Developmental programming of brain and behavior by perinatal diet: focus on inflammatory mechanisms
- PMID: 25364282
- PMCID: PMC4214174
- DOI: 10.31887/DCNS.2014.16.3/jbolton
Developmental programming of brain and behavior by perinatal diet: focus on inflammatory mechanisms
Abstract
Obesity is now epidemic worldwide. Beyond associated diseases such as diabetes, obesity is linked to neuropsychiatric disorders such as depression. Alarmingly maternal obesity and high-fat diet consumption during gestation/lactation may "program" offspring longterm for increased obesity themselves, along with increased vulnerability to mood disorders. We review the evidence that programming of brain and behavior by perinatal diet is propagated by inflammatory mechanisms, as obesity and high-fat diets are independently associated with exaggerated systemic levels of inflammatory mediators. Due to the recognized dual role of these immune molecules (eg, interleukin [IL]-6, 11-1β) in placental function and brain development, any disruption of their delicate balance with growth factors or neurotransmitters (eg, serotonin) by inflammation early in life can permanently alter the trajectory of fetal brain development. Finally, epigenetic regulation of inflammatory pathways is a likely candidate for persistent changes in metabolic and brain function as a consequence of the perinatal environment.
La obesidad constituye actualmente una epidemia mundial. Más allá de las enfermedades asociadas, como la diabetes, la obesidad se relaciona con trastornos neuropsiquiátricos como la depresión. Es alarmante que la obesidad materna y el consumo de una dieta rica en grasa durante la gestación/lactancia pueda “programar” en los hijos un aumento a largo plazo de la obesidad y un incremento en la vulnerabilidad para los trastornos del ánimo. En este artículo se revisa la evidencia que plantea que la programación cerebral y conductual por la dieta perinatal se difunde a través de mecanismos inflamatorios, y que la obesidad y las dietas ricas en grasa se asocian en forma independiente con los excesivos niveles sistémicos de mediadores inflamatorios. Dado el reconocido papel dual de estas moléculas inmunes (como la interleuquina [IL]-6), IL-1β) en la función placentaria y en el desarrollo cerebral, cualquier desorganización de su delicado balance con factores de crecimiento o neurotrasmisores (como serotonina) debida a inflamaciones precoces en la vida pueden alterar en forma permanente la trayectoria del desarrollo cerebral fetal. Por último, la regulación epigenética de las vías inflamatorias es una probable candidata para los cambios persistentes en la función metabólica y cerebral como consecuencia del ambiente perinatal.
L'obésité est maintenant une épidémie mondiale. Au-delà des maladies associées comme le diabète, l'obésité est liée à des troubles neuropsychiatriques comme la dépression. De façon inquiétante, l'obésité maternelle et une alimentation riche en graisses pendant la grossesse et l'allaitement «programmeraient» à long terme la descendance pour une obésité ainsi qu'une vulnérabilité aux troubles de l'humeur augmentées. Nous examinons ici les données selon lesquelles la programmation du cerveau et du comportement par le régime périnatal repose sur des mécanismes inflammatoires, l'obésité et les régimes riches en graisses étant indépendamment associés à des taux systémiques élevés de médiateurs inflammatoires. Le double rôle de ces molécules immunologiques (p. ex., interleukines IL-6, IL-1β) dans la fonction placentaire et le développement du cerveau étant reconnu, toute perturbation de leur équilibre délicat avec les facteurs de croissance ou les neurotransmetteurs (p, ex, la sérotonine) par une inflammation survenant tôt dans la vie peut modifier de façon permanente la trajectoire du développement foetal du cerveau. Enfin, la régulation épigénétique des voies inflammatoires est probablement un des mécanismes induisant des changements persistants des fonctions cérébrale et métabolique en fonction de l'environnement périnatal.
Keywords: anxiety; cognition; epigenetics; maternal high-fat diet; maternal obesity; microglia; neuroinflammation; perinatal programming; placenta.
Figures
References
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