当前,全球食物环境面临大量人口处于不适宜营养状况的问题,这或是由于超加工食品的过量消费,或是因为大量人群无法获得安全、优质的食物。良好营养的重要性远不止于生活质量,其影响可跨代传递,导致一系列可能导致慢性非传染性疾病(NCDs)和代谢综合征的生物标志物,这为评估发育关键期暴露于不良营养影响的研究提供了支持。鉴于此背景,一个对基础代谢至关重要的器官——甲状腺,可能会受到此类条件的影响,研究其组织效应及其激素反应(甲状腺激素T3和T4)对于理解全身性影响至关重要。研究人员利用健康与疾病的发育起源(DOHaD)理论对此主题进行了研究,该理论探讨了应激暴露如何影响关键发育时期。因此,本叙述性综述旨在汇编研究,这些研究将母体蛋白质营养不良或脂质过量摄入与母体及其子代的甲状腺短期、中期和长期后果联系起来。研究人员发现,低母体蛋白质摄入可导致性别特异性影响,引起循环T3和T4浓度变化、胎盘酶活性改变,并对基础代谢产生潜在即时影响。过量的母体脂质摄入会扰乱内分泌和代谢稳态,导致甲状腺激素水平改变和母乳成分变化,从而损害哺乳期。它还会促进高血糖和高瘦素血症,并干扰与甲状腺相关的代谢轴。因此,在关键发育时期确保充足营养至关重要,因为干扰可导致终身的甲状腺稳态损害。
本文是一篇叙述性综述,旨在从健康与疾病的发育起源(DOHaD)视角,阐明母体高脂或低蛋白饮食在发育生物学不同阶段对子代甲状腺及全身健康的影响。
引言部分指出,营养不良是一个全球性问题,涵盖营养匮乏和过量摄入,以及不良的饮食质量。世界卫生组织强调,全球仍有大量人口无法获得健康饮食,且过度饮食(如饱和脂肪与反式脂肪摄入超标)同样有害。在此背景下,母体营养不良尤其具有危害性,因其不仅影响母体健康,还会对子代的健康与发展产生持久影响,这与DOHaD概念中关于易感窗口期(如妊娠期和哺乳期)决定健康或疾病的观点相符。甲状腺是影响线粒体生物发生、糖原分解、糖异生活动和能量代谢的关键腺体,其合成的三碘甲状腺原氨酸(T3)和甲状腺素(T4)在病理状态下(如甲状腺功能减退或亢进)可发挥关键作用。研究证实,母体甲状腺健康与妊娠方面存在关联。综上所述,基础代谢对母体和胎儿的即时与长期健康至关重要。
研究方法部分说明,本综述在PubMed平台进行文献检索,使用了诸如“母体蛋白质限制与甲状腺”、“母体低蛋白饮食与甲状腺”、“母体高脂饮食与甲状腺”等检索词,并排除了综述类文章、未聚焦于甲状腺和/或代谢影响的文章,以及涉及一般性热量限制而非特定蛋白质或脂质操作的文章。作者选择不采用PRISMA协议,而是采用叙述性综述,以进行更全面和解释性的分析,旨在构建一个关于已观察到或被认为存在空白的机制的广泛整合视图,而非回答单一、明确的临床问题。
母体蛋白质限制部分综合了多项动物研究。在孕猪模型中,母体低蛋白饮食(LPD)导致雌性子代出现性别特异性的发育迟缓和胎盘酶紊乱,以及子代血清皮质醇升高和T4降低。在孕鼠中,LPD导致母体未结合T4和T3水平显著降低。对孕牛的研究显示,妊娠不同阶段暴露于LPD对雄性和雌性子代的甲状腺功能有不同影响,表明营养干预的时机至关重要。在大鼠LPD研究中,观察到子代体重、骨骼生长、血浆蛋白和甲状腺激素水平下降,以及骨重塑增强。哺乳期LPD研究则显示母体甲状腺脱碘酶(D1、D2)活性改变,影响母乳质量;成年子代出现代谢编程现象,表现为组织中脱碘酶活性改变、促甲状腺激素(TSH)对促甲状腺激素释放激素(TRH)反应降低;还观察到子代瘦素-下丘脑信号通路改变,导致脂肪生成减少和潜在的甲状腺功能亢进风险。另有研究指出,母体LPD可延迟胎儿甲状腺滤泡形成,减少垂体促甲状腺细胞数量,并与子代终身体重和甲状腺激素水平变化相关。总体而言,母体蛋白质限制在短、中期会导致血清甲状腺激素浓度失衡,但对衰老的影响尚待探索,这些全身性紊乱会影响细胞的线粒体能力及合成代谢与分解代谢反应。
母体高脂饮食部分探讨了过量脂质摄入的影响。利用非人灵长类模型的研究发现,宫内暴露于母体高脂饮食(HFD)与胎儿游离T4水平降低相关,并破坏胎儿肝脏、甲状腺和下丘脑中脱碘酶和碘甲状腺原氨酸基因的转录。在大鼠模型中,母体HFD增加母体体脂,改变母乳成分(蛋白质、胆固醇、甘油三酯升高),导致断奶子代体重增加、脂肪堆积、出现高血糖和高瘦素血症,并伴有下丘脑瘦素抵抗迹象;同时子代血浆甲状腺激素(T3、T4)水平升高。另一项研究显示,暴露于母体高脂高糖饮食的成年子代出现脂肪量增加、葡萄糖耐量下降、胰岛素敏感性降低以及血浆瘦素和TSH水平升高。然而,一项前瞻性队列研究提示,孕早期血浆磷脂多不饱和脂肪酸(如EPA和DHA)可能与改善母体甲状腺功能相关,表明脂质质量至关重要。当前,关于母体HFD对子代甲状腺功能直接影响的文献仍存在空白,但分析表明其影响主要直接作用于脂质稳态和脂质循环,进而影响肝脏和脂肪组织功能。
讨论与总体见解部分总结道,本综述阐明了母体高脂或低蛋白饮食在不同发育生物学阶段对子代甲状腺和全身健康的影响。文献在此领域仍然稀缺,尤其是涉及转化或临床研究以评估甲状腺与代谢健康风险的数据。微量营养素(如碘、硒、铁、锌等)对甲状腺激素合成与调节至关重要。此外,母体营养状况本身也会影响母体健康,孕期甲状腺功能障碍与不良妊娠结局相关。流行病学研究提示,母体游离T4水平轨迹可能影响子代长期的代谢结局。
营养学见解部分强调,了解胎儿和新生儿甲状腺的正常胚胎学和生理学有助于评估新生儿可能存在的甲状腺疾病。本综述证据突出显示,在关键发育窗口期,充足的蛋白质和脂质摄入至关重要,因为这些宏量营养素是形成生物结构和维持机体功能所必需过程的基础。对于处于社会脆弱性条件下、无法获得安全充足食物的人群,此主题研究对推进粮食安全议程和制定公共政策尤为重要。
生化与生物学视角部分指出,甲状腺激素以组织特异性方式调节肝脏胰岛素敏感性、糖异生、骨代谢、基础代谢率和线粒体功能。母体营养不良和过量简单脂肪酸摄入似乎通过不同机制影响母体-胎儿甲状腺健康:蛋白质限制可能具有直接的线粒体效应,干扰ATP合成所必需的催化步骤,早期导致甲状腺功能减退状态,后期则可能出现代偿性甲状腺功能亢进。高脂饮食也似乎导致子代初始的甲状腺功能减退,但主要适应效应似乎与脂质代谢相关,干扰脂解和脂肪生成过程,可能涉及皮质酮作用、脂肪酸运输、三酰甘油循环或内质网与线粒体酶功能的紊乱。
系统性可能影响部分推论,母体营养不良和高脂饮食可能产生协同的全身性后果,例如:与中枢代谢相关的肝脏问题;为支持脑神经元代谢而可能增加的生酮作用负担;过度的氨基酸和肌肉氧化导致分解代谢风险增加(除脂肪储备外),并产生肌酐和铵离子影响肾脏健康。此外,还可能对厌食性和食欲刺激性激素及其下丘脑反应产生不良影响,形成饱腹与饥饿的编程框架;同时,基础代谢失调的全景也可能调节合成代谢激素(如性激素和胰岛素)与分解代谢激素(如胰高血糖素、皮质酮、肾上腺素)之间的平衡。
局限性部分说明,本综述主要关注蛋白质和脂质宏量营养素的作用,未采用PRISMA方法,也排除了其他不良母体饮食条件(如热量或微量营养素限制,或过量蛋白质/碳水化合物摄入),但强调了两种当前相关的主要场景:社会经济脆弱人群中常见的蛋白质摄入不足,以及现代饮食模式(包括经济优势群体中)普遍存在的过量脂质摄入,主要由超加工、营养贫乏的食品驱动。同时,综述聚焦于甲状腺结局,未纳入其他虽与类似母体饮食操作相关但缺乏对甲状腺直接影响直接方法学证据的广泛代谢改变。
结论部分最终指出,本综述强调了母体营养不良对甲状腺内分泌功能的影响,揭示了与这两种饮食类型均相关的代谢滞后。性别特异性发现凸显了需要进一步研究产前内分泌失调及其对出生时和后期直接影响的必要性,因为基础代谢似乎已受损。母体饮食仍然是一个重大挑战,尤其是在全球粮食不安全加剧和超加工食品消费模式上升的背景下。因此,关键发育时期的充足营养至关重要,因为干扰可导致终身的甲状腺稳态损害。