Developmental origins of diabetes: The role of oxidative stress

Abstract

The 'thrifty phenotype' hypothesis proposes that the fetus adapts to an adverse intrauterine milieu by optimizing the use of a reduced nutrient supply to ensure survival, but by favoring the development of certain organs over that of others, this leads to persistent alterations in the growth and function of developing tissues. This concept has been somewhat controversial, however recent epidemiological, clinical, and animal studies provide support for the developmental origins of disease hypothesis. Underlying mechanisms include reprogramming of the hypothalamicpituitary-adrenal axis, islet development, and insulin signaling pathways. Emerging data suggests that oxidative stress and mitochondrial dysfunction may also play a critical role in the pathogenesis of type 2 diabetes in individuals who were growth retarded at birth.

In Vitro Hyperglycemia or a Diabetic Intrauterine Environment Reduces Neonatal Endothelial Colony-Forming Cell Numbers and Function

“…It has long been recognized that maternal diabetes is associated with numerous fetal and neonatal morbidities including congenital anomalies, premature delivery, fetal macrosomia, neonatal respiratory distress, and neonatal hypoglycemia. However, emerging data suggest that maternal diabetes also has long-term health consequences for offspring (5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18). The most compelling data are studies in Pima Indians where offspring of women with either gestational diabetes or type 2 diabetes have an increased risk of developing the metabolic syndrome, hypertension, type 2 diabetes, and obesity, and in many cases, elevated blood pressure, insulin resistance, and increased BMI occur in childhood (10,11,14,17).…”

Influence of pyridoxylidene aminoguanidine on biomarkers of the oxidative stress and selected metabolic parameters of rats with diabetes mellitus

“…In the pathogenesis of many diseases, including DM, oxidative stress plays important role (Aruoma 1998;Ďuračková 1998;Halliwell and Gutteridge 1999;Simmons 2006). Increased oxidative stress is related to free radicals formation, nonenzymatic glycation of proteins, auto-oxidation of glucose (glycoxidation processes), the changes in lipid metabolism and in antioxidative protection of the organism (Muchová 1999;Aliciguzel et al 2003;Kalousová et al 2005) and it is proposed to be connected with the progression of later chronical diabetic complications.…”

Interaction entre facteurs d’environnement et fonds génétique dans le diabète de type 2

“…De fait, la sous-nutrition maternelle est responsable de la naissance de nouveau-nés de faibles poids, ce qui est, grossièrement, le reflet d'un retard de croissance plus général (retard de croissance intra-utérin, RCIU). Plus spécifiquement, ces altérations toucheraient les organes capables de recueillir et d'intégrer les signaux hormonaux et métaboliques, tels que le pancréas, le cerveau ou le tractus gastrointestinal [9][10][11][12]. Ainsi, la sous-nutrition foetale en milieu et en fin de gestation est associée à une augmentation du risque de développer un défaut métabolique, tel que l'obésité et le diabète, notamment [9].…”

“…Ainsi, la sous-nutrition foetale en milieu et en fin de gestation est associée à une augmentation du risque de développer un défaut métabolique, tel que l'obésité et le diabète, notamment [9]. Pour certains auteurs, il s'agirait même là de l'un des facteurs étiologiques essentiels du DT2 dans cette population [9,12], notion renforcée par les études chez les jumeaux ; celles-ci ont montré que le risque de diabète à l'âge adulte n'est pas équivalent pour chacun des jumeaux, et qu'il est influencé par leur mode de vie [18]. Il est remarquable que les conséquences métaboliques d'une restriction calorique lors de la vie foetale chez l'homme soient aggravées si les individus sont ensuite confrontés à un environnement non restrictif, c'est-à-dire à un régime alimentaire normal [8].…”

“…Les données chez l'homme Le concept du thrifty phenotype (phénotype d'épargne), développé par Hales et Barker dans les années 1990 à partir de données épidé-miologiques [8], suppose qu'en situation de restriction nutritionnelle, SYNTHÈSE REVUES le défaut des fonctions mitochondriales qui en découle ont également été mis en cause, ainsi que des modifications épigénétiques [12,17,46]. On entend par le terme épigénétique les modifications chimiques de l'ADN, en particulier des séquences régulatrices des gènes, et des histones, protéines qui entourent l'ADN, qui contrôlent le décodage d'un gène en ARN messager, puis la traduction de ce dernier en protéine [17].…”