El fenotipo ahorrativo se refiere a la correlación entre el bajo peso al nacer de los neonatos y el mayor riesgo de desarrollar síndromes metabólicos más adelante en la vida, incluida la diabetes tipo 2 y las enfermedades cardiovasculares . [1] Aunque se cree que la desnutrición en la vida temprana es el factor impulsor clave de la hipótesis, se han explorado otros factores ambientales por su papel en la susceptibilidad, como la inactividad física. Los genes también pueden desempeñar un papel en la susceptibilidad a estas enfermedades, ya que pueden hacer que los individuos estén predispuestos a factores que conducen a un mayor riesgo de enfermedad. [2]
El término fenotipo ahorrativo fue acuñado por primera vez por Charles Nicholas Hales y David Barker en un estudio publicado en 1992. [3] En su estudio, los autores revisaron la literatura hasta y abordaron cinco preguntas centrales sobre el papel de diferentes factores en la diabetes tipo 2 en las que basaron su hipótesis. Estas preguntas incluían lo siguiente:
A partir de la revisión de la literatura existente, postularon que un estado nutricional deficiente en etapas fetales y neonatales tempranas podría obstaculizar el desarrollo y el funcionamiento adecuado de las células beta pancreáticas al afectar las características estructurales de la anatomía de los islotes , lo que en consecuencia podría hacer que el individuo sea más susceptible al desarrollo de diabetes tipo 2 en etapas posteriores de la vida. Sin embargo, no excluyeron otros factores causales como la obesidad, el envejecimiento y la inactividad física como factores determinantes de la diabetes tipo 2. [4]
En un estudio posterior, Barker et al. [5] analizaron datos de pacientes vivos de Hertfordshire, Reino Unido, y descubrieron que los hombres de sesenta años con bajo peso al nacer (2,95 kg o menos) tenían 10 veces más probabilidades de desarrollar síndrome X (diabetes tipo 2, hipertensión e hiperlipidemia ) que los hombres de la misma edad cuyo peso al nacer era de 4,31 kg o más. Esta correlación estadística era independiente del período de gestación y otros posibles factores de confusión como la clase social actual o la clase social al nacer, el tabaquismo y el consumo de alcohol. Además, argumentaron que era probable que subestimaran esta asociación, ya que solo podían muestrear a los pacientes supervivientes, y los pacientes con manifestaciones más graves del síndrome X tenían menos probabilidades de sobrevivir hasta esa edad.
En 1994, Phillips et al. [6] encontraron una asociación estadísticamente significativa entre la delgadez al nacer (medida como índice ponderal ) y la resistencia a la insulina , siendo la asociación independiente de la duración del período de gestación , el índice de masa corporal adulto y factores de confusión como la clase social actual o la clase social al nacer.
En 2001, Hales y Barker [7] actualizaron la hipótesis al postular que el fenotipo ahorrativo puede ser una adaptación evolutiva: el fenotipo ahorrativo responde a la desnutrición fetal preservando selectivamente más órganos vitales del cuerpo y preparando al feto para un entorno posnatal donde los recursos serán escasos.
La nutrición materna puede afectar el desarrollo del feto en entornos nutricionalmente pobres, de modo que esté preparado para sobrevivir en ese entorno deficiente. Esto da como resultado un fenotipo ahorrativo (Hales y Barker, 1992 [8] [9] ). A veces se la denomina hipótesis de Barker , en honor al profesor David JP Barker, investigador de la Universidad de Southampton que publicó la teoría en 1990. [10]
La hipótesis del fenotipo ahorrativo dice que las adaptaciones metabólicas en la vida temprana ayudan a la supervivencia del organismo al seleccionar una trayectoria apropiada de crecimiento en respuesta a señales ambientales. Un ejemplo de esto es la diabetes tipo 2. En su revisión, Barker y Hales discuten evidencia de que las células beta se desarrollan anormalmente debido a la desnutrición durante el desarrollo fetal, lo que causa anomalías de insulina más adelante en la vida. La revisión también señala que el bajo peso al nacer por sí solo no significa necesariamente que sea una manifestación del fenotipo ahorrativo. Dado que el bajo peso al nacer no es causado exclusivamente por la desnutrición materna, lo que significa que otros factores podrían influir en la relación bajo peso al nacer-enfermedad. [8]
Antes de que se acuñara el término fenotipo ahorrativo , Barker había observado el fenómeno en las enfermedades cardiovasculares. En su ponencia, analiza el papel de la desnutrición durante el desarrollo fetal en la enfermedad pulmonar obstructiva (ahora conocida como enfermedad pulmonar obstructiva crónica [EPOC]), la cardiopatía isquémica y la presión arterial. En cada una de estas enfermedades, había una asociación con la clase social y la prevalencia del desarrollo de la enfermedad. Se determinó que esto se debía a problemas de desnutrición durante puntos clave en el desarrollo de los órganos en el útero. [11]
Sin embargo, los cambios ambientales durante el desarrollo temprano pueden hacer que la trayectoria seleccionada se vuelva inadecuada, lo que resulta en efectos adversos para la salud. Esta paradoja genera dudas sobre si el fenotipo ahorrativo es adaptativo para la descendencia humana. Por lo tanto, el fenotipo ahorrativo debe considerarse como la capacidad de toda la descendencia para responder a las señales ambientales durante el desarrollo ontogenético temprano . Se ha sugerido que el fenotipo ahorrativo es la consecuencia de tres procesos adaptativos diferentes: efectos maternos, construcción de nichos y plasticidad del desarrollo, que están todos influenciados por el cerebro. Mientras que la plasticidad del desarrollo demuestra una adaptación por parte de la descendencia, la construcción de nichos y los efectos parentales son resultado de selecciones parentales en lugar de la aptitud de la descendencia. Por lo tanto, el fenotipo ahorrativo puede describirse como una manipulación del fenotipo de la descendencia en beneficio de la aptitud materna. La información que ingresa al fenotipo de la descendencia durante el desarrollo temprano refleja la propia experiencia de desarrollo de la madre y la calidad del entorno durante su propia maduración, en lugar de predecir el posible entorno futuro de la descendencia [12].
No todas las investigaciones sobre este tema se han realizado sobre enfermedades. Otras investigaciones han explorado la hipótesis del fenotipo ahorrativo como factor causal de las diferencias en el desarrollo en la pubertad y la edad adulta. Una revisión de la literatura, hasta 2013, analizó no solo la preservación jerárquica del tejido dentro de las células pancreáticas, sino también la investigación sobre el acortamiento de las extremidades para preservar el desarrollo de órganos y huesos más vitales. [13] Un ejemplo de este fenómeno es un estudio publicado en 2018 por la Royal Society, que encontró que el estrés hipóxico de diferentes altitudes afectaba la longitud de las extremidades de la descendencia. [14] La sobrenutrición fetal también puede desempeñar un papel clave en el desarrollo, aumentando la probabilidad de pubertad temprana y obesidad. [15]
Muchas enfermedades humanas en la edad adulta están relacionadas con los patrones de crecimiento durante la vida temprana, determinando la nutrición temprana como el mecanismo subyacente. Los individuos con un fenotipo ahorrativo tendrán "un tamaño corporal más pequeño, una tasa metabólica reducida y un nivel reducido de actividad conductual... adaptaciones a un entorno que es crónicamente escaso de alimentos" (Bateson y Martin, 1999 [16] ). Aquellos con un fenotipo ahorrativo que realmente se desarrollan en un entorno rico pueden ser más propensos a trastornos metabólicos, como la obesidad y la diabetes tipo II , mientras que aquellos que han recibido un pronóstico materno positivo estarán adaptados a buenas condiciones y, por lo tanto, serán más capaces de lidiar con dietas ricas. Esta idea (Barker, 1992 [17] ) ahora es ampliamente (si no universalmente) aceptada y es una fuente de preocupación para las sociedades que atraviesan una transición de una nutrición escasa a una mejor (Robinson, 2001 [18] ).
Los factores de riesgo del fenotipo ahorrativo incluyen la edad materna avanzada y la insuficiencia placentaria . [19]
Se cree que la capacidad de conservar, adquirir y gastar energía es un rasgo innato y antiguo que está incorporado en el genoma de una manera que lo protege bastante contra las mutaciones . [20] También se cree que estos cambios posiblemente se heredan de generación en generación. [20] Se ha identificado a la leptina como un posible gen para la adquisición de estos rasgos ahorrativos. [20]
En una escala anatómica más grande, los mecanismos moleculares son causados en gran medida por un entorno subóptimo en el tracto reproductivo o adaptaciones fisiológicas maternas al embarazo . [19]