微量元素与儿童脑发育

微量元素与儿童的脑发育

【摘要】为了保证儿童脑的良好发育与发展，应该重视孕母及儿童微量元素的合理供给。本文主要对一些重要微量元素对儿童脑发育的影响作用进行了研究综述，旨在帮助人们理解微量元素与儿童脑发育的关系。

【关键词】微量元素；儿童；脑发育

人在生长发育过程中，脑的发育是最早的，也是最重要的。“营养影响人脑的发育与功能”已成为不争的事实，尤其在儿童脑发育的关键时期，合理营养、平衡膳食尢为重要，甚至会影响其一生及后代的智能发育。营养学家研究证实，影响人脑发育的重要营养素有蛋白质、脂质、碳水化合物、维生素、无机盐等，其中无机盐中的一些微量元素对儿童的脑发育至关重要，本文主要就此方面做一综述。

1铁

铁是人体内含量最高的微量元素，也是神经系统发育必需的、极为重要的营养元素。铁在脑组织中主要存在于大脑白质（胶质细胞为主）中，以苍白球、红核、尾状核、壳核及黑质的含量最高 [1]，大脑皮层与小脑的铁含量较少。胎儿及婴幼儿脑的发育对缺铁尤其敏感。

（1）铁参与合成血红蛋白，担负着运输与供应氧的重要生理功能，同时，也通过影响细胞色素酶及三羧酸循环中的重要含铁酶的形成来影响组织的氧化还原、能量代谢等。缺铁会使血红蛋白合成

减少，导致氧的运输与供应不良，直接影响脑组织的正常生长发育。近年来较多证据表明缺铁尚无贫血阶段即可导致儿童智能行为改变，尤其是在胎儿及婴儿发育的关键期，轻度缺铁性贫血也会导致不可逆的脑损害[2]。（2）铁通过人体组织的重要代谢酶参与合成或调节脑内重要神经递质的新陈代谢。如脑组织单胺氧化酶（mao）是一种铁依赖酶, 是灭活单胺类神经递质的重要酶；含铁酶色氨酸羟化酶是催化色氨酸转化为5-羟色胺（5- ht）的限速酶；而含铁酶醛氧化酶则催化l-酪氨酸转化为 3, 4-二羟基苯丙氨酸，形成多巴胺（da）及去甲肾上腺素（ne）的重要前体物质[3]。体内铁的缺少会引起脑组织神经递质的代谢障碍，从而影响脑的正常发育与功能的维持。（3）铁参与脑神经髓鞘的合成与代谢，进而影响脑神经信号的传导。铁在脑组织主要存在于胶质细胞中，其中少突胶质细胞中的铁参与神经髓鞘的合成与质的代谢, 包括胆固醇和脂肪

酸的合成。缺铁会引起转铁蛋白水平的上升，抑制半乳糖脑苷脂的表达，导致神经系统髓鞘化不足，脑细胞的神经信号传导受阻[3]。2锌

锌是人体最易缺乏的必需微量元素，对儿童神经系统的发育具有非常重要的作用。

（1）锌参与神经系统生长发育所需重要酶与激素的合成与激活。锌通过形成和激活rna和dna聚合酶，促进神经细胞的分裂增殖与生长发育。缺锌直接导致dna 聚合酶和rna 聚合酶的数量与活性降低，核酸与蛋白质的合成受限，细胞增殖分化速度减慢，组织和

器官的发育迟缓，或呈现不同步发育现象。研究表明，孕妇缺锌可导致胚胎神经细胞与神经胶质细胞生长受限或发育异常，尤其易导致所产胎儿出现无脑、脊柱裂等中枢神经系统的畸形。其次，锌参与生长素的合成，加快细胞分裂，促进神经组织的生长发育。（2）锌直接影响重要脑组织结构的形成与生长发育。缺锌导致神经系统核酸与蛋白质的合成受限，直接会导致构成神经系统的主要细胞：神经细胞与神经胶质细胞的数量减少，使儿童脑重与脑体积低于正常儿童。神经胶质细胞的减少还会阻碍神经髓鞘的正常形成与生长，同时，也会影响神经细胞的形态与结构。如dvergsten[4]研究表明，缺锌可引起小鼠脑神经细胞超微结构的改变，如小脑颗粒细胞减少，蒲肯野氏细胞外观畸形，树突分支减少和突触减少等。王福庄等[5]通过动物实验发现，适量锌(培养基浓度 0.25～2mg/ l)对海马神经细胞突起生长数目和长度有明显促进作用。胎儿出生后至断乳期是海马和小脑细胞分裂生长最旺盛的时期，此期即使短暂的缺锌也会直接影响到海马和小脑的发育状态，继而产生持久的行为改变 [6]。

3硒

硒是人类早期胚胎发育必需的微量元素之一，主要以硒蛋白的形式发挥生物学作用。近年来研究发现，硒与儿童的脑发育有关，可通过多种方式影响脑的发育。

（1）硒通过影响甲状腺激素的代谢影响脑的发育[7]。甲状腺激素是促进中枢神经系统发育，尤其是脑发育的重要内分泌激素之

一，婴幼儿甲状腺激素（尤其是活性t3）缺乏，容易导致呆小症的发生。三种含硒的脱碘酶id-ⅰ、id-ⅱ及id-ⅲ，可将低活性的四碘甲状腺原氨酸(t4)转化为高活性的三碘甲状腺原氨酸(t3)，同时还会使多余的甲状腺激素降解为低活性或无活性的形式，对维持甲状腺激素在机体内的动态平衡及生理功能的正常发挥非常重要。研究发现，缺硒, 会使3种脱碘酶合成受限，尤其是存在于中枢神经系统的id-ⅱ与id-ⅲ活性降低，脑组织局部t3 不足，直接影响脑的发育。研究证实，缺硒时谷胱甘肽过氧化物酶（cgpx）活性下降, 可加重碘缺乏引起的甲状腺组织的损害，而cgpx对硒的缺乏尤为敏感，如果是胎儿和新生儿的甲状腺组织，因其本身就很脆弱，更会促使其组织细胞萎缩、变性、甚至坏死，严重影响甲状腺激素激素的分泌及脑的发育。（2）硒可直接促进脑神经细胞的生长发育。我国张占元、田东萍等对神经细胞培养研究发现，硒可直接促进神经细胞早期突起生长，提高神经细胞存活率，对脑神经细胞的增殖和dna 的合成都有不同程度的增强作用。刘德润等也研究发现，硒能促进锥体细胞主干树突和基树突分枝的生长, 同时对星形细胞

树突分支也有明显促进作用。

4碘

碘是胎儿脑发育所必须的的营养成分，因为碘是甲状腺素合成的主要成分，而甲状腺素与脑发育关系密切，主要通过调节基因的转录和蛋白质的表达来影响大脑神经细胞的增殖，神经轴、树突及突触结构的形成，神经髓鞘的发育，神经递质的代谢等。碘缺乏病

（idd）和呆小症已被who认为是最常见的引起大脑损坏的疾病，也成为儿童智力低下的常见原因之一。主要表现为大脑神经细胞发育延迟或发育不完善，进而引起脑功能的障碍。有研究学者指出，妇女在怀孕前或怀孕早期（尤其是怀孕12周之前）摄入碘量过少，胎儿出生后出现呆小症的可能性非常大，并且对脑发育的影响将是不可逆性的损害[14]。但是如果孕妇或儿童摄入碘过量，也会造成脑神经细胞的损伤。如有动物实验表明，高碘可引起大脑神经细胞体积减小，密度增加，脑发育落后[13]。所以，儿童尤其是胎儿及婴幼儿体内碘浓度维持正常的生理状态非常重要。

5锰

人体对锰元素的需求量极微（成人 2.5--5.0mg/天），但必不可少，因为它参与遗传信息的传递及甲状腺和性腺的分泌，是硫酸软骨素合成酶、糖基转移酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶等多种酶的必需辅助因子，对骨与软骨的正常生长发育，糖与脂肪的正常代谢，以及肌体的造血功能等都有重要作用。缺锰可使儿童软骨形成不正常、骨骼发育畸形，生长发育迟滞，最大的危害会影响大脑的发育，严重导致智力减退，儿童多动，还易诱发癫痫和精神分裂症等精神疾病。研究证明，锰与脑的智能发展、思维、情感、行为等均有一定关系。同时，锰也是常见的生产性毒物和环境污染物，最新研究表明，锰中毒可以引起大鼠空间学习记忆障碍，并且症状会随着大脑内锰含量的增加而加重。

6铜