι συγκεντρώσεις NT-4 βρέθηκαν σημαντικά μειούμενες, αυξανομένης της ηλικίας κύησης. Οι συγκεντρώσεις του BDNF στον ομφάλιο λώρο βρέθηκαν να συσχετίζονται θετικά με αυτές των NGF και NT-4 αντίστοιχα.
Οι συγκεντρώσεις της NT-4 στο αίμα του ομφαλίου λώρου ήταν υψηλότερες στα θήλεα νεογνά, ενώ στην ομάδα IUGR, οι συγκεντρώσεις του BDNF ήταν υψηλότερες σε έμβρυα που γεννήθηκαν με φυσιολογικό τοκετό.
IV. Τα συμπεράσματα της μελέτης
Συνοψίζοντας τα αποτελέσματά μας, συμπεραίνουμε ότι:
1.Το εύρημα ότι οι συγκεντρώσεις BDNF είναι σημαντικά ελαττωμένες σε έμβρυα που εκτίθενται σε σακχαρώδη διαβήτη κύησης, ανεξάρτητα από την παρουσία διαταραχής της αύξησης του εμβρύου, παρέχει ορολογικά βασιζόμενη ένδειξη διαταραχής της σηματοδότησης του εμβρυϊκού BDNF σε απόκριση στον μητρικό διαβήτη. Είναι δελεαστικό να υποθέσουμε ότι οι χαμηλότερες συγκεντρώσεις BDNF αίματος ομφάλιου λώρου σε περιπτώσεις σακχαρώδη διαβήτη κύησης, πιθανώς αντανακλώντας τον βαθμό νευρικής ωριμότητας, μπορεί να αποτελούν υποψήφιο μηχανισμό, υποκείμενο της συσχέτισης μεταξύ του διαβήτη κατά την κύηση και της διαταραχής της νευροανάπτυξης και μετέπειτα ψυχοπαθολογίας των απογόνων.
2.Τα IUGR έμβρυα της μελέτης μας που γεννήθηκαν από διαβητικές μητέρες παρουσιάζουν ένδεια NGF. Αυτό το εύρημα πιθανότατα να εμπεριέχει επιπτώσεις για τα μακροπρόθεσμα νευροαναπτυξιακά επακόλουθα που επάγονται από τη γέννηση IUGR νεογνών, και περιλαμβάνουν φλοιική δυσλειτουργία, νευρογνωστικά ελλείμματα και αυξημένη συχνότητα εμφάνισης μεταγενέστερων ψυχιατρικών διαταραχών.
3.Μια άλλη ενδιαφέρουσα παρατήρηση της μελέτης είναι ότι ο φυσιολογικός τοκετός συνδέεται με υψηλότερες συγκεντρώσεις BDNF σε IUGR έμβρυα, ενδεχομένως παρέχοντας εμβρυϊκή νευροπροστασία. Λαμβάνοντας υπόψη την εμπλοκή του BDNF σε διάφορες πτυχές της λειτουργίας του εγκεφάλου και την αυξανόμενη συχνότητα της καισαρικής τομής, θεωρούμε ότι το εύρημα αυτό είναι πολύ σημαντικό.
4.Οι συγκεντρώσεις BDNF και NT-4 ήταν σημαντικά υψηλότερες στα θήλεα νεογνά. Με το δεδομένο αυτό, μπορούμε να υποθέσουμε ότι οι διαφορές που εξαρτώνται από το φύλο στον BDNF του αίματος του ομφάλιου λώρου που αναφέρονται στην παρούσα μελέτη, μπορεί να εξηγήσουν εν μέρει τον γνωστό υψηλότερο επιπολασμό των ανεπιθύμητων νευροαναπτυξιακών αποτελεσμάτων μετά από εγκεφαλική βλάβη σε άρρενα βρέφη.
5. Η αύξηση των συγκεντρώσεων της NT-4 στο αίμα του ομφάλιου λώρου μειούμενης της ηλικίας κύησης σε τελειόμηνα βρέφη μπορεί να σηματοδοτήσει το ρόλο του NGF κατά τη διάρκεια μιας πρώιμης φάσης της ανάπτυξης του ανθρώπινου εγκεφάλου, δεδομένου ότι οι αυξημένες συγκεντρώσεις NT-4 σχετίζονται με αυξημένη εμβρυϊκή νευρογένεση. Επιπλέον, ο μεγαλύτερος μητρικός τόκος φαίνεται ότι επηρεάζει δυσμενώς την έκφραση του εμβρυϊκού NGF, πιθανώς λόγω αυξημένου οξειδωτικού στρες στο αίμα του ομφάλιου λώρου.
6.Τέλος, η θετική συσχέτιση μεταξύ του BDNF αίματος του ομφάλιου λώρου και του NGF καθώς και των συγκεντρώσεων NT-4 φαίνεται να είναι σύμφωνη με έναν προηγουμένως αναφερόμενο συντονισμένο μηχανισμό γονιδιακής ενεργοποίησης μεταξύ αυτών των νευροτροφινών κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης.
Περαιτέρω μελέτες είναι αναγκαίες, για την επιβεβαίωση των παραπάνω ευρημάτων καθώς και για την περαιτέρω διερεύνηση της σχέσης μεταξύ των επιπέδων των νευροτροφινών σε κυήσεις επιπλεγμένες με σακχαρώδη διαβήτη και των μεταγενέστερων νευροαναπτυξιακών διαταραχών των απογόνων.
