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关于上一期的内容《干吃不胖???可能我们有了一个答案》,很多朋友和老师回馈说道怎么不给一个结论。在这里想跟大家说,“中国营养界”旨在互相交流,共同思考,思考关于一些营养学的新知,我们应如何应用或者进步一研究。也希望通过与大家分享一些新颖前言的营养领域的知识内容,用不同的角度思考营养界的问题。
承接上期关于孕期营养的话题,孕期营养到底如何精确的影响后代的健康状况,虽然科学家们了解的还不很完全,但对于这一复杂的过程,我们还是有着很多的了解。
母亲糖尿病是一个很普通的孕期并发症。孕妇当中发生糖代谢调节异常的比例是3%-10%。从流行病学和动物实验中可以发现,母亲糖尿病对后代也会产生有害的健康影响。而孕期胰岛素缺乏(1型糖尿病)和胰岛素过多(2型糖尿病)都会增加后代发展成肥胖和2型糖尿病偶的风险。这些都证明了,围产期激素环境的平衡对于日后体重增加、肥胖症和其他生理特征都是一个重要的决定性因素。而激素环境不仅是自身提供的,还受膳食(营养素的摄取)和情绪的影响。
调节母亲代谢障碍在后代中影响的信号尚未被发现,但是激素,例如胰岛素、瘦素和营养素(例如葡萄糖),可能影响围产期的发育。例如,母亲高血糖(由胰岛素缺乏或者是胰岛素抗性诱导)与胎儿和产后早期的高血糖相关,作为一个回馈机制,这又可能引起围产期胰岛素水平升高,导致了胎儿的生长和肥胖(胰岛素和IGF-1是出生前是胎儿生长的激素)。
食欲和能量消耗是被复杂的神经网络周密地调控的,其中重要的组成部分就包括分布在下丘脑弓状核(arcuate nucleus of the
hypothalamus;ARH)内的神经元和生产(proopiomelanocortin;POMC &
neuropeptide Y;NPY/agouti-related peptide;AgRP)
特别的神经元。POMC神经元代表着重要的厌食调节器,NPY/AgRP神经元则作为主要的食欲信号。
用瘦素缺乏的小鼠(是否还记得上期内容提到在什么情况禁食时瘦素水平会低吗?)做的实验证明了正常的ARH映射形成是需要瘦素的。重要的是瘦素功能的形成也会对机体最终的表现型产生重要影响。这就表明了瘦素调节的弓状回路形成对于以后能量平衡有着重要的意义。而对于围产期营养情况或者是激素情况对后代健康的影响,人体的临床实验一般很难达到时间或者实验对象的要求。
来自美国加州的Sophie M. Steculorum 和法国的 Sebastien G. Bouretcor博士研究了母亲糖尿病对下丘脑神经回路关于能量平衡调节的影响。为了完成这一目的,用了小鼠模型,就是母亲是由注射链脲霉素(streptozotocin)诱导的胰岛素缺乏。研究发现相对于对照组,母亲是胰岛素缺乏的后代在断奶前和断奶后体重明显要高。糖尿病母亲的后代鼠在成年期也有高空腹血糖水平、胰岛素水平和食物摄入量。在成年期,这些代谢调节中的损伤和瘦素抗性(脂肪细胞大而且瘦素水平高)相关。而瘦素激活弓状神经元胞内信号传导的能力在糖尿病母亲后代中也显著减弱。而且,在母亲胰岛素缺乏的后代中,从弓状核(arcuate nucleus)到室旁核(paraventricular nucleus)的神经投影(neural projection)也明显地减少了。综上所述,在妊娠期胰岛素缺乏对于后代摄食和能量代谢调节有着长期的影响。并且,母亲是糖尿病的动物后代有不正常的下丘脑摄食传导路径,这可能源于在新生儿发育过程中,对于瘦素神经营养行为产生了受抑制了的下丘脑神经元应答。
这些结果都支持了一个新的概念,就是围产期激素环境的改变会对后代产生永久性的结构性影响,这些影响可能对使其日后发展成诸多疾病。
Reference
Steculorum SM, Bouret
SG. Maternal diabetes compromises the organization of hypothalamic
feeding circuits and impairs leptin sensitivity in offspring.
Endocrinology. Nov;152(11):4171-9.
The Saban Research Institute (S.M.S., S.G.B.), Neuroscience
Program, Children's Hospital Los Angeles, University of Southern
California, Los Angeles, California 90027; and Institut National de
la Santé et de la Recherche Médicale, Jean-Pierre Aubert Research
Center, Unité 837, University Lille 2, Lille 59045, France
Animals
Adult C57BL/6 mice
(Charles River, L'Arbresle, France) h.
STZ
之前的研究证明了母亲是由饮食诱导肥胖的后代会有不正常的下丘脑营养路径结构组织。尽管结果表明母亲肥胖对于新生儿的生长发育起着重要的作用,但是研究者们对于具体的作用没有进行研究。确实,啮齿类动物长期的高脂肪喂养会导致糖尿病,这也会对后代产生影响。
通过检测母亲独立于肥胖的糖尿病的影响,西班牙的实验表明母亲糖尿病独立地能导致早期的瘦素抗性,并会对下丘脑的组织结构产生持续的影响,包括食欲调节的下丘脑路径。有趣的是,母亲胰岛素缺乏和母亲非胰岛素依赖的糖尿病都和同样的代谢结果相关,包括体重情况和受损糖代谢平衡。早期激素失调会对多种器官的发育产生不良影响,因此对后代代谢情况产生持久影响。例如,母亲胰岛素缺乏和胰岛素抵抗会阻碍胰腺细胞、脂肪组织和小肠的发育,这些都对代谢调节起着关键的作用。而且也很有可能无论是胰岛素缺乏还是胰岛素抵抗母亲的后代中下丘脑结构的改变会使其发展成代谢功能障碍。
研究表明母亲胰岛素缺乏导致的糖尿病会导致后代早期下丘脑瘦素抗性并且和终生的下丘脑路摄食和能量平衡径结构异常相关。这些结构都支持了一个新的概念,就是围产期激素环境的改变会对后代产生永久性的结构性影响,这些影响可能对使其日后发展成诸多疾病。