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母嬰營養中膽堿對大腦和眼睛健康的影響

母嬰營養中膽堿對大腦和眼睛健康的影響

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孕產期膽堿營養現狀

 

膽堿是懷孕期間必不可少的營養素。膽堿在嬰兒大腦和眼睛發育中具有重要作用,攝入不足會影響視覺和神經認知功能。2018年APP政策聲明強調了營養在生命前1000天中的作用,他們認為膽堿和長鏈多不飽和脂肪酸(LC-PUFAs)是支持早期神經發育和終生神經健康的關鍵要素。

 

膽堿和DHA的內源性合成不足以滿足營養需求,因此必須從每日膳食中攝取。美國超過90%的人口膽堿攝入量不足(男性為550mg/天,女性為425mg/天)。孕婦和哺乳期婦女的膽堿需求量與普通人不同(分別增加至450和550mg),入量不足將導致孕產期母嬰健康風險增加。

 

膽堿的基本生物功能

 

膽堿是1860年代從加熱的豬和牛膽汁中發現的一種卵磷脂成分。卵磷脂的代謝產物磷脂酰膽堿是構成生物膜的主要成分。1920年代科學家在研究神經如何相互交流的過程中,發現了迷走神經刺激分泌的一種物質(乙酰膽堿),該物質與真菌中膽堿的分子結構相同,對體內神經具有激活作用。1936年,Otto Loewi和Henry Dale的這一重大發現被授予諾貝爾獎。

 

 

膽堿被認為是兩個生物學相關分子-磷脂酰膽堿和乙酰膽堿的重要組成部分,但其在人類飲食中的需求卻被大大低估。在動物模型中,切除胰腺的狗會出現肝臟脂肪變性癥狀,但可以通過喂食未加工的胰腺或卵磷脂來逆轉脂肪變性。后續研究表明肝臟脂肪變性是由于脂類包裝成脂蛋白的能力受損,無法從肝臟內有效輸出。此外,有研究發現膽堿缺乏可增加動物模型肝臟癌變風險,這可能與膽堿作為甜菜堿前體參與肝臟細胞甲基供體和DNA修復過程有關。類似的臨床研究也發現,當患者接受缺乏膽堿的腸外營養干預時,其膽堿循環水平下降并伴有肝功能受損和脂肪肝等癥狀。

 

由于從頭生物合成膽堿不足以滿足人體需求,因此膽堿已被美國國家科學院認可為必須從飲食中獲取的必需營養素?,F有研究已證明膽堿在脂質轉運(作為脂蛋白組裝和分泌中的磷脂酰膽堿)、細胞膜結構支持(作為磷脂酰膽堿和鞘脂)、神經傳遞(作為乙酰膽堿)和甲基供體(作為甜菜堿的前體)等方面發揮重要作用。

 

膽堿對孕產婦保健中的作用

 

 

 

膽堿不僅在維持基礎生理功能中發揮作用,而且與妊娠期間母嬰健康密切相關。胚胎神經管的發育起始于孕早期,并將在懷孕的第四周閉合。孕期血清膽堿水平較低將增加胚胎神經管損傷風險,因此需要在妊娠前增加膽堿攝入量以滿足胎兒神經發育營養需求。

 

隨著妊娠的進展,胎盤發育過程中生物膜的合成,母體器官的工作量增加,以及胎兒器官的指數級生長,母嬰膽堿的需求量顯著增加。該階段母親血漿游離膽堿水平升高,胎盤蓄積(濃度比母親血液高約50倍)以及血漿游離膽堿水平(濃度比成年血漿濃度高3倍)也隨之提高。

 

孕期膽堿水平對產婦健康也有重要影響。妊娠的急性脂肪肝雖然不常見,但卻是潛在的致命并發癥。急性脂肪肝發生在妊娠中期或產后早期,并具有先兆子癇和膽汁淤積等較常見的癥狀。此外,有研究表明懷孕期間增加膽堿補充,可降低人胎盤組織中抗血管生成因子和先兆子癇危險標志物fms樣酪氨酸激酶-1(sFLT1)水平。另有動物實驗表明飲食中膽堿能提高胎盤組織中甜菜堿的濃度,從而下調炎癥基因的表達并改善胎兒生長發育。

 

備注:神經管是發生中樞神經系統的始基,由神經溝閉合而成。神經管的頭段先出現三個球狀膨大,即前、中、菱三個腦泡。前腦泡分化為端腦和間腦,中腦泡分化為中腦,菱腦泡分化為后腦和末腦。端腦進一步發育為兩個大腦半球,后腦發育為腦橋和小腦,末腦發育為延髓。

神經管系神經系統中樞部分胚胎時期的原始結構。此管是在胚胎4周末由2側神經褶逐漸靠攏并愈合成1條中空的神經管,此管前端發育為腦,后端發育為脊髓。如果此神經管前端閉合不全,小兒可形成先天性顱骨裂并可伴有其他畸形;如果后端閉合不全可形成先天性脊柱裂,均對病兒造成嚴重后果。

 

 

盡管膽堿在孕產婦保健中具有重要作用,但大約90–95%的孕婦日常膳食中膽堿攝入不足,而且多數產前補充劑中也不含膽堿成分。因此建議通過食用富含膽堿的食物和/或補充劑來提高母嬰人群膽堿營養水平。

 

膽堿:在嬰兒健康中的作用

 

1970年代后期,小兒科住院醫師史蒂芬·蔡塞爾(Steven Zeisel)觀察到人類新生兒的血膽堿濃度比成人高得多。隨后其合作伙伴Jan Blusztajn在動物實驗中也觀察到,新生兒(幼鼠)對膽堿的代謝需求增加,進而導致大腦和肝臟中磷脂酰膽堿的內源性合成增加。進一步的研究表明,在正常飲食條件下,懷孕期間母體肝膽堿會被耗盡,并轉運、富集至胎盤,從而增加胎兒組織的膽堿濃度。在哺乳期膽堿也會于乳腺內積聚并分泌至乳汁中,從而為發育中的嬰兒提供充足的膽堿。

 

 

 

0–6個月嬰兒的膽堿建議攝入量為每天125 mg,7-12個月嬰兒的建議攝入量為每天150mg。這些建議攝入量是參考體重為7kg(約18mg/kg)的0至6個月嬰兒的膽汁和母乳中的膽堿濃度(160mg/L),母乳平均產量(0.78L/天),以及7-12個月參考體重而設定的。

 

孕產婦飲食中膽堿在胎兒大腦發育過程中發揮重要作用,并可對后續生長發育產生持續影響。有研究發現膽堿會改變大腦隔墊和海馬中神經元分化的時間,這兩個區域與學習和記憶功能相關。其他研究發現成人海馬神經膽堿調節速率以及海馬腦源性神經營養因子增加,可導致成人記憶任務的認知能力提高。懷孕期間母親膽堿攝入量較高,則兒童7歲齡的記憶能力表現更好。此外,胎兒眼睛的發育也受膽堿影響,如果母體膽堿攝入量低會導致嬰兒視網膜干細胞的減少和視力受損??傊?,越來越多的證據強調了膽堿在產前營養中的重要性。

 

膽堿在促進大腦發育和認知功能方面也起著重要作用。在動物模型中,膽堿攝入不足會導致母體血漿和乳汁中膽堿代謝產物濃度降低,進而造成新生兒膽堿營養缺乏。觀察性研究表明,懷孕期間較高的膽堿攝入與改善7歲兒童視覺和記憶能力有關。一項針對15歲兒童的大規模臨床研究(n = 324)表明,血漿膽堿水平與學業成績顯著正相關,與社會經濟地位(SES)因素和葉酸攝入量無關。

 

在一項隨機、雙盲、對照試驗中,補充母體膽堿雖然不能改善嬰兒記憶能力或語言發育狀況,但可以提高嬰兒信息處理速度。產后膽堿缺乏可能導致嬰兒瘦體重增長緩慢和神經認知發育受損,因此可考慮產后補充母體膽堿以降低相應風險。

 

 

參考文獻:

[1]Mun J G, Legette L, Ikonte C J, et al. Choline and DHA inMaternal and Infant Nutrition: Synergistic Implications in Brain and EyeHealth.[J]. Nutrients, 2019, 11(5).

[2]Brunst K.J., Wright R.O., DiGioia K., Enlow M.B., FernandezH., Wright R.J., Kannan S. Racial/ethnic and sociodemographic factorsassociated with micronutrient intakes and inadequacies among pregnant women inan urban US population. Public Health Nutr. 2014;17:1960–1970.

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