Okres ciąży jest szczególnym czasem dla kobiecego ciała. Rozwój nowego życia sprawia, że dochodzi w nim do szeregu zmian czynnościowych i hormonalnych, których efekty zaobserwować można m.in. w metabolizmie glukozy i innych substancji odżywczych.

Glukoza, jako podstawowe źródło energii dla rozwijającego się płodu

Rozwijający się w macicy płód potrzebuje składników odżywczych, których podaż będzie w stanie zaspokoić jego rosnące zapotrzebowanie energetyczne. Rolę takiego podstawowego związku dla kształtującego się dziecka, pełni glukoza. 

Glukoza należy do tzw. węglowodanów, nazywanych potocznie cukrami. W wyniku szeregu reakcji chemicznych zachodzących wewnątrz komórek płodu, dochodzi ostatecznie do spalenia glukozy. Uwolniona w procesie jej wewnątrzkomórkowego spalania energia jest następnie magazynowana w formie tzw. adenozynotrifosforanu(ang. adenosine triphosphate, ATP), który stanowi podstawowy, bezpośredni, nośnik energii w ludzkim organizmie.

Rola łożyska i zmiany hormonalne w okresie ciąży

Zachodzące w kobiecym ciele zmiany wynikające z ciąży służą ’’przestawieniu się’’ na metabolizm innych związków chemicznych, niż glukoza. Działanie takie ma na celu umożliwienie rosnącemu płodowi pierwszeństwa w jej wychwycie i utylizacji. Sam organizm matki zaś, wraz z upływem kolejnych tygodni, ukierunkowuje się bardziej na czerpanie energii z wolnych kwasów tłuszczowych i białek, co umożliwia zarezerwowanie obecnej we krwi glukozy dla dziecka.

Proces ten zachodzi stopniowo, głównie dzięki łożysku i modyfikacji odpowiedzi tkanek obwodowych na działanie insuliny. Łożysko jest narządem, którego podstawową funkcją jest pośredniczenie w wymianie substancji odżywczych, tlenu i metabolitów pomiędzy organizmem matki, a płodem.
Ponadto wraz z rozwojem łożyska, które swoją pełną dojrzałość osiąga w drugiej połowie ciąży, coraz istotniejsza staje się rola syntetyzowanych przez nie hormonów. Jednym z hormonów, który w istotny sposób wpływa na gospodarkę węglowodanową jest tzw. laktogen łożyskowy (ang. human placental lactogen, hPL)

Laktogen łożyskowy (hPL) jest związkiem chemicznym, którego stężenie we krwi wzrasta stopniowo od pierwszego trymestru osiągając swoje maksimum około 38 tygodnia ciąży. Całkowita funkcja i rola tego hormonu nie są w pełni poznane, ale udowodniono, że zmniejsza on zużycie glukozy przez ustrój matki jednocześnie zwiększając w nim utylizację wolnych kwasów tłuszczowych. Oba te działania wpływają na zwiększenie stężenia glukozy we krwi i jej dostępności dla wzrastającego płodu. Z tego względu laktogen łożyskowy (hPL) bywa określany nierzadko mianem hormonu ’’diabetogennego’’, ponieważ jego znacznie podwyższone stężenia niejednokrotnie obserwuje się u pacjentek z cukrzycą ciążową (ang. Gestational Diabetes Mellitus, GDM).

Ponadto, naukowcy zwracają uwagę na wpływ kortyzolu w zmniejszaniu wrażliwości tkanek na insulinę. Kortyzol jest hormonem produkowanym przez korę nadnerczy, którego zwiększone stężenie obserwuje się m.in. właśnie w okresie ciąży. Podwyższone stężenia kortyzolu związane są głównie ze wzmożoną syntezą określonych białek, które wydłużają okres jego półtrwania we krwi. Kortyzol poprzez swoje działanie przyspiesza m.in. syntezę glukozy w komórkach wątroby. Badania wskazują, że u pacjentek z cukrzycą ciążową (GDM), w porównaniu do grupy kobiet zdrowych, statycznie częściej obserwuje się podwyższone poziomy kortyzolu we krwi.

Inne hormony, takie jak progesteron również odgrywają rolę w regulacji gospodarki węglowodanowej ustroju kobiety ciężarnej, a ich działanie, w tym aspekcie, w dużej mierze polega na dodatkowym zwiększeniu oporności tkanek obwodowych na insulinę.

Ocenia się, że synergistyczne działanie wszystkich wyżej wymienionych zjawisk skutkuje tym, że od początku ciąży do momentu jej rozwiązania, wrażliwość kobiecych tkanek na insulinę zmniejsza się o około 50% w stosunku do wartości wyjściowych, a zjawisko to określamy mianem insulinooporności.

Należy  jednak pamiętać, że w przypadku prawidłowo przebiegającej ciąży, po urodzeniu dziecka, obserwowane w obrębie gospodarki węglowodanowej zmiany ulegają samoistnemu wycofaniu, co związane jest m.in. ze spadkiem stężeń odpowiednich hormonów produkowanych przez łożysko.

Łożysko jako bariera pomiędzy matką, a dzieckiem i jej następstwa

Rola łożyska nie ogranicza się wyłącznie do syntezy i wydzielania określonych hormonów. Stanowi ono również fizyczną barierę pomiędzy krążeniem matki, a płodem. Transport niezbędnej do wzrostu dziecka glukozy odbywa się poprzez obecne w komórkach łożyska wyspecjalizowane białka transportowe, zwane transporterami glukozy (ang. glucose transporters, GLUT). 

Łożyskowe transportery glukozy należą do tzw. transporterów GLUT-1, które charakteryzują się tym, że nie podlegają wpływowi insuliny i transportują glukozę w kierunku krążenia płodowego w sposób ciągły.

Ostatecznie bariera w postaci łożyska sprawia, że stężenie glukozy u płodu jest niższe od tego obserwowanego u matki. Badania wykazały, że różnica tych stężeń pomiędzy osoczem krwi matki, a osoczem krwi płodu wynosi około 23% (waha się w przedziale od 16 do 34%). Łożysko zatem funkcjonuje w ten sposób, że transportuje ’’zaoszczędzoną’’ przez kobiecy ustrój glukozę i jednocześnie zabezpiecza rozwijające się dziecko przed jej nadmiernym stężeniem, które może prowadzić do powikłań w postaci np. nadmiernego wewnątrzmacicznego wzrostu płodu.

Funkcja trzustki w okresie ciąży 

Poza łożyskiem także trzustka wywiera istotny wpływ na metabolizm glukozy u kobiety spodziewającej się dziecka, co ma związek ze wzrastająca, w wyniku zmian hormonalnych, opornością tkanek obwodowych na insulinę. Insulinooporność sprawia, że w dążeniu do normoglikemii trzustka musi wydzielać zwiększone ilości insuliny.

W sytuacji gdy w organizmie występują zbyt niskie poziomy glikemii dochodzi do utylizacji, w celu uzyskania energii,  innych związków chemicznych – głównie kwasów tłuszczowych. Z kolei nadmierne spalanie kwasów tłuszczowych związane jest ze wzrostem we krwi stężenia tzw. ciał ketonowych. Ciała ketonowe są pośrednimi produktami metabolizmu kwasów tłuszczowych, a ich wysokie poziomy prowadzić mogą do groźnych dla życia powikłań, m.in. pod postacią tzw. śpiączki czy kwasicy ketonowej.

Z tego powodu, aby zapobiec nadmiernemu spalaniu kwasów tłuszczowych, stan gospodarki węglowodanowej kobiety ciężarnej charakteryzuje się jednoczesną insulinoopornością, która połączona jest ze zwiększonym stężeniem insuliny we krwi, co nazywamy hiperinsulinemią. Umożliwia to utrzymanie glikemii na odpowiednio wysokim poziomie, co blokuje proces spalania kwasów tłuszczowych i w konsekwencji tworzenie się ciał ketonowych.