Maternal psychological resilience and fetal programming of the telomere system

Abstract

Theoretical Background. Age-related, non-communicable diseases contribute ever-increasingly to the global burden of disease. Risk or resilience to these conditions begin to be shaped even before birth via alterations in maternal-placental fetal biology. The telomere system plays a central role in the development aging-related of non-communicable diseases and the aging process. Fetal telomere biology seems to be plastic to conditions in the womb. Previous studies have established that maternal prenatal stress is associated with shorter offspring telomere length (TL). This study seeks to investigate whether maternal positive psychological factors and psychological resilience during pregnancy may function as a protective factor in the context of fetal programming of the telomere system.

Study Aims. The study had the following four aims: 1. To replicate past findings on the association between higher levels of stress during pregnancy and shorter newborn telomere length. 2. To investigate the association between maternal social support during pregnancy and newborn telomere length. 3. To test the association between maternal positivity during pregnancy and newborn telomere length. 4. To investigate the association between maternal psychological resilience during pregnancy and newborn telomere length.

Methods. The study sample was drawn from a large, prospective pregnancy cohort study that was extensively characterized in terms of stress, social support, and positivity throughout pregnancy. Prenatal psychological data and newborn TL data (measured using quantitative polymerase chain reaction (qPCR) from leukocytes isolated from cord blood cells) was available for N=656 mother-child dyads. Principal component analysis (PCA) was used to isolate latent maternal positivity and stress factors. These were regressed to create a resilience factor representing the degree of positivity a woman experienced during pregnancy taking into account her level of stress. Linear regression models were created predicting newborn TL from maternal psychological factors and other known determinants of TL at birth.

Results. Maternal stress significantly predicted shorter newborn TL (β = -0.079, p=0.044), social support (β = 0.080, p=0.040) and positivity significantly predicted longer TL (β = 0.135, p=0.001). Maternal resilience (positivity accounting for stress) was significantly and positively associated with newborn TL (β = 0.114, p = 0.005) with each standard deviation increase in resilience predicting 12% longer newborn TL.

Conclusions. Maternal psychological resilience during pregnancy seems to exert beneficial effects on the fetal telomere system. Children of mothers with greater resilience during pregnancy may begin life with a head start on a path towards healthy aging and longevity. This underscores the importance of supporting maternal mental health during pregnancy to improve health for her and her child, combat health disparities, and improve population health for decades into the future.

Theoretischer Hintergrund. Altersbedingte, nicht übertragbare Krankheiten tragen maßgeblich zur globalen Krankheitslast bei. Das Ausmaß des Krankheitsrisikos oder auch der Widerstandsfähigkeit gegenüber diesen Erkrankungen wird möglicherweise bereits vor der Geburt bestimmt. Das Telomersystem spielt eine zentrale Rolle bei physiologischen Alterungsprozessen und der Entwicklung altersbedingter nicht übertragbarer Krankheiten. Die fetale Telomerbiologie scheint plastisch, d.h. durch Bedingungen im Mutterleib veränderbar zu sein. Frühere Studien haben gezeigt, dass mütterlicher vorgeburtlicher Stress mit einer kürzeren Telomerlänge (TL) der Nachkommen verbunden ist. In der aktuellen Studie wird untersucht, welche Rolle positive psychologischen Faktoren und die psychische Resilienz (Widerstandsfähigkeit) der Mutter während der Schwangerschaft für die frühe Programmierung des fetalen Telomersystems spielen. Ziele. Die Studie hat folgende Forschungsziele: 1. Die Replikation früherer Forschungsbefunde zum Zusammenhang zwischen höherem Stress der Mutter während der Schwangerschaft und kürzerer Telomerlänge bei Neugeborenen. 2. Die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der sozialen Unterstützung der Mutter während der Schwangerschaft und der Telomerlänge des Neugeborenen. 3. Den Zusammenhang zwischen der positiven Einstellung der Mutter (Positivität) während der Schwangerschaft und der Telomerlänge der Neugeborenen zu testen. 4. Die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der psychologischen Resilienz der Mutter während der Schwangerschaft und der Telomerlänge des Neugeborenen. Methode. In einer großangelegten prospektiven Längsschnittstudie in Finnland bestehend aus 656 Mutter-Kind Dyaden aus wurden mütterlicher Stress, positive und negative emotionale Reaktionen auf Ereignisse in der Schwangerschaft, positiver Affekt und wahrgenommene soziale Unterstützung wiederholt über die Schwangerschaft hinweg gemessen. Mittels Hauptkomponentenanalyse wurden basierend auf den verschiedenen Fragebögen zu mütterlichem Wohlbefinden zwei Faktoren extrahiert: mütterliche Positivität und mütterlicher Stress. Ein Maß für psychische Resilienz wurde berechnet, in dem Positivität zum Ausmaß von Stress ins Verhältnis gesetzt wurde. Der so ermittelte Resilienzfaktor stellt die verbleibende Positivität unter Stress dar. Telomerlänge der Neugeborenen wurde mithilfe der quantitativen Polymerase Kettenreaktion in Leukozyten aus Nabelschnurblut quantifiziert. Unter Einschluss von relevanten Kovariaten wurde in vier separate multiplen linearen Regressionsmodellen der Effekt von mütterlicher Resilienz, Positivität und Stress in der Schwangerschaft auf die Telomerlänge der Neugeborenen getestet. Ergebnisse. Höherer mütterlicher Stress ging mit kürzerer Telomerelänge der Neugeborenen (β = -0.079, p=0.044) einher. Höhere soziale Unterstützung der Mutter (β = 0.080, p=0.040) und höhere mütterliche Positivität (β = 0.135, p=0.001) waren mit längerer TL der Nachkommen verbunden. Mütterliche Resilienz (Positivität unter Berücksichtigung von Stress) war positiv mit Telomerlänge der Neugeborenen assoziiert (β = 0.114, p = 0.005). Fazit. Die psychische Resilienz der Mutter während der Schwangerschaft hat positive Effekte auf die frühe Programmierung des fetalen Telomersystems. Da die Telomere zentral sind für zelluläre Gesundheit und mit einem höheren Risiko für altersbedingten Erkrankungen assoziiert sind, haben Kinder von Müttern mit höherer Widerstandfähigkeit gegenüber Stress möglicherweise bereits zu Beginn ihres Lebens günstigere Ausgangs-Bedingungen bezüglich der Gesundheit über die Lebensspanne. Die Ergebnisse dieser Studie unterstrichen die Bedeutung der psychischen und sozialen Unterstützung von Schwangeren, um die Gesundheit und Entwicklung der Mütter und der Kinder zu verbessern. Durch die verbesserte Unterstützung von Schwangeren könnte so die transgenerationale Übertragung von gesundheitlichen Ungleichheiten verhindert und die Belastung durch nicht übertragbare Krankheiten auf Bevölkerungsebene reduziert werden.