Σχέση των επιπέδων της καρνιτίνης και των προϊόντων του ενδιάμεσου μεταβολισμού του νεογνού με τα επίπεδα καρνιτίνης της μητέρας σε φυσιολογική και διαβητική κύηση

Abstract

Carnitine (β-hydroxy-γ-trimethylaminobutyric acid) is an essential cofactor for the transport of long-chain fatty acids across the inner mitochondrial membrane into the mitochondrial matrix, where they are oxidized via β-oxidation. In addition, it is an important regulator in carbohydrate and amino acid metabolism and also buffers potentially toxic acylcoenzyme A (acyl-CoA) metabolites. The sufficiency of free carnitine (FC) and a stable equilibrium between FC and acylcarnitine (AC) are crucial in maintaining adequate carnitine shuttle function. The low carnitine levels in pregnancy reported in previous studies raise concerns regarding the consequences they might have for the mother and the fetus/neonate, especially in pregnancies complicated with gestational diabetes. Theoretically, gestational diabetes is an additional risk factor for carnitine insufficiency in pregnancy, since previous studies showed decreased levels of FC in patients with diabetes mellitus. Furthermore, there is no data on the impact of gestational diabetes on the carnitine shuttle of the fetus/neonate, which depends on the carnitine transfer via the placenta. So far, there is only one published study on carnitine levels in the diabetic pregnant women, which reported increased FC levels in gestational diabetes, while there is no study regarding carnitine levels in neonates born to diabetic mothers. Existing data raise questions regarding the impact of low carnitine levels observed in pregnancy on the intermediary metabolism of the mother and the offspring and the potential need for carnitine supplementation. The primary aim of this study was to investigate the carnitine shuttle system in nor-mal pregnancy and gestational diabetes as well as in the offspring, in parallel with the biochemical profile and the levels of total fatty acids and amino acids of the mother and the neonate in order to further explore whether 1. the low carnitine levels are involved in the changes of the fatty acids, carbohydrate and amino acid metabolism observed in normal pregnancy 2. these changes are exacerbated in well controlled gestational diabetes 3. the low maternal levels affect the neonatal carnitine levels 4. the potential changes in neonatal carnitine levels in normal and diabetic pregnancies are associated with altered intrauterine growth and/or intermediary metabolism of lipids, carbohydrates and amino acids in the newborn. The clarification of the role of the carnitine shuttle system in metabolic adaptation of pregnancy, diabetic and non-diabetic, could help make suggestions on the potential benefit and safety of L-carnitine supplementation to both pregnant women and neonates. To this aim, we assessed the levels of carnitine fractions in dried blood spots of diabetic and non-diabetic pregnant women and their neonates as well as in non-pregnant controls with comparable age which were subsequently related to the anthropometric and biochemical parameters and plasma levels of lipids and amino acids. [...]

Η καρνιτίνη κατέχει κεντρική θέση στον μεταβολισμό των λιπών και παίζει σημαντικό ρυθμιστικό ρόλο στον μεταβολισμό των υδατανθράκων και αμινοξέων καθώς και στην απομάκρυνση τοξικών προϊόντων του μεταβολισμού. Για την αποτελεσματική λειτουργία του οχήματος καρνιτίνης, πρέπει να υπάρχει επάρκεια ελεύθερης καρνιτίνης (ΕΚ) και ισορροπία μεταξύ ΕΚ και ακυλιωμένης καρνιτίνης (ΑΚ). Προηγούμενες μελέτες ανέφεραν χαμηλά επίπεδα ΕΚ και ποικίλες μεταβολές στα επίπεδα ΑΚ στη φυσιολογική κύηση και δημιούργησαν προβληματισμό για τις συνέπειες που μπορεί να έχουν οι μεταβολές αυτές για τη μητέρα και το έμβρυο/νεογνό. Ο προβληματισμός αυτός απασχολεί ιδιαίτερα σε κυήσεις που συνοδεύονται από μεταβολικό στρες, όπως συμβαίνει στην κύηση που επιπλέκεται από διαβήτη. Θεωρητικά, ο διαβήτης της κύησης ενέχει έναν επιπρόσθετο κίνδυνο εμφάνισης ανεπάρκειας της καρνιτίνης στη μητέρα, καθώς μελέτες σε ασθενείς με διαβήτη ανέφεραν ελαττωμένα επίπεδα ΕΚ, ενώ είναι άγνωστες οι επιπτώσεις του στο όχημα καρνιτίνης του εμβρύου/νεογνού, το οποίο εξαρτάται αποκλειστικά από τη διαπλακουντιακή μεταφορά καρνιτίνης από τη μητέρα του. Μέχρι σήμερα, υπάρχει μόνο μια δημοσιευμένη μελέτη σε κυήσεις με διαβήτη, η οποία ανέφερε αυξημένη ΕΚ, ενώ δεν υπάρχει καμιά σχετική κλινική μελέτη για τα νεογνά διαβητικών μητέρων. Από τα υπάρχοντα δεδομένα προκύπτουν συγκεκριμένα ερωτήματα που αφορούν τη σημασία των χαμηλών επιπέδων καρνιτίνης για τον μεταβολισμό της εγκύου και του νεογνού σε φυσιολογική και διαβητική κύηση και την ενδεχόμενη ανάγκη θεραπείας υποκατάστασης. Ο κύριος σκοπός της μελέτης αυτής ήταν να μελετηθεί το σύστημα καρνιτίνης σε μη διαβητικές έγκυες και σε έγκυες με διαβήτη της κύησης καθώς και στα νεογέννητά τους, παράλληλα με το βιοχημικό προφίλ και τα επίπεδα των λιπαρών οξέων και αμινοξέων της μητέρας και του νεογνού, ώστε να διερευνηθεί: 1. αν τα χαμηλά επίπεδα κσρνιτίνης στην κύηση συνδέονται με τις μεταβολές στον μεταβολισμό των λιπών, υδατανθράκων και αμινοξέων, που παρατηρούνται στη φυσιολογική κύηση 2. αν οι μεταβολές αυτές επιδεινώνονται σε καλά ρυθμιζόμενο διαβήτη της κύησης 3. αν τα χαμηλά επίπεδα καρνιτίνης στη μητέρα επηρεάζουν τα επίπεδα καρνιτίνης στο νεογνό 4. αν ενδεχόμενες μεταβολές καρνιτίνης σε νεογνά φυσιολογικών ή διαβητικών κυήσεων συσχετίζονται με διαταραχές της ενδομήτριας αύξησης ή/και του εν-διάμεσου μεταβολισμού των λιπών, υδατανθράκων και αμινοξέων στο νεογέννητο. Η διερεύνηση του ρόλου του οχήματος καρνιτίνης στη μεταβολική προσαρμογή κατά την κύηση, διαβητική και μη διαβητική, μπορεί να συμβάλει στην εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με το δυνητικό όφελος ή βλάβη από τη συμπληρωματική χορήγηση L-καρνιτίνης στη μητέρα και το νεογνό. Για τον σκοπό αυτό, μελετήσαμε τα επίπεδα της ελεύθερης καρνιτίνης, της ακυλκαρνιτίνης και των κλασμάτων της σε αποξηραμένη σταγόνα αίματος σε διαβητικές και μη διαβητικές έγκυες και στα νεογέννητά τους, καθώς και σε φυσιολογικές μη έγκυες γυναίκες συγκρίσιμης ηλικίας, και τα συσχετίσαμε με βασικούς ανθρωπομετρικούς δείκτες, καθώς και με το βιοχημικό προφίλ και τα επίπεδα λιπαρών οξέων ορού και αμινοξέων πλάσματος. [...]