压力会影响身体,并可能引发疾病——从精神疾病到心脏病。人类在一生中会面临不同强度的压力——童年、青春期和老年。但是什么时候压力对我们身体系统的影响最大呢?许多研究人员坚持认为,这种关键影响发生在胎儿时期,也就是子宫内。直到最近,这一假设主要基于表明怀孕期间压力与疾病易感性之间存在相关性的统计数据。现在,魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的科学家们发表在《细胞代谢》(Cell metabolism)杂志上的一项新研究,首次在产前压力和饮食失调之间建立了明确的因果关系。此外,在一项对老鼠的研究中,研究人员成功地通过独特的饮食方法预防了强迫性饮食失调的发作。
怀孕期间适度的压力暴露并不一定是负面的。压力对胎儿的影响在生存方面具有进化意义——通过为母亲提供一种与未出生的后代沟通的方式,让他们了解即将出现的世界。例如,当母亲居住在食物匮乏的地区时,她会希望促使胚胎以一种高效而节俭的方式发育身体,并减缓其代谢率。这种传递给胚胎的母体信息也被称为胎儿的“编程”。当“规划”与实际情况和需求不匹配时,就会出现问题;例如,一个“被编程”减慢新陈代谢的孩子,实际上出生在一个高热量食物丰富的文化中,可能会患上肥胖和代谢综合征。
饮食失调目前在西方比以往任何时候都更为普遍,女性的比例明显高于男性。暴饮暴食症(BED)是一种非常常见的饮食失调症,其特征是在短时间内强迫性暴饮暴食高热量食物,约占人口的3%。BED通常在青春期晚期发作,会大大增加患高血压、糖尿病和心脏病的风险,还会导致抑郁、自卑和焦虑症。一种普遍的趋势是将女孩的饮食失调与广告业和受西方文化影响的身材趋势联系起来。然而,目前的研究表明,女性饮食失调的高发病率也反映了一种模拟小鼠饮食失调的模型的特征。换句话说,在老鼠身上,饮食失调在雌性老鼠身上更为常见。但是,为什么有些女孩患饮食失调的风险增加,而另一些女孩则受到保护,这种敏感性是如何受到产前发生的过程的影响的?
为了研究这些问题和其他问题,神经生物系的Alon Chen教授和他的团队使用了他们开发的遗传系统来模拟小鼠的生物应激机制。研究人员将抗生素敏感病毒注射到怀孕小鼠的大脑中,并在怀孕的第三周也是最后一周,他们在饮用水中添加抗生素,以激活该系统,并导致应激激素CRF(促肾上腺皮质激素释放因子)的释放。一周后,怀孕结束,幼崽出生在一个良好的环境中。只有在它们长大10周后,为了测试它们对强迫性饮食的敏感性,才对它们进行营养挑战:老鼠在很短的时间内被喂食高热量的“西方”饮食,这可能会引发“暴饮暴食”的冲动。研究结果很清楚:母亲在怀孕期间暴露在压力下所生的女性在暴露于环境挑战后往往会患上强迫性饮食失调症。这项研究由博士后玛丽安娜·施罗德(Mariana Schroeder)博士领导。玛雅·莎伦·勒博、约纳特·德罗里和米拉·雅科夫切夫斯基;研究生塔玛·波拉切克和玛琳·恩格尔;以及生命科学核心设施部的Shifra Ben-Dor博士。
除了确定怀孕期间的压力和强迫性饮食失调之间的联系之外,研究小组还试图了解和揭示那些倾向于患上饮食失调症的女性的大脑是如何被编程的。他们重复了这个实验,但不是等待后代成年,而是在出生前检查了胚胎的大脑。Chen:“我们发现了一件非常有趣的事情:观察胚胎的大脑,我们发现母亲的应激机制被激活的后代和母亲的应激机制未被激活的后代之间存在巨大的分子差异。然而,成年后,这种差异就消失了。只有当老鼠受到某种形式的挑战时,这些差异才会表现出来。这表明,由于基因没有变化,在胚胎阶段引入了表观遗传标记,而不是遗传标记。”
表观遗传学(字面意思:在遗传学之上)研究的是介导环境信息的分子机制,以及这些信息如何影响和塑造我们的基因组表达,而不改变基因本身或DNA序列。在这种情况下,来自母亲的信息引起了雌性胚胎大脑的变化。最重要的表观遗传机制之一是DNA甲基化,这是一个简单的生化过程,其中甲基与遗传片段结合,从而决定特定基因的转录水平。在这项研究中,科学家们首次表明,压力暴露在下丘脑的亚甲基化中表达,下丘脑是调节代谢过程、激素产生和压力反应的大脑区域。
甲基平衡饮食
但这项研究最令人惊讶的部分还在后面。研究人员发现,通过给予影响身体甲基化过程的食物,如叶酸、胆碱、蛋氨酸、维生素B12和B6,他们可以防止“易感”的老鼠患上强迫性饮食失调症。“也许研究中最意想不到的发现,”陈说,“是我们仅仅通过提供甲基来源的均衡饮食就成功地防止了这种疾病的出现。”这是否意味着均衡饮食也有助于治疗人类的饮食失调?值得注意的是,目前这项研究是在小鼠模型上进行的,但它所描述的所有生物基因和途径都是小鼠和人类共有的。”
来源:http://wis-wander.weizmann.ac.il/life-sciences/stressed-out-birth-mice-exposed-prenatal-stress-are-predisposed-eating-disorders-later