文摘
胎盘是胎儿生长的主要器官,它作为母亲和胎儿之间的一个接口,规范母婴营养物质的交换影响,气体和废物。怀孕期间,氨基酸代表的一个主要营养对胎儿生命,产妇和胎儿浓度明显不同与宫内生长受限相比,简单的怀孕怀孕。氨基酸跨胎盘的运输是一个复杂的过程,包括中性的涌入,阴离子,和阳离子氨基酸microvilluos合胞体滋养层的质膜,通过滋养层的细胞质,滋养层外的转移在基底膜进入胎儿血液循环。在本文中,我们审查的氨基酸在胎盘传输机制正常怀孕和怀孕复杂化宫内生长受限。
1。介绍
胎盘是胎儿生长的一个关键的器官,因为它作为一个母亲和胎儿之间的接口规范母婴营养物质的交换影响,气体、水、离子,和废物;此外,它能够代谢、免疫和内分泌功能。
在人类中,血绒膜胎盘包括合胞体滋养层(连续、不间断、多核表面覆盖绒毛树),该细胞滋养层(第二层的单核的滋养层变得不连续随着妊娠的进展),结缔组织的绒毛状树,胎儿毛细血管的内皮。在怀孕期间,胎盘生长在体积,重量,和的发展和成熟的绒毛的类型,允许最优母婴交流影响(1]。终端绒毛的最终后果是绒毛状树,特点是一层非常薄的syncytiotrophoblastic面临至少母胎的胎儿毛细血管的距离。因此,合胞体滋养层是关键结构调节经胎盘的交易所在孕产妇和胎儿面临:microvillous等离子体膜(MVM)和基底膜,分别(BM)。
在怀孕期间,氨基酸代表的一个主要营养对胎儿生命;他们是重要的前体胎儿发育和成长,对蛋白质的生物合成,核苷酸(嘌呤和嘧啶),神经递质,等等。氨基酸跨胎盘的运输是一个复杂的过程由转运蛋白位于MVM的BM合胞体滋养层。
本文的目的是审查的氨基酸在胎盘传输机制正常怀孕和怀孕复杂化宫内生长受限(IUGR)。
2。孕产妇和胎儿浓度
大多数氨基酸的胎儿血浆浓度不会改变在怀孕期间和浓度明显高于孕产妇2- - - - - -5在胎盘),指示一个活跃的运输,从孕产妇胎儿血液循环。在正常怀孕,此外,孕产妇和胎儿浓度,有显著的线性关系对于大多数氨基酸导致脐静脉浓度的增加随着产妇浓度增加(5,6]。
3所示。氨基酸运输和胎盘新陈代谢
胎盘组织中游离氨基酸的浓度高于胎儿和母体血浆浓度(2];胎儿胎盘不仅传输氨基酸,但其生产和/或使用的一种氨基酸扮演着积极的角色在决定其通量进入胎儿血液循环。在活的有机体内动物研究表明,胎盘是一个非常活跃的器官新陈代谢率很高的蛋白质周转和一些氨基酸生产/利用速度非常高。此外,interorgan周期的存在一些不必要的氨基酸之间的胎盘和胎儿肝脏已经证明:胎儿谷氨酰胺和甘氨酸代谢在胎儿肝脏和胎盘释放谷氨酸、丝氨酸分别(7- - - - - -11]。研究孕妇进行稳定同位素表明类似的互动也存在在人类妊娠(12]。
许多类型的氨基酸运输系统已确定在胎盘13)(表1)。每个运输高度立体定向,但不同的转运蛋白有重叠的底物特异性,可能补偿由另一个(一个运输活动14]。
描述了两个主要的氨基酸转运蛋白类:Na+端依赖运输系统(调解氨基酸大量涌入,导致细胞内的氨基酸浓度的增加)和Na+独立系统(19- - - - - -21)(表1,图1)。
氨基酸运输机制。Na+端依赖转运蛋白(T)允许吸收的氨基酸(aa)进入细胞;氨基酸是积极逆浓度梯度转运,使用Na+维护的梯度Na+/ K+ATPasi。氨基酸换热器(特异)调解的氨基酸通过切换一个氨基酸的位置(aa1)在细胞外,另一个(aa2)细胞内。运输穿过基底膜知之甚少:可以调节氨基酸交换(交换一个氨基酸的合胞体滋养层内的胎儿毛细管)或可能存在nonexchanger通道( 促进扩散等)。(电子显微镜图片:由GP Bulfamante;从[氨基酸运输图修改15])。 |
如前所述,合胞体滋养层是关键结构调节经胎盘的氨基酸。运输通过合胞体滋养层包括中立的涌入、阴离子、阳离子和MVM的氨基酸,滋养层,通过细胞质和滋养层外的转移在基底膜进入胎儿血液循环。胎盘氨基酸转运蛋白存在microvillous和基底膜的水平。而跨MVM的交通已经得到深入研究,但在大英博物馆不太理解:运输MVM的合胞体滋养层几乎总是需要能量来对抗浓度梯度(Na+端依赖运输系统);相反,出流的氨基酸在大英博物馆,Na+独立的系统有一个重要的角色21]。运输在大英博物馆可能是由氨基酸转化器(举个氨基酸分子在细胞外和一个从细胞内和开关的位置);此外,最近,一些射流转运蛋白的存在和有效性(TAT1、LAT3 LAT4)在人类BM已报告在人类胎盘子叶(包括22)表明,促进整个合胞体滋养层基底膜扩散是可能的。
此外,怀孕期间,胎儿营养需求不同的适应性反应可能(23),基于证据的胎盘转运蛋白表达的变化和活动过程中怀孕:它已经显示系统活动的增加(24]。此外,它已经表明,在怀孕期间,相同的氨基酸可能是通过不同的运输系统,或有膜被交叉:胎盘、精氨酸运输整个microvillous膜制剂似乎发生通过y+和y+L系统,同时,在基底膜,运输可能被限制在y+L系统[25]。完全,这些观察之间的复杂交互发展microvillous和基底膜滋养层内和之间的孕产妇和胎儿的发行量,促进养分的增加交货保证胎儿生长的需求(26]。换句话说,胎盘作为“营养传感器”调节其运输功能18]。
4所示。宫内生长受限
子宫内的胎儿生长是由胎儿先天决定之间的平衡增长潜力和maternal-placental营养供应27]。一些因素影响胎儿的营养:孕产妇营养和新陈代谢,utero-placental血流,胎盘大小和胎盘转移能力(28]。在怀孕复杂化宫内生长受限(IUGR),所有这些因素可以影响29日]。
4.1。孕产妇和胎儿浓度
大多数氨基酸的浓度显著降低脐动脉和静脉的IUGR孕妇相比,通常婴儿成长(5,6,30.,31日]:特别是,小胎龄胎儿明显低浓度的必要的支链氨基酸缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸[5]。此外,IUGR、产妇最必需氨基酸浓度明显高于与适合怀孕孕龄胎儿(AGA),可能由于不适应怀孕激素生产不足:这个观察,一起的胎儿在宫内生长受限、氨基酸浓度较低导致显著降低母婴的差异影响这些怀孕6,30.]。
IUGR怀孕,而且增加了产妇氨基酸的浓度会导致增加脐吸收氨基酸的胎儿,但没有任何证据表明他的改变吸收必需氨基酸缬氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸和苏氨酸暗示存在竞争的跨胎盘转运体可能会阻止运输(32]。
最近,我们也表明,大多数氨基酸的孕产妇浓度显著增加后48小时内管理产前皮质类固醇,这决定了浓度的苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸也显著增加脐静脉和动脉相比,控制。然而,脐venoarterial差异总氨基氮没有明显不同于零:总的来说,这项研究的结果表明,在IUGR怀孕,糖皮质激素不仅增加孕产妇蛋白质分解代谢,增加胎儿蛋白分解代谢。此外,尽管在蛋白质分解代谢增加,这些氨基酸相对较大的双向通量穿过胎盘,亮氨酸、苯丙氨酸等,不表现出胎儿浓度大量增加;相反,其他氨基酸,双向流量很少,如丙氨酸和苏氨酸,被困在胎儿血液循环导致的大幅增加浓度(33]。糖皮质激素是否直接影响人类的胎盘氨基酸运输系统,因为它已被证明在鼠标胎盘34),需要确定。
4.2。胎盘氨基酸运输和代谢
研究中我们表现在人类怀孕的时候胎儿血液取样,在不断注入L - [1-13亮氨酸,也表明fetomaternal亮氨酸浓缩比例逐渐减少IUGR基于临床严重程度(35:这不仅表明亮氨酸受损的经胎盘的通量,但也可能增加蛋白质分解代谢这些怀孕35]。此外,如果作为一个丸注入IUGR孕妇产妇流通,fetomaternal浓缩比例两个必需氨基酸,亮氨酸、苯丙氨酸显著低于AGA怀孕,再次表明受损胎盘通量,而没有差异存在不必要的氨基酸,甘氨酸和脯氨酸(36]。
然而,随着最近审查(21),一些外部因素可能调节氨基酸转运蛋白的活性,如氧气水平(37)、活性氧(38)、胰岛素(37),瘦素(39),血管紧张素ⅱ(40]。因此,它还有待建立的障碍氨基酸运输系统IUGR的原因或结果:我们发现胎盘MVM系统活动不仅是低与正常相比,IUGR怀孕但还与IUGR的严重程度有关41]。
在活的有机体内胎盘运输和氨基酸代谢的研究绵羊的IUGR的热应力模型显示降低孕产妇的通量亮氨酸为胎盘和胎儿42:这是由于胎盘和胎儿质量和减少伴随着亮氨酸的子宫胎盘的利用率下降。此外,由于子宫胎盘氧和葡萄糖消耗每克组织率保持在正常的范围内,减少亮氨酸利用率并不是因为一般代谢率下降(42]。在同一模型中,胎儿胎盘苏氨酸通量下降到胎儿,胎儿胎盘苏氨酸氧化率减少胎盘的差别已经证明表明对这些氨基酸运输(43]。
严重IUGR胎儿羊羔(胎盘和胎儿体重降低40 - 60%),它已经表明,脐氧气,葡萄糖,必需氨基酸吸收的动物相比,显著降低而没有差异适度IUGR(胎盘和胎儿体重降低25%)44]。提出了两种可能的解释这些差异:首先,由于严重的IUGR胎儿胎盘扩散交换能力的显著降低,AGA和温和的IUGR相比,胎盘渗透和表面积的变化可能作为一个障碍控制单位胎儿体重值吸收;其次,特定的upregulation胎盘运输系统可能存在由于mRNA的表达系统L轻链组件,LAT-1 LAT-2,严重IUGR不是不同于控制胎盘,而在温和的IUGR显著升高(44]。
在体外研究人类的运输氨基酸被执行(26):在泡从IUGR胎盘,减少吸收亮氨酸和赖氨酸据报道,表明减少数量或活动的中性和阳离子氨基酸转运蛋白(45];减少运输牛磺酸在孤立MVM也被观察到46),表明减少活动氨基酸转运蛋白。此外,在MVM和BM泡IUGR胎盘,减少活动的系统(sodium-dependent中性氨基酸转运体)已被证明(47- - - - - -49],在MVM的减少活动系统也与IUGR的严重程度相关41]。表2总结了氨基酸转运蛋白的改变在人类胎盘IUGR怀孕。
5。“胎儿规划
证据显示,子宫内的胎儿对人类健康生活的镜子会发生什么在成年生活50]:异常的子宫内的胎儿生长(超过或缺陷)与代谢综合征在成年生活的发展50]。
表观遗传失调可能是子宫内的事件和成人疾病之间的联系;来自动物模型的数据表明,在孕期营养可能导致表观遗传修改(51]:低蛋白饮食在怀孕期间激活大鼠胎盘氨基酸反应途径和程序的增长能力的后代(52];此外,在小鼠、孕产妇营养不足改变胎盘表型的葡萄糖和氨基酸转运蛋白的表达适应支持胎儿生长53]。
胎儿的代谢反应是自适应的,程序将产后生活(54]。此外,如前所述,胎盘营养传感器(18]:如果它感觉一个环境营养水平较低(赤字的供应,如孕产妇营养不足,改变在衬底和产妇血氧水平,胎盘血流量的改变),增加其运输活动允许正常胎儿生长,增加营养物质的通道从孕产妇胎儿血液循环;另一方面,如果有一个足够的营养供应母性的一面,胎盘可能会降低其运输能力,适应胎儿生长到一个较低的水平,以降低胎儿(和产后)需求55]。此外,胎盘可能会调整其传输活动即使它认为有营养含量高的环境中,如妊娠糖尿病怀孕。在这些情况下,一个upregulation葡萄糖和氨基酸转运蛋白已被观察到的55]。
如果子宫内的环境可能会影响表观遗传调控,这在理论上是可能的胎盘运输功能受损可能影响表观遗传调控。换句话说,胎盘可能适应胎儿的新陈代谢,而且,因此,胎盘的运输功能可以被视为一个“编程代理。”