宮內生長受限(intrauterine growth restriction,IUGR)又稱胎盤功能不良綜合征或胎兒營養不良綜合征,是指胎兒體重低於其孕齡平均體重第10個百分位數或低於其平均體重的2個標準差。IUGR多數發生在妊娠中晚期,與正常胎兒相比,IUGR胎兒髒器係數降低,少數新生兒伴有畸形,發育遲緩。研究表明IUGR患兒成年後常伴有心腦血管、神經發育障礙等疾病,重者危及生命。在畜牧業生產中IUGR是動物死胎高發的原因之一,且發生率呈上升趨勢,嚴重影響畜牧生產的發展。
1 發病原因
IUGR的發病原因與機製至今尚未完全清楚,通常將IUGR病因分母體因素、胎盤因素和胎兒因素。
1.1 母體因素
IUGR的發生與母體營養因素有關密切關係。妊娠期母體的營養不足會導致其子代miRNA表(biao)達(da)異(yi)常(chang),影(ying)響(xiang)胎(tai)仔(zai)的(de)出(chu)生(sheng)重(zhong)和(he)血(xue)清(qing)蛋(dan)白(bai)濃(nong)度(du),髒(zang)器(qi)蛋(dan)白(bai)質(zhi)的(de)合(he)成(cheng)受(shou)阻(zu),阻(zu)礙(ai)胎(tai)仔(zai)的(de)生(sheng)長(chang)。妊(ren)娠(shen)期(qi)缺(que)乏(fa)營(ying)養(yang)素(su)的(de)產(chan)婦(fu),胎(tai)盤(pan)中(zhong)炎(yan)性(xing)因(yin)子(zi)表(biao)達(da)上(shang)調(tiao),NF-κB信號被激活,可能引起胎盤炎症,進而使胎兒的發育受損,最終導致IUGR。其qi新xin生sheng兒er的de肝gan小xiao葉ye數shu量liang減jian少shao,麵mian積ji增zeng大da,各ge髒zang器qi中zhong較jiao大da脂zhi肪fang細xi胞bao比bi例li升sheng高gao,後hou代dai體ti內nei脂zhi肪fang含han量liang偏pian高gao,肥fei胖pang率lv增zeng加jia,成cheng年nian後hou易yi出chu現xian高gao血xue脂zhi與yu高gao血xue壓ya現xian象xiang。
1.2 胎盤因素
胎盤生長受阻與IUGR的發生緊密相關。研究表明,IUGR產婦血液D-二聚體、胎盤合體結節均高於正常產婦,胎盤無血管絨毛、絨毛梗死發生率呈升高趨勢,細胞凋亡數增加,線粒體的形態變化顯著,DNA拷(kao)貝(bei)數(shu)上(shang)調(tiao),膜(mo)電(dian)位(wei)下(xia)降(jiang),線(xian)粒(li)體(ti)功(gong)能(neng)受(shou)損(sun)明(ming)顯(xian)。胎(tai)盤(pan)生(sheng)長(chang)與(yu)其(qi)功(gong)能(neng)受(shou)阻(zu),可(ke)能(neng)是(shi)由(you)於(yu)胎(tai)盤(pan)血(xue)流(liu)量(liang)和(he)轉(zhuan)運(yun)能(neng)力(li)下(xia)降(jiang),導(dao)致(zhi)營(ying)養(yang)供(gong)應(ying)不(bu)平(ping)衡(heng),從(cong)而(er)引(yin)發(fa)IUGR。
1.3 胎兒因素
胎兒的生長發育主要受生長調節激素和細胞因子的調控。研究發現,IUGR胎兒臍血中,生長激素(Growth Hormone,GH)、胰島素(Insulin,INS)、胰島素樣生長因子(insulin like growth factor,IGF-Ⅰ)水平明顯下降,INS可影響胎兒的基礎代謝率,影響生長。IGF-Ⅰ受GH調控,主要促進細胞增殖分化,從而促進胎兒的生長。Huat T G等發現肝髒GHS和IGF-Ⅰ表達降低,合成INS與IGF-Ⅰ減少,致使Akt和mTOR磷酸化水平下降,蛋白質合成受限,從而影響發育。
2牛磺酸的作用
牛磺酸是一種人和動物條件性必需氨基酸,參與機體生理調節,維持機體正常生理功能,對成年動物各個係統均有保護作用,對IUGR引起的各係統疾病具有一定的效果。
2.1 牛磺酸對IUGR患兒神經係統的作用
IUGR患(huan)兒(er)腦(nao)細(xi)胞(bao)對(dui)低(di)氧(yang)耐(nai)受(shou)性(xing)下(xia)降(jiang),與(yu)適(shi)齡(ling)兒(er)比(bi),腦(nao)部(bu)細(xi)胞(bao)的(de)增(zeng)長(chang)速(su)度(du)明(ming)顯(xian)緩(huan)慢(man),頭(tou)圍(wei)也(ye)相(xiang)應(ying)減(jian)小(xiao),胎(tai)兒(er)腦(nao)功(gong)能(neng)障(zhang)礙(ai),長(chang)期(qi)發(fa)展(zhan)致(zhi)使(shi)神(shen)經(jing)係(xi)統(tong)發(fa)育(yu)不(bu)良(liang),語(yu)言(yan)運(yun)動(dong)等(deng)行(xing)為(wei)發(fa)生(sheng)障(zhang)礙(ai)。劉(liu)穎(ying)發(fa)現(xian)IUGR孕鼠補充牛磺酸後,通過上調胎鼠腦中的PKA CaMKⅡ/c-fos信號通路關鍵分子表達,增加NES表達量,進而促進神經元增殖。王曉鳳等發現孕期補充牛磺酸,胎鼠腦caspase-3陽性細胞數較IUGR組減少,IUGR胎鼠腦細胞凋亡明顯,補充牛磺酸組腦細胞凋亡明顯減少,可以確認牛磺酸通過調節caspase-3表達降低細胞凋亡率,激活PKA-CREB通路,提高神經因子表達量,降低神經元損失。也有研究表明,IUGR孕鼠補充牛磺酸後,胎鼠腦中Rho-A、ROCK2-mRNA表達差異顯著,證實牛磺酸可通過抑製RhoA-ROCK信號通路,增加IUGR胎鼠PCNA的表達量,通過刺激神經細胞增生,增加神經營養因子的分泌等途徑來改善IUGR胎鼠腦損傷。
2.2 牛磺酸對IUGR患兒消化係統的作用
目前,文獻報道已證實牛磺酸具有保肝降酶,提高肝功能的作用。IUGR妊娠後期,肝髒凋亡相關基因表達升高,肝髒發育受限,嚴重影響AST和ALT的正常水平,肝髒中LPL和HL活huo性xing降jiang低di,使shi血xue漿jiang中zhong脂zhi類lei代dai謝xie產chan物wu增zeng加jia,影ying響xiang了le胎tai兒er外wai基ji質zhi合he成cheng。母mu體ti注zhu射she牛niu磺huang酸suan後hou,胎tai兒er酶mei活huo性xing達da到dao正zheng常chang水shui平ping,並bing顯xian著zhu提ti高gao肝gan組zu織zhi中zhong超chao氧yang化hua物wu歧qi化hua酶mei(Superoxide dismutase,SOD)、穀胱甘肽(Glutathione,GSH)、穀胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)、總抗氧化能力(Total antioxidant capacity,T-AOC)活性,降低丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量,推斷牛磺酸通過Nrf2/Keap1信號通路,介導了抗氧化基因的表達,增強了肝髒抗氧化能力。
物質消化吸收的主要場所發生在小腸。IUGR導致小腸重量下降、腸壁變薄,腸絨毛變短,頂端出現斷裂,數量減少的情況,其幼崽在吮乳期間容易出現消化道出血、腸炎等疾病。雛雞按照60mg/kg劑量在連續喂養1周牛磺酸後,十二指腸中炎性因子IL-1β、IL-8、TNF-α等表達量顯著降低,抗凋亡基因bcl-2和MUC2表達量升高,其通過激活mTOR信號通路促進腸黏膜修複,通過抑製TLR4信號通路緩解腸黏膜炎症反應。
2.3 牛磺酸對IUGR患兒心血管係統的作用
IUGR胎盤灌注不良,宮內缺氧使外周血管阻力加大,心肌易發生纖維化,心肌的收縮力減小,心肌細胞肥大,導致心功能障礙等。Schaffer S W等(deng)發(fa)現(xian),未(wei)補(bu)充(chong)牛(niu)磺(huang)酸(suan)的(de)患(huan)者(zhe)心(xin)髒(zang)糖(tang)酵(jiao)解(jie)速(su)率(lv)明(ming)顯(xian)增(zeng)強(qiang),但(dan)葡(pu)萄(tao)糖(tang)氧(yang)化(hua)降(jiang)低(di),心(xin)肌(ji)牛(niu)磺(huang)酸(suan)含(han)量(liang)與(yu)一(yi)種(zhong)擴(kuo)張(zhang)型(xing)萎(wei)縮(suo)型(xing)心(xin)肌(ji)病(bing)的(de)發(fa)生(sheng)有(you)密(mi)切(qie)關(guan)係(xi),補(bu)充(chong)牛(niu)磺(huang)酸(suan)能(neng)夠(gou)緩(huan)解(jie)由(you)於(yu)呼(hu)吸(xi)鏈(lian)功(gong)能(neng)缺(que)陷(xian)導(dao)致(zhi)的(de)能(neng)量(liang)代(dai)謝(xie)受(shou)損(sun)和(he)ATP生成減少的現象,NADH/NAD+比值升高,丙酮酸氧化成乙酰輔酶A的有效性增強,ATP生產的速率提高,磷酸肌酸/ATP比率升高,證明牛磺酸通過改善能量代謝對心力衰竭患者起作用,從而達到保護心髒的作用。
2.4 牛磺酸對IUGR患兒呼吸係統的作用
IUGR可增加新生兒期直至成年呼吸係統發生疾病的風險。動物試驗證實IUGR可引起胎鼠肺重量減輕、肺(fei)泡(pao)數(shu)量(liang)和(he)肺(fei)氣(qi)體(ti)交(jiao)換(huan)麵(mian)積(ji)減(jian)少(shao),肺(fei)泡(pao)隔(ge)厚(hou)度(du)增(zeng)大(da),可(ke)能(neng)誘(you)發(fa)肺(fei)部(bu)疾(ji)病(bing)。馬(ma)超(chao)等(deng)證(zheng)實(shi)牛(niu)磺(huang)酸(suan)通(tong)過(guo)改(gai)善(shan)肺(fei)通(tong)透(tou)性(xing)和(he)肺(fei)表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)水(shui)平(ping),提(ti)高(gao)氧(yang)合(he)指(zhi)數(shu),促(cu)進(jin)嬰(ying)幼(you)兒(er)的(de)肺(fei)發(fa)育(yu),對(dui)體(ti)外(wai)循(xun)環(huan)後(hou)肺(fei)功(gong)能(neng)恢(hui)複(fu)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)作(zuo)用(yong),其(qi)機(ji)製(zhi)是(shi)促(cu)進(jin)肺(fei)表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)的(de)合(he)成(cheng)和(he)分(fen)泌(mi)還(hai)是(shi)總(zong)體(ti)改(gai)善(shan)肺(fei)功(gong)能(neng)還(hai)有(you)待(dai)進(jin)一(yi)步(bu)研(yan)究(jiu)。
2.5 牛磺酸對IUGR患兒泌尿係統的作用
IUGR動物腎小球、腎單位數目減少,腎皮質區變薄,髓質區增厚,腎髒炎性因子表達升高,其主要與MAPK中的JNK、ERK及P38有關,與腎小球和腎小管損害相關的纖維連接蛋白表達升高、腎髒鈉轉運蛋白表達減少,從而影響RAAS功能,誘發高血壓和腎病。孕鼠補充牛磺酸後,小鼠腎組織Bax/bcl-2比值均明顯降低,炎症反應減輕,可能與抑製JNK及ERK1/2的通路,下調氧化應激及炎症反應,激活Akt通路,增加抗凋亡bcl-2的表達,降低促凋亡Bax的表達,促進bcl-2與Bax蛋白的頡頏,通過抑製由線粒體至胞質的細胞色素C的釋放,阻止其對Caspase蛋白酶的激活,進而抑製凋亡。
2.6 牛磺酸對IUGR患兒內分泌係統的作用
IUGR患兒與正常兒相比,臍血內脂素升高,胰島素水平降低。IUGR可引起胰島β細胞異常,細胞發生凋亡,胰島結構與功能發生變化,進而增加Ⅱ型糖尿病的發生風險。Tang C等等在自發性Ⅱ型糖尿病大鼠飲水中補充30mg/ml的牛磺酸後,發現肝髒IR和IRS2和GLUT2表達上調,mTOR、S6K1表達降低,通過抑製mTOR-S6K1信號通路,激活胰島素PI3K/Akt信號轉導,促進葡萄糖的轉運,脂肪酸的合成受抑製,胰島素敏感性升高,胰島素抵抗降低。
小結與展望
目前,IUGR的研究與牛磺酸對其預防作用多數用於人類疾病,IUGR對畜牧生產中的危害和防治措施還有待進一步研究。牛磺酸在動物營養代謝方麵有一些應用,對動物IUGR的保護作用、添加濃度與機製仍需進一步驗證,以開發牛磺酸新的應用價值。





