铁缺乏或铁过量都会导致细胞和器官功能紊乱,血浆铁浓度较低时会限制铁吸收和血红蛋白合成,从而造成贫血[17]。Kennedy等[18]对胚胎期缺乏原铁的怀孕大鼠实施胆碱干预后,其后代新物体识别能力恢复、海马基因表达增加,而社交行为在产前胆碱补充组中部分改善。表明产前
补充胆碱也许能辅助新生儿缺铁治疗、改善长期认知和社会情感缺陷并促使海马可塑性基因表达。
孕期摄入乙醇是精神发育迟滞主要的原因,乙醇致畸的机制之一就是 L1细胞黏附分子 (L1)功能的紊乱。Tang等[19]动物细胞实验表明,出生后 6 d大鼠的颗粒神经元经胆碱预处理能够显著降低乙醇对 L1信号、脂质筏中 L1的分布及 L1调控的神经突外生的影响,但并不能使 L1功能
完全回到正常。Hunt[20]动物实验表明,早期发育阶段补充胆碱可使大鼠长期的记忆增强,而且出生前后摄入胆碱可抵抗乙醇产生的不良反应。Otero等[21]发现患胎儿乙醇谱系疾病动物的记忆和行为功能受损,这些缺陷可能与乙醇诱导的海马和前额叶皮质变化有关,而胆碱可通过调控 DNA甲基化来抑制乙醇的致畸作用。Kable[22]的研究提示,胆碱通过阻止胎儿乙醇相关的二甲基甘氨酸的减少,从而促进脑功能正向发育。Monk等[23]发现胎儿期摄入乙醇降低海马背部毒蕈碱 (M1)受体的密度,不能被胆碱逆转;而发育期乙醇摄入增加M(2/4)受体的密度,可被胆碱逆转。表明围生期补充胆碱能够通过影响胆碱能系统缓解乙醇相关的病理改变。Boeke等[24]在 895名母亲中评估了孕早期摄入胆碱、维生素 B12、甜菜碱和叶酸对后代 7岁时视觉记忆和智力水平的影响,结果表明除胆碱外摄入其他营养物和认知测试不相关,孕期摄入合适剂量的胆碱对孩子 7岁时视觉记忆的提高有明显帮助。另外一项临床研究表明,孕妇日常饮食服用磷脂酰胆碱 (含适量的胆碱 )并不能增强娩出后婴儿的大脑发育、身体发育、语言发育、短期视觉记忆和长期情景记忆[25]。这也许需要更长的后期随访来揭示可能出现 的效应。
3 胆碱对成年个体认知功能的影响
胆碱作为质膜双层细胞外叶最常见的极性基团,其摄 取是膜磷脂合成的限速步骤,对缺血坏死神经元膜损伤的 及时修复和细胞存活极为重要。有研究发现,大鼠外伤性 脑损伤后,缺血再灌注引起脂质过氧化并启动多种细胞凋 亡途径,使海马和皮质神经元α7烟碱胆碱能受体表达降 低并最终产生认知障碍,而选择性α7烟碱乙酰胆碱受体 激动剂胆碱对外伤性脑损伤大鼠的神经功能有改善作用。 Borges等[26]发现短期口服胆碱可提高全脑缺血大鼠海马 CA1神经元的存活时间。Guseva等[27]对全脑缺血性损伤小鼠进行胆碱预处理和后处理发现在水迷宫测试中空间记忆有一定的提高,并可降低脑部炎症,使外伤性脑损伤诱导的烟碱乙酰胆碱受体表达缺陷回到正轨。Jin等[28]也发现胆碱可以通过上调α7nAchR表达使低氧诱导因子α和血管内皮生长因子产生加快,从而促进全脑缺血大鼠的脑血管 和大脑皮质毛细血管再生,表明α7nAchR激动剂可促进脑损伤神经功能恢复。但也有报道指出胆碱改善全脑缺血的认知功能效果不明显。Guseva等[29]报道两组大鼠创伤性脑 损伤前后,增加胆碱摄入组与普通饮食组相比认知功能紊乱均有出现,差异不显著。
胆碱亦可靶向增强胆碱能系统来调节记忆。Blake等[30] 在海马背侧给予α7烟碱受体激动剂胆碱可恢复东莨菪碱 诱导的记忆障碍。McCall等[31]比较了大鼠从断乳至成年早 期单独喂养胆碱、ω-3脂肪酸、植物雌激素这些神经营养 物质对情绪和海马可塑性的影响,结果表明补充胆碱能够 影响情绪功能,在开放场地暴露于捕食者时焦虑次数少, 在强迫游泳后较少发生行为相关的失望,脂肪酸组和植物 雌激素组效果都不及胆碱;组织学检查和行为学测试结果一 致,胆碱组能显著增加海马新生神经元,而植物雌激素不增加;另外胆碱和ω-3脂肪酸在影响细胞膜合成方面有似的生物学功能。
4 结语
胆碱作为神经营养类物质和甲基供体之一,在围生期增加摄入也许能促进胎儿神经发育,也可通过多种机制和途径改善相应脑功能缺陷,这些机制可能包括神经元和内皮祖细胞基因表达的表观调控、激活α7nAchR、增强胆碱能神经系统、保护细胞膜磷脂作用、抵抗氧化应激等。