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孕期高脂飲食影響子代神經(jīng)系統(tǒng)?目前研究喜憂參半
·復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院營養(yǎng)教研室青年副研究員李亞琦認(rèn)為,對于孕期高脂飲食究竟對子代大腦有何影響,還無法得出確切結(jié)論。但孕期高脂飲食會增加母體孕期肥胖的風(fēng)險及與肥胖相關(guān)的其他疾病風(fēng)險,如妊娠期糖尿病、先兆子癇等,也會增加子代罹患肥胖癥、糖尿病、心血管疾病、哮喘、乳腺癌等疾病的風(fēng)險。
11月29日,美國杜克大學(xué)的Alexis M. Ceasrine等人在《自然-代謝》(Nature Metabolism)上發(fā)表題為“Maternal diet disrupts the placenta–brain axis in a sex-specific manner”的研究。該研究稱,孕期高脂飲食可能會通過破壞胎盤和胎兒大腦之間的通訊,提高后代對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的易感性。
該實驗以小鼠為對象,為了探究母體飲食脂肪含量對后代神經(jīng)發(fā)育的影響,雌性野生型小鼠在交配前,大約4周齡(幼齡)時,分別被分配到HFD組(high fat diet 高脂飲食,飲食脂肪含量45%)和LFD組(low fat diet低脂飲食,飲食脂肪含量10%)。此后,研究人員效仿人類的飲食習(xí)慣給兩組小鼠喂食,即青少年時期傾向于從高脂飲食中獲得卡路里的雌性,一般在成年后也會保持這樣的飲食習(xí)慣。在整個試驗周期,HFD組雌性的體重增加明顯多于LFD女性,并且在整個妊娠期體重都保持升高趨勢。
實驗顯示,盡管在胚胎期第14.5天(e14.5)時胎盤重量不受mHFD(母體高脂飲食)的影響,但從體重來看,mHFD后代的體重明顯高于mLFD(母體低脂飲食)后代。從社交能力來看,與雄性mLFD后代相比,雄性mHFD后代在適應(yīng)新環(huán)境等能力方面沒有顯著差異,但攻擊性有所增強(qiáng)。與雌性mLFD后代相比,雌性mHFD后代在社交能力、適應(yīng)新環(huán)境等能力方面顯著降低。
同時,研究人員還對兩組小鼠的子代進(jìn)行了強(qiáng)迫游泳實驗(Forced Swimming Test,F(xiàn)ST)。結(jié)果表明,與雄性mLFD后代相比,雄性mHFD后代在水中靜止時間明顯縮短,移動距離明顯更遠(yuǎn),移動速度也更快。與雌性mLFD后代相比,雌性mHFD后代的FST行為沒有發(fā)生變化。最后,在野外測試中,雄性和雌性mHFD后代在一般活動或焦慮樣行為方面都沒有任何變化。
這表明,在雌性中觀察到的社交缺陷不是由運(yùn)動技能受損等引起的,而雄性在FST中移動的速度和距離的增加也不是單純由于過度活躍。這些或許都與母代高脂飲食引起的子代神經(jīng)系統(tǒng)變化有關(guān)。
對此,澎湃科技采訪了復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院營養(yǎng)教研室青年副研究員李亞琦。李亞琦表示,該研究的小鼠實驗結(jié)果顯示,孕婦高脂飲食會導(dǎo)致胎盤和胎兒大腦內(nèi)細(xì)菌內(nèi)毒素的累積,從而激活巨噬細(xì)胞上的Toll樣受體-4(toll-like receptor 4),引發(fā)炎癥反應(yīng),進(jìn)而對子代的神經(jīng)發(fā)育和行為產(chǎn)生影響。
“炎癥無疑是一個主要原因,這個研究也證實了這一點。但是,需要強(qiáng)調(diào),炎癥只是可能的代謝通路之一,還有很多其他相關(guān)通路。同時,炎癥是一個很寬泛的概念,其產(chǎn)生是非特異性的,所以如何理解炎癥對胎兒大腦的影響,還需要進(jìn)一步深入研究?!崩顏嗙f。
性別產(chǎn)生的差異主要是因為影響路徑不同。李亞琦解釋:依據(jù)研究中使用到的小鼠模型,母親高脂飲食對雄性子代行為的影響路徑是小膠質(zhì)細(xì)胞過度吞噬5-羥色胺能神經(jīng)元,導(dǎo)致子代大腦內(nèi)5-羥色胺生物有效性有所降低。而對于雌性后代,母親高脂飲食對其行為造成的影響則通過獨(dú)立于5-羥色胺的機(jī)制產(chǎn)生。
孕婦高脂飲食會增加子代患精神疾病風(fēng)險嗎?
這不是科學(xué)家們第一次研究孕婦高脂飲食與子代神經(jīng)系統(tǒng)變化間的關(guān)系。2022年8月,立陶宛維爾紐斯大學(xué)生命科學(xué)中心生物科學(xué)研究所Urte Neniskyte教授發(fā)表題為“The impact of maternal high-fat diet on offspring neurodevelopment”的文章稱,母體高脂飲食會導(dǎo)致母體腸道、脂肪組織和胎盤的炎癥激活,母體和胎兒循環(huán)中促炎細(xì)胞因子水平的增加,從而干擾子代產(chǎn)前和產(chǎn)后的神經(jīng)發(fā)育。
HFD引起的母親代謝紊亂會改變后代的大腦發(fā)育,導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育障礙,如自閉癥譜系障礙,注意缺陷多動障礙(ADHD),焦慮和抑郁或精神分裂癥。
在此之前,還有多項研究也表明母體高脂飲食會對子代神經(jīng)系統(tǒng)造成影響。2008年~2011年,加拿大科學(xué)家Krzeczkowski JE等人在加拿大進(jìn)行了一項旨在評估人類產(chǎn)前肥胖或高血糖暴露與3-4歲兒童神經(jīng)發(fā)育問題之間關(guān)系的隊列研究。研究按身體質(zhì)量指數(shù)(Body Mass Index, BMI)將母親分為:正常組(18.5 kg/m2< BMI< 25 kg/m2)和超重及肥胖組(BMI > 25 kg/m2),并通過韋氏學(xué)齡前兒童智力測驗量表對其孩子的智力、認(rèn)知功能(語言智商、操作智商和總智商)和行為問題進(jìn)行評估。同時還納入了家庭環(huán)境、母親教育背景、母親心理狀態(tài)(抑郁)和母親飲食對兒童的影響。研究發(fā)現(xiàn),與低BMI相比,懷孕期間母體的高BMI與子代語言智商、總智商偏低有關(guān),此外母體的高BMI還可能導(dǎo)致外化問題行為(反映兒童對外部環(huán)境消極反應(yīng)的外在行為)的出現(xiàn)。至于這些變化能否通過校正產(chǎn)前飲食和家庭環(huán)境來改變,研究尚未得出結(jié)論。
2010年,美國俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)國家靈長類動物研究中心的神經(jīng)科學(xué)助理教授Sullivan EL等人也使用非人靈長類動物(nonhuman primate, NHP)模型,研究了母體肥胖對子代的影響。母體在孕前、孕中及生產(chǎn)后都被飼喂富含飽和脂肪酸的高脂飲食,其幼崽從生后的第130天開始接受人類入侵者測試和新奇物體測試,用以評估其焦慮、恐懼和行為抑制情況。
結(jié)果顯示,雌性幼崽在新奇物體測試中顯示出較高的焦慮樣情緒,雄性幼崽的攻擊性行為增強(qiáng)。在其他動物實驗中,Augustyniak RA等科學(xué)家也發(fā)現(xiàn),妊娠期母體的高脂飲食與子代在壓力下的應(yīng)激反應(yīng)升高有關(guān)。
孕婦高脂飲食會降低子代患老年癡呆風(fēng)險嗎?
也有研究表明,孕婦高脂飲食可能給子代神經(jīng)系統(tǒng)帶來正向影響。2019年8月,美國坦普爾大學(xué)Lewis Katz醫(yī)學(xué)院的研究人員表示,妊娠期間母親的高脂肪攝入可以保護(hù)后代免受大腦中遲發(fā)性阿爾茨海默癥特征的影響。
Lewis Katz醫(yī)學(xué)院阿爾茨海默癥中心主任Domenico Praticò醫(yī)學(xué)博士帶領(lǐng)的小組讓懷孕的小鼠從懷孕開始到懷孕結(jié)束都吃高脂肪的食物。在孩子出生的那一刻,母親們就轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸?guī)律的飲食。同時,這些后代在一生中始終保持相同的標(biāo)準(zhǔn)飲食。在子代11個月大時,它們接受了行為測試?!傲钊梭@訝的是,我們發(fā)現(xiàn),懷孕期間喂食高脂肪飲食的母親的后代,比懷孕期間喂養(yǎng)正常飲食的母親所生的后代,有更好的學(xué)習(xí)和記憶能力。”Domenico Praticò表示。
研究人員稱,這是因為與常規(guī)飲食母體的后代相比,高脂肪飲食的母體后代突觸功能得到明顯改善。而突觸是神經(jīng)元聚集在一起傳遞信息的地方,在學(xué)習(xí)和記憶形成中起著至關(guān)重要的作用。
此外,與常規(guī)飲食母體后代相比,高脂飲食母體后代的淀粉樣蛋白水平較低。淀粉樣蛋白是一種在神經(jīng)元中積聚的異常蛋白質(zhì),會導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞功能障礙,最終導(dǎo)致記憶和學(xué)習(xí)能力嚴(yán)重受損。
研究者還發(fā)現(xiàn),在高脂飲食母體后代體內(nèi),與阿爾茨海默癥有關(guān)的三個重要基因——β-分泌酶、tau和病理性tau調(diào)節(jié)基因CDK5的水平都有所降低。Domenico Praticò博士團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),在早期發(fā)育階段,母體高脂肪飲食增加了一種叫做FOXP2蛋白質(zhì)的活性,它可以有效抑制這些基因,從而保護(hù)后代免受大腦功能下降和阿爾茨海默癥發(fā)展的影響。
李亞琦認(rèn)為,由于相關(guān)研究不是很充分,對于孕期高脂飲食究竟對子代大腦有何影響,還無法得出確切結(jié)論。“目前比較確定的是,孕期高脂飲食會增加母體孕期肥胖的風(fēng)險及與肥胖相關(guān)的其他疾病風(fēng)險,如妊娠期糖尿病、先兆子癇等,同時也會增加子代罹患肥胖癥、糖尿病、心血管疾病、哮喘、乳腺癌等疾病的風(fēng)險?!?/p>
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