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1、神经系统发育的概念

 

    神经系统的发育和成熟是指从胚胎发育的早期阶段到成年期产生、塑造和重塑神经系统的过程。神经系统具有极其复杂和精密的结构和功能,这决定了它在胚胎发育中将经历一个极为精细的构建过程。神经系统的发育主要包括神经管的形成,神经细胞的增殖、迁移、分化和髓鞘化,突触的形成和修剪等[1][2]

 

    大脑发育成熟所需时间是所有器官中最长的。婴儿期大脑快速发育,出生6个月后脑重量为出生时的2倍,出生后第一年末脑重量接近成年人脑重量的70%,出生后第二年末脑重量为出生时的3倍,约为成年人脑重量的80%;到5岁左右,脑重量接近成年人脑重量的90%。

 

图1. 大脑发育时间表[2]

 

    这张图显示了大脑的发展从神经管形成(neurulation)开始,然后是神经元增殖(neuronal proliferation)、神经迁移(neural migration)、突触形成(synaptogenesis)、修剪(pruning)、髓鞘形成(myelination)和皮质变薄(cortical thinning)的大脑发育过程。

 

2、如何判断婴幼儿神经发育是否正常?

 

    国内外制定了多种儿童发育量表,其中用于筛查的包括丹佛儿童发育量表( Denver Developmental Screening Test,DDST)、0-6岁发育筛查测验(Developmental Screening Test for Child under six,DST)等,用于诊断的包括Gesell发育诊断量表、Bayley婴幼儿发育量表和首都儿科研究所研制的《0-6岁小儿神经心理发育诊断量表》(简称《儿心量表》)等[3]。这些量表可用于评价中枢神经系统的功能,帮助识别神经、肌肉或感觉系统是否有缺陷,以发现存在的可以治疗的发育异常。以《儿心量表》为例,该量表测量了儿童的五个能区发育水平,即大运动、精细动作、适应能力、语言及社交行为。评价结果采用发育商表示,即先将得分用年龄标准化,再用离差公式换算为离差发育商。

 

3、营养供给对神经系统发育的意义

 

    早期营养供给不仅影响近期生长发育,更重要的是与成年后的许多疾病相关,而神经系统也是易受营养影响的靶器官之一。生命早期均衡的营养供给(包括宫内和出生后)是维持神经系统发育及功能发挥的物质基础[4]

 

    对于大脑发育具有重要作用的营养素包括蛋白质、长链多不饱和脂肪酸、葡萄糖、铁、锌、铜、碘、维生素B12、叶酸、胆碱等[5][6]

 

表1. 影响早期大脑发育和远期功能的重要营养素[5]

 

    现就其中部分营养素作一简要介绍。

(1)蛋白质:构成细胞和组织的重要营养物质。大脑中的信号传导以及记忆、语言、思维等功能均以氨基酸为物质基础。

 

(2)长链多不饱和脂肪酸:人脑的神经细胞主要是由磷脂构成,二十二碳六烯酸(DHA)、花生四烯酸(ARA)、二十碳五烯酸(EPA)等是磷脂和髓鞘的结构成分,缺乏时影响细胞膜完整性。其中 DHA 占大脑磷脂10%,能促进脑内核酸、蛋白质及单胺类神经递质的合成,对于神经系统发育具有重要的作用[4]。ARA在脑和神经组织中含量占总PUFA 40%~50%。母亲补充DHA,可促进子代认知发育[7]

 

(3)铁:参与神经元和神经胶质细胞的生长和分化。缺铁不仅影响儿童造血系统,也影响其脑的发育和功能。

 

(4)锌:参与蛋白质的生物合成及核酸的代谢,缺锌会影响DNA的合成,可能导致胎儿大脑神经发育畸形及功能异常,可引起认知功能受损。

 

(5)碘:甲状腺合成甲状腺激素的基本物质。甲状腺激素调节mRNA转录和表达及rRNA合成,影响脑蛋白及脑糖苷的合成,因而甲状腺功能低下时,脑细胞形成、增生、分化、成熟及脑神经细胞间的联系网发生障碍,结果大脑皮质等发育不全,导致智力低下[4]

 

(6)维生素B12对维持中枢神经系统的新陈代谢有重要作用。神经发育和髓鞘形成需要足量的维生素B12

 

(7)胆碱:参与神经干细胞的增殖、分化和迁移等。胆碱是磷脂、磷脂酰胆碱和鞘磷脂膜的组成部分。孕妇补充胆碱对其子代有以下作用:促进细胞增殖,减少海马凋亡,增加神经元大小,改善学习和视觉空间和听觉记忆[8]

 

小结:

– 神经系统的发育主要包括神经管形成,神经细胞的增殖、迁移,突触的形成和修剪,髓鞘形成等

– 婴幼儿处于神经快速发育的时期

– 国内外已有多种量表,可用于筛查和诊断儿童神经发育是否正常

– 生命早期适宜的营养如蛋白质、长链多不饱和脂肪酸、葡萄糖、微量营养素等,对于神经发育至关重要

 

参考文献:

[1]邱香,牛勇。胎儿期的神经发育。教育教学论坛,2014年第41期: 85-87.

[2]GZ Tau, Peterson BS. Normal Development of Brain Circuits. Neuropsychopharmacology, 2010, 35 (1): 147-68.

[3]董燕。我国儿童发育量表研究进展及建议。现代特殊教育,2016年第11期: 27-30.

[4]吴婷,毛萌,李斐。宫内外营养与子代神经系统的发育。发育医学电子杂志,2014,2(1): 49-54.

[5]Georgieff MK, Ramel SE, Cusick SE. Nutritional influences on brain development. Acta Paediatr, 2018, 107(8): 1310-1321.

[6]Prado EL, Dewey KG. Nutrition and Brain Development in Early Life. Nutr Rev, 2014, 72(4): 267-84.

[7]Helland IB, Smith L, Saarem K, et al. Maternal supplementation with very-long-chain n-3 fatty acids during pregnancy and lactation augments children’s IQ at 4 years of age. Pediatrics. 2003, 111(1): e39-44.

[8]Zeisel SH. The fetal origins of memory: the role of dietary choline in optimal brain development. J Pediatr. 2006, 149(5 Suppl): S131-6.

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