营养与儿童脑发育以及脑功能的关系

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1、营养与儿童脑发育以及脑功能的关系上海市儿童医院董小燕课前提示了解营养和脑发育及脑功能的关系；掌握脑发育和脑功能相关营养素的作用一、概述（一）营养目前越来越多的研究表明，早期营养对人体生长发育起关键作用。儿童的合理营养，已经不仅仅是为满足各个阶段生长发育的需要而提供必须的营养物质，而且对心智的发育也起着关键作用。对于大脑和神经系统活动具有重要影响的营养素包括蛋白质、磷脂、糖类、氨基酸、长链多不饱和脂肪酸（LCPs）、微营养素等。这些营养素分别在构成神经元细胞、形成髓鞘、作为神经递质及其前体物质、减轻应激反应对神经组织的过氧化损伤等神经结构和功能上发挥着不可或缺的作用

2、。（二）营养与脑功能发育及功能加拿大生命科学联合会主席，多伦多大学营养系教授安德森曾经指出，在近几十年的营养研究当中，最使人感到振奋的一个进展，就是证明了脑功能是受膳食以及血液当中的神经递质前体供应情况影响的。另外，膳食质量也可以影响脑功能状态。（三）脑发育关键期什么是大脑发育的关键期呢？国外研究比较孪生儿、同胞姐妹的智商水平，并以此编成分析模型后发现，对智商起到最大作用的因素是早期营养。孕后1/3阶段至出生后头3个月是脑细胞发育的关键期。人的大脑神经细胞大约有140亿个，在胎儿期所有神经细胞就已经完成分裂增殖。而神经间质和其他的生理细胞大约要到6岁才能达到成人的

3、数量。因此，0~6岁阶段是人大脑发育以及脑功能状态确立的关键期。二、脑发育和脑功能相关营养素热能和蛋白质、氨基酸作为宏观营养素参与脑发育和脑功能运作的始终，而长时学习记忆的形成需要蛋白质合成和更新，另外，特殊营养素在大脑发育和神经活动当中发挥特殊的作用。由于营养素的种类众多，下面将介绍几种特殊营养素对脑功能和脑发育的影响。（一）牛磺酸牛磺酸是由甲硫氨酸和半胱氨酸合成的，是自然界中唯一以游离状态存在的氨基酸。牛磺酸广泛存在于动物组织内，尤其神经系统含量最高，而神经胶质细胞和突触结构中牛磺酸的含量最丰富，所以说牛磺酸与脑发育的干系非常密切。在妊娠后期胎儿脑组织中牛磺酸

4、的含量明显增加，而出生后含量逐渐下降，至断奶时接近成人水平。这也说明牛磺酸与脑的发育有着密切关系。牛磺酸对人大脑神经细胞的增殖、分化、成熟和存活过程具有明显的促进作用，且呈一定的剂量–反应关系。牛磺酸缺乏将导致大脑神经细胞绝对数量减少，分化过程受阻，影响整个脑发育水平。同时，牛磺酸可以促进脑细胞DNA、RNA合成，增加生物膜磷脂酰乙醇胺含量和脑细胞对蛋白质的利用率，促进脑细胞尤其是海马区域细胞结构和功能的发育。另外，牛磺酸对神经还有保护作用，主要机理是防止脂质过氧化。牛磺酸不仅与脑发育关系密切，对脑功能也起到重要作用。牛磺酸与学习记忆的关系十分密切。有研究表明，儿

5、童学习障碍（LD）的发病可能与脑内β–内啡肽（β–EP）水平低有关。精氨酸血管加压素（AVP）及β–EP都可参与记忆调节系统，影响学习记忆的获得、巩固和再现等不同阶段，而补充牛磺酸大鼠海马和大脑皮层中的β–EP和AVP含量均增高。大鼠实验表明，补充牛磺酸的大鼠学习记忆能力提高、突触小泡面积增加、突触后致密区的长度和宽度增加、突触间隙减小。而添加牛磺酸抑制剂β–丙氨酸的大鼠学习记忆能力降低，同时海马和前额叶突触小泡的面积、突触后致密区的长度和宽度均减小、突触间隙增宽。所以牛磺酸可以通过改善大鼠大脑超微结构而发挥增殖作用，还可以通过影响AChE等介质的合成等多种途径来

6、影响学习记忆功能。（二）长链多不饱和脂肪酸长链多不饱和脂肪酸有很多，其中γ–亚麻酸、二高γ亚麻酸（DGLA20:3），花生四烯酸（AA）都属于ω6系列，是由顺时亚麻酸延伸而来。而二十碳五烯酸（EPA）、二十碳六烯酸（DHA）是α亚麻酸的代谢产物。在这些重要的不饱和脂肪酸中AA、EPA和DHA是脑发育和学习记忆功能所必须的，能够调节婴儿的视觉准确性，并促进神经发育。长链多不饱和脂肪酸改善学习记忆的机制，可能是通过阻断γ-氨基丁酸（GABA）对海马长时程增强效应（LTP）的抑制而实现的。缺乏DHA、AA的膳食可使大脑额叶皮层当中多巴胺和5–羟色胺的浓度降低，导致GAB

7、A产生增多，进而造成学习能力下降。脑细胞中胰岛素及其受体也和脑的认知功能有关，其中胰岛素可以促进长链多不饱和脂肪酸尤其前体的合成。1、DHA人类大脑组织是机体含磷脂最多的组织。其中磷脂约占大脑灰质的22%、白质的24%。DHA是视网膜和中枢神经细胞膜磷脂的主要结构脂肪酸，大部分DHA是在胎儿期和出生后数月短期快速累计于胎儿和婴儿脑组织当中的。正常大脑灰质和视网膜磷脂中，DHA的含量占30%~60%，且与膳食中的ω3脂肪酸含量有关。动物实验研究发现，控制膳食可以使实验动物生物膜结构当中DHA的含量减少到对照组的25%~50%。此时实验组大鼠的辨别性学习能力下降33%

8、，恒河猴的