البرمجة الجنينية وأصول الصحة والمرض النمائية (DOHaD)

تنص البرمجة الجنينية، التي تم إضفاء الطابع الرسمي عليها في إطار أصول الصحة والمرض النمائية (DOHaD)، على أن الظروف خلال النوافذ الحرجة لتطور ما قبل الولادة ومرحلة الطفولة المبكرة — وخاصة التغذية — تشكل فسيولوجيا الفرد ومخاطر إصابته بالأمراض المزمنة على المدى الطويل. وتُعد الآليات اللاجينية مرشحًا رئيسيًا لكيفية ترسيخ البيئات المبكرة العابرة في البيولوجيا الدائمة.

Definition

البرمجة الجنينية (DOHaD) هي العملية التي تؤدي بها الظروف البيئية التي يتعرض لها الفرد خلال النوافذ الحساسة لتطور ما قبل الولادة ومرحلة ما بعد الولادة المبكرة إلى إحداث تغييرات مستمرة في البنية والفسيولوجيا وتنظيم الجينات التي تؤثر على قابلية الإصابة بالأمراض في مراحل لاحقة من الحياة، مع اقتراح التعديل اللاجيني كآلية وسيطة رئيسية.

Scope

يغطي هذا المدخل الأصول الوبائية لمفهوم DOHaD، وفرضية النمط الظاهري المقتصد، ودور النوافذ التنموية الحرجة، والأدلة اللاجينية التي تربط التعرضات قبل الولادة باختلافات الميثيلية اللاحقة. ويعالج البرمجة الجنينية كموضوع ميكانيكي ووبائي؛ وهو ليس نصيحة قبل الولادة أو نصيحة سريرية.

Core questions

• كيف تشكل الظروف قبل الولادة خطر الإصابة بالأمراض لدى البالغين؟
• ما هي النوافذ الحرجة التي تحدث خلالها البرمجة؟
• هل تتوسط العلامات اللاجينية العلاقة بين البيئة المبكرة والمرض اللاحق؟
• كيف يتم فصل تأثيرات البرمجة عن التأثيرات الوراثية وتأثيرات ما بعد الولادة؟

Key concepts

• أصول الصحة والمرض النمائية (DOHaD)
• فرضية النمط الظاهري المقتصد
• النوافذ الحرجة والحساسة
• الاستجابة التكيفية التنبؤية
• نقص التغذية وزيادة التغذية قبل الولادة
• الميثيلية التفاضلية المستمرة

Mechanisms

يقترح إطار DOHaD أن الكائن الحي النامي يقوم بتعديل فسيولوجيته وفقًا للإشارات من البيئة داخل الرحم، وأن عدم التوافق بين التنبؤ في مرحلة الطفولة المبكرة والبيئة اللاحقة يزيد من خطر الإصابة بالأمراض (Gluckman et al., 2008). وتربط فرضية النمط الظاهري المقتصد تحديدًا نقص التغذية الجنيني بتغيرات دائمة في الأنسجة الأيضية التي تهيئ للإصابة بداء السكري من النوع 2 والأمراض الأيضية (Hales & Barker, 2001). وتقدم العلامات اللاجينية ذاكرة جزيئية مرشحة: ففي الناجين من مجاعة الشتاء الهولندي، ارتبط التعرض للمجاعة قبل الولادة باختلاف دائم في ميثيلية الحمض النووي في موضع IGF2 المطبوع بعد عقود، مع اعتماد التأثيرات على توقيت التعرض أثناء الحمل (Heijmans et al., 2008; Feil & Fraga, 2012).

Clinical relevance

يُعلم DOHaD كيف تُفهم ظروف الحياة المبكرة كمحددات طويلة الأجل لصحة السكان ويوفر الأساس المفاهيمي للتفكير في الصحة العامة الموجه نحو الوقاية. يصف هذا المدخل الآليات والأدلة ولا يقدم توصيات قبل الولادة أو غذائية أو سريرية للأفراد.

Epidemiology

الدليل الأساسي هو وبائي، يربط انخفاض الوزن عند الولادة ونقص التغذية قبل الولادة بأمراض القلب والأوعية الدموية والأيضية اللاحقة عبر المجموعات، مع تجارب طبيعية مثل مجاعة الشتاء الهولندي التي توفر التعرض لمجاعة محددة (Hales & Barker, 2001; Heijmans et al., 2008). وتضيف الدراسات الجزيئية ارتباطات بين التعرضات قبل الولادة واختلافات ميثيلية الحمض النووي، على الرغم من أن إرجاع المرض اللاحق تحديدًا إلى الوساطة اللاجينية لا يزال يتطلب منهجية دقيقة (Gluckman et al., 2008; Feil & Fraga, 2012).

History

نما هذا المجال من ملاحظات ديفيد باركر الوبائية التي ربطت انخفاض الوزن عند الولادة بأمراض القلب والأوعية الدموية اللاحقة، وتم إضفاء الطابع الرسمي عليها مع هالز في فرضية النمط الظاهري المقتصد (Hales & Barker, 2001). ووسع جلوكمان وزملاؤه هذا إلى إطار DOHaD (2008)، وقدمت مجموعة مجاعة الشتاء الهولندي دعمًا جزيئيًا من خلال ربط مجاعة محددة قبل الولادة باختلافات ميثيلية مستمرة (Heijmans et al., 2008).

Debates

هل تتوسط العلامات اللاجينية البرمجة حقًا، أم أنها مجرد ارتباطات؟

على الرغم من أن التعرضات قبل الولادة ترتبط باختلافات الميثيلية اللاحقة، فإن إثبات أن هذه العلامات تتوسط المرض سببيًا — بدلاً من مجرد مصاحبته — يتطلب أدلة طولية وميكانيكية لا تزال تتراكم.

Key figures

• David Barker
• C. Nicholas Hales
• Peter Gluckman
• Mark Hanson
• Bastiaan Heijmans
• L. H. Lumey

Seminal works

• hales-barker-2001
• gluckman-2008
• heijmans-2008

Frequently asked questions

ما هي فرضية باركر؟

هي الاقتراح، من عمل ديفيد باركر الوبائي، بأن ضعف النمو الجنيني ونقص التغذية في الرحم يبرمجان تغييرات دائمة تزيد من خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية والأيضية في مرحلة البلوغ؛ وفرضية النمط الظاهري المقتصد هي صياغتها الأيضية.

ماذا أظهرت دراسات مجاعة الشتاء الهولندي؟

أظهر البالغون الذين تم حملهم خلال مجاعة هولندا 1944-1945 اختلافات مستمرة في ميثيلية الحمض النووي في جين IGF2 المطبوع بعد عقود، مما يوفر دليلًا بشريًا على أن التعرض المحدد قبل الولادة يمكن أن يترك علامة لاجينية دائمة.