故事
发育编程 · 子宫写下的几十年
孕期营养不只是把孩子养大,还会给孩子设一套用几十年的代谢和大脑默认设置。有些窗口错过难补,但大部分人类证据是关联,不是保证。
最后更新:
先读这一段 孕期营养常被说成把孩子养大:多吃点、长得壮。
科普内容,不替代医师诊断或处方;有症状或在服药请咨询医师。
故事路径
第 1 章
不只是把孩子养大
More than growing a baby
孕期营养常被说成把孩子养大:多吃点、长得壮。但它还在做一件更隐蔽的事:在发育的关键期,营养环境会调整孩子将来代谢、血管和神经系统的默认设置,而这套设置可能要用几十年。这个领域叫发育编程(developmental programming)。
最早的线索来自英国医生 Barker:一岁时体重越轻的男性,成年后死于缺血性心脏病的比例越高(Barker 1989)。先把话说在前面,免得吓人:这是观察到的关联,不是你缺了某样,孩子就一定得病;背后的因果机制,主要靠动物实验推断。
最早的线索来自英国医生 Barker:一岁时体重越轻的男性,成年后死于缺血性心脏病的比例越高(Barker 1989)。先把话说在前面,免得吓人:这是观察到的关联,不是你缺了某样,孩子就一定得病;背后的因果机制,主要靠动物实验推断。
证据 · Barker 的线索能说明多少
Barker 1989 发表在《柳叶刀》上。他找到了 5000 多名在英格兰赫特福德郡(Hertfordshire)出生的男性,他们婴儿期的体重当年都被卫生访视员记了下来。比较这些人成年后的死因:出生时和一岁时最轻的人,死于缺血性心脏病的比例最高。按一岁时的体重分组,标准化死亡率(校正年龄后,和同期全国人群比出来的死亡比)从最轻一组的 111,一路降到最重一组的 42。这是一项历史队列研究,属于观察性证据:它能说明婴儿期长得差的人,成年后心脏病死亡更多,却不能说明是哪一样营养造成的,也排除不了家境等同时影响生长和健康的因素。作者据此提出的是一个假说:早年妨碍生长发育的环境,可能是心脏病的危险因素。
后来这个方向发展成一个领域,叫健康与疾病的发育起源(DOHaD)。Gluckman 与 Hanson 等人 2008 年在《新英格兰医学杂志》上的综述汇总了这方面的证据:人群里看到的多是关联,而因为营养改变了发育、所以日后更容易得病这条因果链,主要来自动物实验。
第 2 章
为什么什么时候比补多少更要紧
Why WHEN can matter more than how much
发育编程有一个反直觉的地方:时机常常比总量更要紧。每个器官都有一段时间有限的敏感期,那段时间里缺料,后面再补也难完全补回来。
最硬的例子是神经管(将来长成大脑和脊髓的那根管子):它在受孕后约 24-28 天就闭合了,那时很多人还没发现自己怀孕。窗口一过,叶酸补得再多也来不及,所以叶酸要从备孕时就开始吃。
所以孕期营养不是孕晚期猛补就行;有些窗口,在你知道自己怀孕之前就已经开着了。
最硬的例子是神经管(将来长成大脑和脊髓的那根管子):它在受孕后约 24-28 天就闭合了,那时很多人还没发现自己怀孕。窗口一过,叶酸补得再多也来不及,所以叶酸要从备孕时就开始吃。
所以孕期营养不是孕晚期猛补就行;有些窗口,在你知道自己怀孕之前就已经开着了。
机制 · 大脑的生长冲刺和头 1000 天
神经管是最早关上的一扇窗,大脑还有一段更长的窗口。Dobbing 与 Sands 1973 年测量了人脑在不同发育阶段的重量和成分,描述了一段大脑生长冲刺:主要落在孕晚期到出生后的头两年,这段时间里脑重量增长最快,神经纤维外面那层绝缘的髓鞘也在大量形成。
营养学界把从怀孕到孩子两岁这段时间叫头 1000 天。Cusick 与 Georgieff 2016 的综述把它称为大脑发育的黄金机会:这段时间里,大脑对营养最敏感,也最经不起短缺;某些营养素(比如铁、碘)在这时缺了,后面补回来也未必能完全追平(见营养怎样影响孩子大脑一章)。
神经管闭合靠的是细胞的快速分裂,而分裂要复制 DNA,造 DNA 离不开叶酸。叶酸该从什么时候吃、吃多少,孕期与哺乳营养那一篇有细讲。
第 3 章
荷兰饥荒留下的证据
Evidence from the Dutch famine
怎么知道子宫里的营养真能影响几十年后?有一场悲剧性的自然实验:1944-45 年荷兰冬季大饥荒。战争末期,在一段界限清楚的时间里,孕妇被迫挨饿;战后这些孩子被追踪了几十年。
在阿姆斯特丹出生的一批人里,孕期挨过饿的,成年后糖耐量更差(喝下糖水两小时后血糖更高),孕中期和孕晚期挨饿的最明显(Ravelli 1998)。时机决定方向:对 30 万名 19 岁男性征兵体检记录的分析发现,孕早期(前半段孕期)挨饿的,肥胖率更高;孕晚期和出生后头几个月挨饿的,肥胖率反而更低(Ravelli 1976)。同一场饥荒,暴露在不同窗口,结果相反。
不是挨饿多少这一个数字,而是在哪个窗口挨饿,把不同的设置写了进去。
在阿姆斯特丹出生的一批人里,孕期挨过饿的,成年后糖耐量更差(喝下糖水两小时后血糖更高),孕中期和孕晚期挨饿的最明显(Ravelli 1998)。时机决定方向:对 30 万名 19 岁男性征兵体检记录的分析发现,孕早期(前半段孕期)挨饿的,肥胖率更高;孕晚期和出生后头几个月挨饿的,肥胖率反而更低(Ravelli 1976)。同一场饥荒,暴露在不同窗口,结果相反。
不是挨饿多少这一个数字,而是在哪个窗口挨饿,把不同的设置写了进去。
证据 · 同一批人几十年后还看到什么
后来的研究还看到了几件事:冠心病:在阿姆斯特丹那批人里,孕早期挨过饿的,成年后冠心病的患病率是 8.8%,没挨饿的是 3.2%;孕中期和孕晚期挨饿的没有升高(Roseboom 2000)。作者自己强调人数很少,结论只是提示。表观遗传印记:Heijmans 2008 比较了受孕前后经历饥荒的人和他们同性别、没挨过饿的兄弟姐妹,六十年后,前者一个叫 IGF2 的基因(参与生长的基因)上 DNA 甲基化(贴在 DNA 上、影响基因开关的化学标记)更少。作者称,这是第一批支持早年环境会在人身上留下持续终生的表观遗传改变的实证数据。它看到的是差异,还没有把这个标记和某种疾病连起来。
别的地方也见到类似的模式:中国 1959-61 年饥荒中,在受灾严重的地区,胎儿期挨过饿的人成年后高血糖的风险约为没挨饿者的 3.9 倍();受灾较轻的地区没有看到这个差别(Li 2010,一项横断面调查)。
要读准这些证据的分量:糖耐量和冠心病那两项来自同一个阿姆斯特丹出生队列,是一件事的几个侧面,不是彼此独立的重复验证。
roseboom-2000-dutch-famine-chdheijmans-2008-dutch-famine-igf2-methylationli-2010-chinese-famine-hyperglycemia
第 4 章
孕期挨饿为何日后易胖
Why early hunger leads to later obesity
为什么孕期挨饿,反而让人成年后更容易胖、更容易得糖尿病?一个很有影响的解释叫节俭表型假说(Hales 与 Barker 1992)。
打个比方:胎儿如果在一个资源紧张的子宫里长大,身体就像在押注外面也是荒年,于是把代谢设成能省就省、能存就存——分泌胰岛素的胰岛细胞、身体对胰岛素的反应,都往省着用那边调。可一旦出生后食物突然充足,这套为荒年准备的设置反而成了负担:更容易囤脂肪,更早出现胰岛素抵抗。
编程也不只发生在不够的那一头:营养过剩同样会往孩子身上写设置。不是越多越好,而是刚刚好。
打个比方:胎儿如果在一个资源紧张的子宫里长大,身体就像在押注外面也是荒年,于是把代谢设成能省就省、能存就存——分泌胰岛素的胰岛细胞、身体对胰岛素的反应,都往省着用那边调。可一旦出生后食物突然充足,这套为荒年准备的设置反而成了负担:更容易囤脂肪,更早出现胰岛素抵抗。
编程也不只发生在不够的那一头:营养过剩同样会往孩子身上写设置。不是越多越好,而是刚刚好。
机制 · 太少和太多都会写进去
节俭表型是一个假说:它能解释很多观察,但胎儿在押注这一步是比喻,真正的细胞机制主要来自动物实验。人群里有一条和它对得上的线索:在中国 1959-61 年饥荒的研究里,胎儿期在重灾区挨过饿、成年后又吃上偏西式富足饮食或经济条件较好的人,高血糖的风险升得最多(Li 2010)。早年紧缺、后来富足的错配,正是这个假说预测的最坏组合。另一头是营养过剩:
母亲血糖偏高:HAPO 研究是一项跨多个国家的大型观察性研究,发现母亲孕期的血糖即使还没到糖尿病的诊断线,血糖越高,新生儿出生体重过大(巨大儿)和胎儿胰岛素分泌过多的比例也越高,是连续上升的关系。影响可以延续到成年:Dabelea 2000 用了一个巧妙的同胞对照设计,比较同一位母亲在确诊 之前和之后生下的孩子。母亲患糖尿病之后出生的孩子,患 2 型糖尿病的几率约是哥哥姐姐的 3.7 倍();而父亲确诊前后出生的孩子之间没有这种差别。兄弟姐妹共享大部分基因和家庭环境,差别更可能来自子宫里的高血糖本身。它的样本很小,只有十几个家庭,作为方向性的证据来读。
太少和太多,都会往孩子身上写设置。
第 5 章
营养怎样影响孩子大脑
How nutrition shapes the child's brain
代谢之外,另一条被子宫编程的线是大脑。按证据强弱,先说最硬的两样。
碘是身体造甲状腺激素的原料,而甲状腺激素直接指挥胎儿大脑发育。世界卫生组织把缺碘称为世界上最常见、又最容易预防的脑损伤原因;严重缺碘会导致克汀病(智力严重受损,常伴聋哑)(Zimmermann 2008)。就算只是轻中度缺碘,英国一项母婴队列发现,孩子在 8-9 岁时的语言智商和阅读成绩,也更可能落在最低的四分之一(Bath 2013)。
铁缺了,会伤到髓鞘(神经纤维的绝缘层)和神经发育。婴儿期严重、长期缺铁的孩子,即使后来补足了铁,十几年后在认知和运动测试上差距仍在(Lozoff 2000)。有些营养素的账,要在窗口里还。
碘是身体造甲状腺激素的原料,而甲状腺激素直接指挥胎儿大脑发育。世界卫生组织把缺碘称为世界上最常见、又最容易预防的脑损伤原因;严重缺碘会导致克汀病(智力严重受损,常伴聋哑)(Zimmermann 2008)。就算只是轻中度缺碘,英国一项母婴队列发现,孩子在 8-9 岁时的语言智商和阅读成绩,也更可能落在最低的四分之一(Bath 2013)。
铁缺了,会伤到髓鞘(神经纤维的绝缘层)和神经发育。婴儿期严重、长期缺铁的孩子,即使后来补足了铁,十几年后在认知和运动测试上差距仍在(Lozoff 2000)。有些营养素的账,要在窗口里还。
证据 · DHA、胆碱和叶酸说到哪为止
先把上一段两样硬的补全:Bath 2013 用的是英国 ALSPAC 队列,量的是孕早期的尿碘,属于观察性研究,校正了二十多个家庭和社会因素;Lozoff 2000 在哥斯达黎加把婴儿期测过、治过缺铁的孩子随访到十一到十四岁,比较的是严重、长期缺铁和铁营养良好的两组(Lozoff 与 Georgieff 2006 的综述讲了背后的神经机制)。同样和建大脑有关,但证据要诚实降级的几样:
(一种 omega-3 脂肪酸):证据较确定的好处是减少早产。Cochrane 2018 的系统综述里,孕期补充 omega-3 让不到 37 周早产的约为 0.89,不到 34 周早产约为 0.58;对孩子认知的好处没有被证实。DOMInO 这项随机试验把孩子随访到 4 岁,认知没有差别。所以孕期补 DHA 的理由是护早产,不是生个学霸。
胆碱:动物证据强,人体只有很小的试验。Bahnfleth 2022 是一项随机对照的喂养试验,比较孕晚期吃到推荐量的两倍和刚好吃到推荐量();孩子随访到 7 岁时,高剂量组的持续注意力更好,但只测了 20 个孩子。说法应该是可能有帮助,不是吃了变聪明。
叶酸:除了防神经管缺陷,挪威一项 8 万多名儿童的队列(Surén 2013)观察到,母亲在受孕前后补叶酸的孩子,典型孤独症(自闭症)的风险较低;阿斯伯格综合征等另外两类没有看到关联。作者明说这不能证明因果,所以不是吃叶酸就能防自闭症。
碘和铁的账最硬,该认真对待;DHA、胆碱、叶酸的长期认知好处,说到可能为止。
cochrane-omega3-pregnancy-2018domino-dha-cognition-2014bahnfleth-choline-attention-2022suren-folic-acid-autism-2013
第 6 章
这些证据能说明什么
What the evidence really means
这一篇听着有点吓人,所以更要把证据的边界说清楚。
绝大多数人类证据是关联或自然实验。荷兰饥荒是一场悲剧,不是一项试验:没人会故意让孕妇挨饿做对照。真正的因果,主要靠动物实验推断(Gluckman 与 Hanson 2008)。同一个队列不等于反复验证。荷兰那几项里有好几项来自同一批阿姆斯特丹人,要当作一件事来看。表观遗传的跨代效应还很初步,别当成定论。
所以正确的读法不是补对了就保证孩子聪明健康,而是:充足、均衡的孕期营养,给孩子一个更好的默认起点——一个更好的出厂设置,不是保证书。
绝大多数人类证据是关联或自然实验。荷兰饥荒是一场悲剧,不是一项试验:没人会故意让孕妇挨饿做对照。真正的因果,主要靠动物实验推断(Gluckman 与 Hanson 2008)。同一个队列不等于反复验证。荷兰那几项里有好几项来自同一批阿姆斯特丹人,要当作一件事来看。表观遗传的跨代效应还很初步,别当成定论。
所以正确的读法不是补对了就保证孩子聪明健康,而是:充足、均衡的孕期营养,给孩子一个更好的默认起点——一个更好的出厂设置,不是保证书。
实操 · 读完之后该做什么
发育编程讲的是为什么孕期营养要紧,不是一张清单。落到行动上,要记住三点:有些事要在知道怀孕之前做:神经管在受孕后几周内就闭合,所以叶酸要从备孕时开始;碘和铁的缺口,也最好在孕早期之前就查清补上不是越多越好:孕期血糖偏高同样会往孩子身上写设置,吃够而不是吃撑证据硬的先做:碘、铁、叶酸这几样有扎实的依据;、胆碱对孩子认知的长期好处还停在可能
具体怎么补、给谁补,高度个体化:基础病、正在用的药、既往的怀孕经历和化验结果都要算进去,请和你的产科医生一起决定。这一篇是帮你理解为什么的科普,不是医疗建议。每种营养素该补多少、什么时候补,孕期与哺乳营养那一篇有细讲;为什么吃进去不等于送到胎儿那里,看吃进去 ≠ 补进去那一篇。
参考文献 · 14
- Barker, D. J. P., Winter, P. D., Osmond, C., Margetts, B., & Simmonds, S. J. (1989). Weight in infancy and death from ischaemic heart disease. The Lancet, 2(8663), 577-580. 10.1016/S0140-6736(89)90710-1
- Gluckman, P. D., Hanson, M. A., Cooper, C., & Thornburg, K. L. (2008). Effect of in utero and early-life conditions on adult health and disease. The New England Journal of Medicine, 359(1), 61-73. 10.1056/NEJMra0708473
- Dobbing, J., & Sands, J. (1973). Quantitative growth and development of human brain. Archives of Disease in Childhood, 48(10), 757-767. 10.1136/adc.48.10.757
- Cusick, S. E., & Georgieff, M. K. (2016). The role of nutrition in brain development: the golden opportunity of the first 1000 days. The Journal of Pediatrics, 175, 16-21. 10.1016/j.jpeds.2016.05.013
- Ravelli, A. C. J., van der Meulen, J. H. P., Michels, R. P. J., Osmond, C., Barker, D. J. P., Hales, C. N., & Bleker, O. P. (1998). Glucose tolerance in adults after prenatal exposure to famine. The Lancet, 351(9097), 173-177. 10.1016/S0140-6736(97)07244-9
- Ravelli, G.-P., Stein, Z. A., & Susser, M. W. (1976). Obesity in young men after famine exposure in utero and early infancy. The New England Journal of Medicine, 295(7), 349-353. 10.1056/NEJM197608122950701
- Hales, C. N., & Barker, D. J. P. (1992). Type 2 (non-insulin-dependent) diabetes mellitus: the thrifty phenotype hypothesis. Diabetologia, 35(7), 595-601. 10.1007/BF00400248
- HAPO Study Cooperative Research Group. (2008). Hyperglycemia and adverse pregnancy outcomes. The New England Journal of Medicine, 358(19), 1991-2002. 10.1056/NEJMoa0707943
- Dabelea, D., Hanson, R. L., Lindsay, R. S., Pettitt, D. J., Imperatore, G., Gabir, M. M., Roumain, J., Bennett, P. H., & Knowler, W. C. (2000). Intrauterine exposure to diabetes conveys risks for type 2 diabetes and obesity: a study of discordant sibships. Diabetes, 49(12), 2208-2211. 10.2337/diabetes.49.12.2208
- World Health Organization. Micronutrients: iodine deficiency disorders. WHO describes iodine deficiency as the world's most prevalent, yet easily preventable, cause of brain damage; pregnancy requirement ~250 mcg/day (WHO). www.who.int/health-topics/micronutrients
- Zimmermann, M. B., Jooste, P. L., & Pandav, C. S. (2008). Iodine-deficiency disorders. The Lancet, 372(9645), 1251-1262. 10.1016/S0140-6736(08)61005-3
- Bath, S. C., Steer, C. D., Golding, J., Emmett, P., & Rayman, M. P. (2013). Effect of inadequate iodine status in UK pregnant women on cognitive outcomes in their children: results from the Avon Longitudinal Study of Parents and Children (ALSPAC). The Lancet, 382(9889), 331-337. 10.1016/S0140-6736(13)60436-5
- Lozoff, B., & Georgieff, M. K. (2006). Iron deficiency and brain development. Seminars in Pediatric Neurology, 13(3), 158-165. 10.1016/j.spen.2006.08.004
- Lozoff, B., Jimenez, E., Hagen, J., Mollen, E., & Wolf, A. W. (2000). Poorer behavioral and developmental outcome more than 10 years after treatment for iron deficiency in infancy. Pediatrics, 105(4), e51. Longitudinal follow-up in a periurban community near San Jose, Costa Rica: of 191 children tested and treated for iron deficiency as infants, 87% were re-evaluated at 11-14 years; 48 with chronic, severe iron deficiency in infancy were compared with 114 with good iron status. After adjustment they scored lower in arithmetic, written expression, motor function and some cognitive processes, repeated grades more often, and were rated as having more anxiety/depression, social and attention problems. Observational (abstract, PMID 10742372). 10.1542/peds.105.4.e51