综述:营养不良与营养过剩对早期大脑发育的影响

【字体: 时间:2025年06月28日 来源:Seminars in Pediatric Neurology 2.4

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了营养失衡(营养不良undernutrition/营养过剩overnutrition)对胎儿及儿童神经发育的深远影响,揭示了关键营养素(如铁、碘、DHA)缺乏或过量通过表观遗传(epigenetics)、神经炎症等机制损害脑结构(海马体、髓鞘)与功能,强调生命早期千日(first 1000 days)营养干预对认知、精神健康(如抑郁症、精神分裂症schizophrenia)及社会生产力的重要性。

  

Abstract
早期大脑发育对营养状态高度敏感。营养不良(蛋白质、铁、碘等缺乏)与营养过剩(高糖高脂饮食)均可破坏神经发生(neurogenesis)、突触形成等关键进程,导致认知缺陷、情绪调节障碍及长期精神疾病风险增加。孕期营养失衡通过表观遗传编程、胎盘营养转运障碍等机制引发不可逆脑结构改变,而出生后干预可部分逆转损伤。

Introduction
胎儿期至儿童期是大脑对营养敏感的黄金窗口。营养不良传统集中于低收入地区,但营养过剩伴随全球化饮食结构变化已成为新挑战,形成"双重营养不良负担"(double burden of malnutrition)。母体营养状态通过低度炎症、多巴胺通路(dopaminergic pathways)紊乱等机制影响子代脑发育。

Undernutrition
关键期(孕晚期至生后5个月)营养缺乏导致海马体体积减小、髓鞘化(myelination)延迟及突触密度降低。纵向研究显示,严重急性营养不良儿童即使康复后,在韦氏智力量表(Wechsler Intelligence Scale)测试中仍显著落后。荷兰饥荒(Dutch Hunger Winter)研究证实孕期营养不良使精神分裂症风险增加2倍,可能与髓鞘相关基因(如MBP)甲基化异常有关。

Overnutrition
高热量饮食通过神经炎症、胰岛素抵抗及肠道菌群失调损害脑功能。动物实验显示高脂高糖饮食会损害空间记忆(hippocampal-dependent tasks),并引发多巴胺奖赏通路异常。肥胖儿童呈现白质完整性下降,ADHD及抑郁风险升高,其机制与下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA axis)失调相关。

Key Nutrients
铁(Iron):缺铁性贫血(IDA)患儿即使补铁后,认知缺陷仍持续存在,因铁是髓鞘合成限速因子(rate-limiting factor)。
DHA:ω-3脂肪酸通过调节星形胶质细胞(astrocytes)成熟影响神经血管耦合,但补充剂仅对基线水平低下者有效。
碘(Iodine):妊娠前半期缺碘可致呆小症(cretinism),全民食盐加碘(USI)使相关智力残疾发生率下降75%。
胆碱(Choline):通过组蛋白甲基化调控神经管闭合,缺乏时自闭症谱系障碍(ASD)风险增加。

Interventions
孕前:叶酸(folic acid)补充使神经管缺陷(NTDs)风险降低70%,但复合营养素补充需个体化。
婴幼儿期:母乳强化剂(HMF)可改善早产儿脑容积;即食治疗食品(RUTFs)如Plumpy’Nut对严重急性营养不良有效率>90%。
社会层面:学校供餐计划(school feeding programs)结合驱虫治疗(deworming)可使学业成绩提升15%。

Conclusion
营养干预需把握"双重机会窗口"——孕前至生后2年的生物学窗口,以及政策干预的社会窗口。未来研究应关注营养-表观遗传-微生物组(microbiome)三方互作机制,并在低收入地区创新实施营养敏感型农业(nutrition-sensitive agriculture)。

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