综述:脂肪酸的多面性作用及其在肥胖母亲中的失调:对婴儿发育的潜在影响
《Nutrition & Metabolism》:The multifaceted roles of fatty acids and their dysregulation in obese mothers: potential implications for infant development
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时间:2025年11月14日
来源:Nutrition & Metabolism 4.1
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本综述系统阐述了母体肥胖如何改变母乳脂肪酸构成,进而影响婴儿健康。文章揭示了肥胖母亲母乳中饱和脂肪酸(SFA)如棕榈酸(PA)和豆蔻酸(MA)升高,而单不饱和脂肪酸(MUFA)如油酸(OA)以及多不饱和脂肪酸(PUFA)如ω-3系列(DHA、EPA、ALA)降低,ω-6/ω-3比例失衡。这些变化通过调控NF-κB、PPAR、CREB等关键信号通路,可能扰乱婴儿能量代谢、免疫发育及神经系统功能,增加远期肥胖、代谢综合征等疾病风险,为制定母婴精准营养干预策略提供了重要理论依据。
脂肪酸的多面性作用及其在肥胖母亲中的失调:对婴儿发育的潜在影响
全球超重和肥胖(“globesity”)流行率的急剧上升,特别是育龄女性肥胖率的增长,使得母体肥胖对后代健康的影响成为重大公共卫生问题。母乳作为婴儿营养的黄金标准,其成分,尤其是脂肪酸构成,深受母体营养状况的影响。本综述深入探讨了肥胖或超重母亲母乳中各类脂肪酸的变化及其对婴儿健康的多层面潜在影响。
饱和脂肪酸(SFA)是母乳脂肪酸的主要组成部分,约占总量44-56%。在肥胖或超重母亲的乳汁中,SFA的组成常常发生变化,主要表现为豆蔻酸(MA, C14:0)和棕榈酸(PA, C16:0)水平升高,而硬脂酸(SA, C18:0)水平降低。
棕榈酸(PA)作为母乳中最主要的饱和脂肪酸,其浓度过高会通过激活蛋白激酶C(PKC)、增加内质网(ER)应激和活性氧(ROS)产生,进而增强Toll样受体4(TLR4)介导的核因子κB(NF-κB)和激活蛋白1(AP-1)信号通路,从而促进炎症反应。同时,PA通过激活mTOR/S6K1和固醇调节元件结合蛋白-1c(SREBP-1c)通路增强脂肪酸合成,并抑制AMPK/PGC-1α/PPARα通路减少脂肪酸氧化,导致脂质积聚。此外,过量的PA在肠道中易与钙形成不溶性钙皂,影响钙和脂肪的吸收,可能导致婴儿便秘和能量摄入不足。
豆蔻酸(MA)水平的适度升高对婴儿免疫和血管发育有贡献,但过量则可能通过增强干扰素基因刺激蛋白(STING)依赖的I型干扰素(IFN-I)反应破坏免疫耐受,并通过影响内皮型一氧化氮合酶(eNOS)活性干扰血管功能。然而,MA也具有一定的抗菌活性,能选择性促进乳酸杆菌定植,强化新生儿肠道免疫屏障。
硬脂酸(SA)的减少则对婴儿神经系统调节和能量储备构建不利。SA具有神经保护作用,它能促进核因子E2相关因子2(Nrf2)核转位,激活PI3K/Akt/NF-κB和SIRT1/FOXO等通路,上调抗氧化酶表达,清除ROS,保护神经元。同时,SA能激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)和SREBP-1c,促进脂肪酸合成和储存,为婴儿快速生长提供能量。
油酸(OA, C18:1△9)是母乳中最主要的单不饱和脂肪酸(MUFA)。母体肥胖诱导的胰岛素抵抗会抑制硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD1)的活性,降低硬脂酸(SA)向油酸(OA)的转化效率,同时内脏脂肪堆积促进的脂解导致游离脂肪酸优先进行β-氧化,从而限制了OA的生物合成,导致肥胖母亲母乳中OA比例下降。
OA含量减少会降低婴儿的能量供应效率。OA主要位于甘油三酯的sn-1和sn-3位,易被胰脂肪酶水解并快速氧化供能。OA不足会扰乱这一高效的能量释放机制,影响脂质消化吸收,可能导致婴儿能量摄入不足,影响生长。
在神经发育方面,OA是孤儿核受体TLX/NR2E1的内源性配体,可促进神经干祖细胞自我更新和增殖,增强海马神经发生。星形胶质细胞合成和释放的OA能通过激活PPARα上调生长相关蛋白43(GAP-43)和微管相关蛋白2(MAP-2)的表达,诱导神经元分化,促进轴突和树突生长。
在免疫调节方面,OA通过抑制NF-κB信号通路减少巨噬细胞中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)等促炎细胞因子的表达,并促进巨噬细胞向抗炎的M2表型极化。OA还能通过融入膜脂质改变膜流动性,增强CD4+ T细胞活化和钙动员,并影响其代谢重编程和分化。此外,OA还能通过调节T辅助细胞1(Th1)/T辅助细胞2(Th2)平衡、抑制TLR3/4-NF-κB介导的炎症来减轻哮喘病理。
2+信号调节T细胞活化以及通过TLR3/4-NF-κB通路维持肺Th1/Th2平衡来调节免疫稳态。蓝色区域划分主题域,红色文字突出分子靶点,黑色箭头指示过程流向。内脏脂肪堆积和代谢交互作用被集中整合以强调肥胖中OA的系统性失调'>
多不饱和脂肪酸(PUFA)对婴儿发育至关重要,尤其是ω-3和ω-6系列。母体肥胖显著影响母乳中PUFA的水平,具体表现为亚油酸(LA)和γ-亚麻酸(GLA)升高,而α-亚麻酸(ALA)、花生四烯酸(AA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)水平降低。
DHA和EPA对早期神经发育、免疫功能和代谢调节不可或缺。DHA和EPA通过激活G蛋白偶联受体120(GPR120)等,触发Raf/MEK/细胞外信号调节激酶(ERK)以及磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)等信号通路,促进转录因子环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)磷酸化,上调抗凋亡蛋白Bcl-2表达,并促进脑源性神经营养因子(BDNF)及其受体TrkB的表达,从而支持神经元存活和突触可塑性。DHA是神经和视网膜细胞膜磷脂的关键结构成分,对视觉和认知发育至关重要。EPA则更多参与抗炎和代谢调节,是消退素和保护素等特异性促消退介质(SPM)的前体,并能激活AMPK,刺激PGC-1α介导的线粒体生物发生,增强脂肪酸氧化。DHA和EPA的协同作用为婴儿的长期健康和韧性奠定了重要基础。
α-亚麻酸(ALA)是必需脂肪酸,是体内合成EPA和DHA的前体。ALA缺乏可能导致婴儿EPA和DHA水平降低,损害神经和视觉发育。此外,ALA能通过激活Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路调节肠道干细胞(ISC)增殖,并通过TLR4/NF-κB信号轴调节肠道微生物稳态。ALA水平下降会破坏肠道屏障,增加脂多糖(LPS)泄漏,引发全身性炎症并损害肝脏代谢功能。
花生四烯酸(AA)是类二十烷酸脂质介质(如前列腺素PGs、血栓烷TXs、白三烯LTs)的关键前体,这些介质在启动和调节免疫反应中起重要作用。AA耗竭会直接损害其合成,导致免疫细胞功能失调。有趣的是,AA也能通过生成脂氧素等SPMs以及激活PPARγ依赖性信号通路促进炎症消退,调节免疫代谢稳态。AA还能通过诱导c-Jun N-末端激酶(JNK)通路激活导致巨噬细胞S期阻滞,并通过抑制细胞外信号调节激酶(ERK1/2)信号通路和下调环氧化酶(COX-1/2)表达来抑制脂肪细胞分化。
亚油酸(LA)能抑制蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP),增强胰岛素受体信号,并通过激活AMPK和Akt信号增加细胞葡萄糖摄取能力,改善胰岛素敏感性。但过高的LA水平会导致9-羟基十八碳二烯酸(9-HODE)产生过多,激活JNK信号,促进促炎细胞因子分泌。其异构体共轭亚油酸(CLA)能通过下调FASN和SCD1抑制脂肪生成,并激活AMPK通路。γ-亚麻酸(GLA)则具有神经保护和抗炎特性,可通过调节NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路减轻淀粉样蛋白β(Aβ)诱导的神经炎症,并通过激活转化生长因子β(TGF-β)和PPARγ通路以及LKB1-AMPK-mTOR信号级联调节自噬与凋亡平衡。
母体肥胖通过改变母乳脂肪酸构成,深刻影响着婴儿的早期营养编程、生长发育、免疫建立和神经认知结局。面对全球育龄女性肥胖率持续上升的挑战,深入理解母体营养状态如何影响母乳活性成分,并据此制定精准的营养策略,对于改善母婴健康、预防后代慢性疾病具有重要意义。未来的研究需要超越当前对ω-3和ω-6脂肪酸的关注,拓展至母乳更广泛的脂质组学景观,探究其与其它营养素的相互作用,并置于社会文化、行为和环境的大背景下进行综合考量。跨学科合作、大数据分析和符合伦理的研究实践将是推动这一领域发展的关键,最终目标是实现基于证据的、个性化的母婴营养干预,促进不同人群的健康福祉。
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