童年饥饿重塑了生命的生物学

生命最初 1,000 天的营养不良会导致永久性的生物学变化,影响到全世界 3500 万儿童。了解世代影响背后的科学。
人类健康发展的机会之窗非常狭窄。在儿童生命的前 1000 天(从受孕到两岁),身体和认知发展的几乎各个方面都奠定了生物学基础。这个关键时期代表了营养、养育和环境因素塑造一生轨迹的独特时刻。然而,对于全球数百万儿童来说,这个关键的窗口期恰逢食物不足和营养不足,引发了级联的生物变化,其后果远远超出了儿童时期。
如今,全球有 3500 万儿童正在经历着持续的饥饿和营养不良,同时也在度过他们的成长早期。这种广泛的剥夺的影响远远超出了暂时的不适或生长迟缓。神经生物学和发育科学的最新进展表明,童年饥饿从根本上在细胞水平上重新连接发育中的大脑和身体,从而造成新陈代谢、免疫功能和神经结构的永久性改变。一旦获得足够的营养,这些生物变化就不会简单地消失,它们会持续整个成年期,影响从教育成就到经济生产力再到长期健康结果的一切。
发育生物学科学表明,早期营养剥夺会触发为在资源稀缺环境中生存而设计的适应机制。当幼儿缺乏足够的热量和必需营养素时,他们的身体会发生深刻的生理变化。发育中的大脑大约消耗身体总能量的 20%,对可用的葡萄糖和氨基酸的竞争越来越激烈。这种代谢优先顺序导致其他身体系统(包括免疫发育和骨骼形成)在次优水平下运行。
在这个关键的发育窗口期间,营养不良会影响负责生长、代谢和认知功能的基因的表观遗传调控。表观遗传学——控制基因开启或关闭的化学修饰——代表了环境条件和基因表达之间的界面。当儿童在最初 1000 天内经历饥饿时,表观遗传变化就会发生,这些变化可以抑制与生长相关的基因,同时激活与压力反应和代谢保存相关的基因。值得注意的是,这些表观遗传改变可以遗传给后代,可能会影响那些早期经历营养不良的人的子孙。事实证明,这对大脑发育的影响尤其重要。人类大脑在婴儿期和幼儿期经历爆炸式增长,绝大多数神经连接在三岁之前形成。 营养缺乏,特别是蛋白质、铁、碘和锌不足,会损害突触连接的形成和神经纤维的髓鞘形成——神经纤维是实现快速神经传递的绝缘体。在此期间经历严重饥饿的儿童表现出脑容量减少、神经连接模式改变以及执行功能、记忆和处理速度的表现下降。这些神经系统影响持续到成年,影响学习能力、决策能力和长期经济前景。
除了大脑之外,儿童时期的饥饿从根本上改变了多个器官系统的发育。免疫系统在婴儿期和幼儿期经历了关键的成熟期,当热量和微量营养素摄入不足时,免疫系统就无法正常发育。经历早期营养不良的儿童表现出先天性和适应性免疫反应的发育受损,使他们在整个儿童期和成年期都容易受到感染。负责吸收营养和防止病原体入侵的消化道也发育异常,可能为持续数十年的慢性胃肠道问题埋下伏笔。
早期粮食不安全的代谢后果会造成长期的生理脆弱性。熬过饥饿期的儿童会经历有利于脂肪储存和能量保存的代谢适应。一旦获得足够的食物,这些代谢程序化的儿童往往会体重快速增加,肥胖风险增加——这似乎是早期剥夺的自相矛盾的结果。这种代谢遗留问题导致有儿童营养不良史的人群中 2 型糖尿病、心血管疾病和代谢综合征的发病率升高。
早期饥饿的心理和行为影响将其生物学影响扩展到社会和情感领域。婴儿期与营养不安全相关的慢性压力会在下丘脑-垂体-肾上腺 (HPA) 轴建立其基线设定点的敏感期升高皮质醇和其他应激激素。在饥饿中长大的儿童通常会出现应激反应系统的改变,其特征是反应性增强,或者相反,反应性迟钝。这些压力调节的神经生物学变化会影响一生的情绪调节、社会行为和心理健康状况的脆弱性。
这场危机的代际层面值得特别关注。当营养不良的女孩达到生育年龄时,她们的生育能力往往会受到影响,身材矮小,骨盆容量下降,这些因素会增加妊娠并发症并限制自己孩子的出生体重。童年经历过饥饿的母亲所生的女儿面临着宫内生长不足的较高风险,从而使剥夺的循环在几代人之间持续下去。这种脆弱性的生物遗传也许代表了儿童饥饿最阴险的方面,因为它将营养劣势嵌入到人群的遗传和表观遗传结构中。
了解饥饿的持久生物效应具有深远的政策意义。前 1000 天的概念日益影响国际发展优先事项、营养计划和公共卫生举措。世界各地的组织认识到,在此窗口期间采取的干预措施可以带来非凡的投资回报,可以预防代价高昂的健康并发症,提高教育程度并建设经济能力。早期营养干预——包括孕产妇营养支持、促进母乳喂养、补充喂养计划和急性营养不良的治疗——在预防早期剥夺的最坏结果方面已显示出显着的功效。
尽管如此,全球的应对措施相对于需求规模而言仍然不足。目前,3500 万儿童在饥饿中长大,从生物学角度来说,他们是迷失的一代,他们的潜力受到很大程度上无法控制的环境的限制。 全球儿童饥饿问题的解决每拖延一年,就会导致另一群人陷入神经发育受损、免疫功能受损和代谢功能障碍的境地。这种失败的社会成本(以生产力损失、医疗负担增加和人力资本减少来衡量)会在数十年和几代人的时间里不断累积。
饥饿引起的发育的生物学并不是命运,但它确实对生命轨迹建立了强大的限制。在出生后 1000 天内经历严重营养不良的儿童,无论随后的情况如何改善,都没有平等的机会充分发挥其潜力。解决这种根本性的不平等需要持续致力于确保每个儿童在这个不可替代的发展窗口期获得充足的营养。科学很明确:在这些关键的早年发生的事情不仅决定个人的健康结果,还决定整个世代的生物能力和复原力。
来源: Al Jazeera

