微量元素与儿童脑发育及神经精神疾病

微量元素与儿童脑发育及神经精神疾病

摘要：本文着重阐述了人体必需微量元素在儿童脑发育中的作用，微量元素失衡对患儿脑发育造成的损害，以及引起的相关神经精神疾病。并简述了非必需微量元素铅对儿童脑发育的影响与表现。

关键词：微量元素儿童脑发育脑损伤

中图分类号：R748

人脑发育约在妊娠3个月时，胚胎外胚层出现神经管，进而形成前脑、中脑和后脑，最后演化成端脑间脑、中脑、脑桥、延髓和小脑。脑的生长发育主要依赖细胞数量的增加和细胞体积增大;并在妊娠期至出生后2－3年内成为脑组织生长发育的关键时期。脑发育及脑功能不断成熟过程中，需要充分的能量、氨基酸、脂肪、维生素及矿物质等营养素，以支持脑组织中神经细胞、神经胶质细胞的生长发育和维持其生命活动。当营养素缺乏时，神经系统发育会受到严重影响，临床上出现相应的疾病；并可通过补充相应的营养素纠正和改善疾病症状。同时，当体内某些营养素过量时也可造成神经系统毒性损害。本文着重阐述微量元素与儿童脑发育及神经精神疾病相互的关系。

1铁与儿童脑发育及神经精神疾病

铁是人体最丰富的微量元素，很多含铁的酶控制着体内重要的氧化、水解和转换过程。铁与组织呼吸、氧化磷酸化、卟啉代谢、胶原合成、淋巴细胞与粒细胞功能、神经介质的合成与分解、躯体与神经组织的发育密切相关；铁还参与DNA合成。铁分布于整个脑组织，含铁最丰富的部分是锥体外系的核团，如基底节、苍白球、黑质、红核，其次是小脑及大脑的某些区域。研究发现，脑组织中主要含铁细胞是少突胶质细胞，该细胞主要参与中枢神经系统髓鞘形成，缺铁或少突胶质细胞数量的变化可直接影响脑内神经元对铁的利用，使髓鞘形成受阻。铁参与神经递质代谢，是体内组织呼吸酶细胞色素和单胺氧化酶辅基的组成部分。单胺氧化酶参与中枢神经系统儿茶酚胺的代谢，缺铁时会出现多巴胺代谢障碍，而引起行为问题、认知能力等一系列相关功能障碍。此外，铁作为血红蛋白的主要成分，是脑组织发育和维持正常功能的重要因素，缺铁时影响神经组织细胞发育的成熟，引起神经性损伤，出现注意力不集中、对外界反应差、易怒、不安、记忆力不佳、智力发育迟缓、学习成绩不良等表现，个别可有异嗜癖。若在脑发育关键时期缺铁，可导致脑组织的持久性损害。通过补充铁剂治疗，神经精神症状及行为问题可以得到改善和纠正，已有实验证明缺铁时脑组织生化改变，可能是行为改变的物质基础。当铁过量或铁超载时，通过Fenton反应（Fe2++H2O2→Fe3++·OH++OH-）可导致过多氧自由基生成，而造成对脑组织的损害，引起激惹、惊厥及昏迷。铁超载对围生期患儿的脑损伤显著，并可导致长时间的神经毒性作用。

2 锌与儿童脑发育及神经精神疾病

锌是人体内含量仅次于铁的必需微量元素，是脑的重要组成成分，脑中锌的含量在端脑和大脑皮层灰质中最高。锌参与多种酶的合成与激活，尤其是锌在DNA及RNA聚合酶、胸腺嘧啶核苷激酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶、胰羧肽酶等酶系中的重要作用，使锌在蛋白质及核酸合成、肠道蛋白质的吸收和消化中发挥重要的生理功能。实验证实缺锌时脑组织内DNA 合成受累较其它器官更显著，锌还与胚胎神经嵴的分化有关。妊娠期母亲缺锌将影响胎儿的脑发育，在脑发育早期缺锌可引起畸形，如无脑畸形、脊柱裂及脑积水；在脑发育晚期缺锌可损害神经元的生长和突触发生，并引起行为方面的后遗症。现已证实，缺锌时体内氨基酸氧化过程增加，组织蛋白合成减少，使患儿生长发育受到影响。锌是多种神经生长因子的组成成分，对大脑发育和功能的维持甚为重要，缺锌时可出现激惹、嗜睡、抑郁症状。良性特发性新生儿惊厥病儿CSF中锌含量降低，因此疑似为一种“急性锌缺乏综合征”。流行病学

的资料也表明锌营养状况和脑发育及脑功能有关，缺锌可影响认知，并可出现行为异常、智力低下，如记忆力不集中、学习成绩不良等。

3 碘、硒与儿童脑发育及神经精神疾病

碘是人类发现最早的第二个必需微量元素，是甲状腺素的主要组成成分，并通过甲状腺素发挥其生理功能。近来的研究证明，甲状腺激素和脑发育有着密切关系，先天性甲状腺功能减低可导致严重的脑发育障碍。硒与脑发育的关系基于甲状腺激素代谢的脱碘酶为硒依赖性这一研究结果。流行病学调查结果显示，缺硒对神经型地方性克汀病影响较大，从而揭示硒在脑发育中可能起重要作用。

甲状腺素通过活化多种酶，促进蛋白质合成、生长发育、智力的发展；维持正常精神状态、新陈代谢、人体形态等表现其生理功能，均与碘直接有关。严重缺碘则引起生长发育不良、智力低下、矮小痴呆、以致形成克汀病（呆小病）。甲状腺激素影响脑发育主要是通过调节基因转录和蛋白质合成而实现的。甲状腺功能低下对神经系统细胞的数量、大小、轴突和树突的形成、髓鞘化和突触形成、递质代谢等均有广泛的影响。在妊娠早期，胎儿尚不能自身合成甲状腺激素，胎儿发育所需的甲状腺激素来自母体；妊娠中晚期胎儿发育既受自身合成的甲状腺激素影响，又受来自母体的甲状腺激素的影响；出生后，婴儿自身的甲状腺激素起作用。由于妊娠初期胎儿脑发育只有依靠来自母体的甲状腺激素，故甲减的孕妇如不及时补充碘，则很难避免造成胎儿脑发育障碍。正是由于碘摄入取决于母亲的甲状腺激素水平，因此在妊娠前半期，胎儿大脑处于碘缺乏的最危险时期。儿童摄入充足的含碘食品对脑发育和脑功能有重要的作用。但碘摄入过多同样有害，国内外已有高碘性甲状腺肿的报告，并有补充碘的病人发生甲状腺毒性症状的报道。因此，应用碘制剂时也需慎重。硒的生物学功能主要以硒蛋白的形式表现，目前认为与脑发育有关的硒蛋白有谷胱甘肽过氧化物酶和甲状腺原氨酸脱碘酶，前者是体内最重要的抗氧化酶之一，可保护组织免受自由基损伤。有动物实验结果提示，硒缺乏可改变鼠纹状体多巴胺神经元功能，因此对脑功能也有影响。此外，在妊娠的后半期，母亲的硒缺乏也可增加脑中碘缺乏的危险。

4 铜与儿童脑发育及神经精神疾病

铜分布于人体各组织，尤以肝脏、脑、心脏和肾脏的含量最高，其次为骨骼、肌肉和脾脏。从新生儿期到成人，脑内铜含量变化不大，仅增加2倍，其中脑干和大脑实质的浓度最高。正常足月儿对铜的需要量为0.6～1.2μmol/kg/d,早产儿需铜较多，约为 1.6μmol/kg/d。大部分铜以蛋白质复合物的形成存在，血浆铜蓝蛋白所含的铜占机体循环铜量的90～95％，在人体参与多种酶与蛋白质的组成，具有重要的生理作用。与脑发育有关的铜依赖酶是细胞色素氧化酶、多巴胺β羧化酶及过氧化物歧化酶。铜缺乏时脑发育不良，脑内NA水平下降，脂质氧化障碍。在肠粘膜细胞内，二价铁经铜蓝蛋白催化、氧化生成三价铁。缺铜时二价铁不能生成三价铁，铁运转受阻；同时亚铁螯合酶活性降低，影响原卟啉IX与铁熬合生成血红素，血红蛋白合成减少，产生小细胞低色素性贫血。贫血时影响儿童脑发育及正常脑功能；伴随有厌食、腹泻、精神发育障碍、运动迟缓、对外界反应差、视力减弱，以及生长发育停滞等表现。当体内铜过高，铜负荷过重时，可引起高铜血症。有实验证明过量的铜可引起脑组织病变；并有精神病患者血清铜增高，脑脊液铜含量增高的报道。肝豆状核变性主要为慢性内源性铜中毒、铜负荷过重，临床Ⅲ期时为脑铜蓄积期，因大脑额叶豆状核等基底节，小脑橄榄核，延脑齿状核，中脑红核等处铜蓄积，而出现椎体外系，如肢体震颤、肌肉强直、共济失调等；以及进行性精神障碍、智力低下、神经系统功能不全、惊厥、昏迷甚至死亡。

5 其他必需微量元素与儿童脑发育及神经精神疾病

锰在人体内总量约为0.2～0.4mmol，分布于全身各组织器官。在体内以骨含量最高，垂体亦含有较高浓度的锰。锰参与多种酶系统的组成，与DNA、RNA和蛋白质的生物合成、

甲状腺激素的合成有关；重要的神经递质多巴胺在肠道的摄入及脑组织内的生成与锰有关。对维持中枢神经功能发挥作用。缺锰时可致儿童生长发育停滞，共济失调、智力低下、中枢神经系统功能紊乱。最近还认为癫痫与缺锰有关，用锰有一些疗效。

氟是人体必需微量元素，但其安全范围较窄，过量易引起毒性作用。儿童缺氟主要表现为龋齿。我国受高氟威胁的人群也较多，儿童尤为敏感。当氟过多时，亦可造成神经系统的损害。

钴缺乏发生率低。钴及其合成的维生素B12对铁的代谢、血红蛋白的合成、红细胞成熟均有重要生理作用，对氨基酸、蛋白质、辅酶、脂肪的代谢也有一定影响。当摄入量不足或丢失过多时，常致婴幼儿缺乏维生素B12而发生巨细胞贫血，从而影响儿童的生长发育。

6 铅与儿童脑发育及神经精神疾病

铅是对人体无营养作用而有蓄积倾向，有明显神经毒性作用的非必须微量元素。铅所引起的儿童急慢性中毒，严重影响儿童健康，成为世界公共卫生难题。发育中的中枢神经系统对铅毒性尤为敏感，铅可影响未成熟脑各部的发育，继而影响脑的功能，导致智力发育及神经行为障碍。有学者认为铅中毒对神经行为的损害可能与其损害额叶前部的皮质有关，表现为注意缺陷障碍，协调能力差，以及注意力不集中等现象。铅对发育期的小脑损伤，表现为儿童站立不稳，姿势不平衡等表现。而铅对发育期脑损伤的影响，主要是引起与学习记忆能力相关的损害；以及影响认知能力的发展。海马回和大脑皮层是铅毒性作用的主要靶组织，高水平铅暴露下，脑细胞水肿、出血、失去细胞内容物，脱髓鞘病变、海马回结构萎缩；低水平铅暴露使突触形成密度降低、神经元树突分支减少。铅中毒时抑制突触前膜和中枢神经系统中的乙酰胆碱释放；抑制突触前膜多巴胺释放而影响记忆行为的条件强化反射形成。低水平铅暴露下即可破坏中枢神经系统中的兴奋性氨基酸受体，使神经细胞的发育受到抑制而影响认识能力的发展。

综上所述，微量元素与儿童脑发育及神经精神疾病密切相关。微量元素缺乏或过量均可影响儿童脑发育，并可引起中枢神经系统功能紊乱及神经精神疾病。目前，对微量元素与儿童健康的研究不断深入，国内外已在进行妊娠期间微量元素缺乏对胎儿宫内发育及新生儿生存率的影响、对新生儿智力及精神发育影响方面的研究、不同发育时期科学量化摄入、补充微量元素越来越受到重视。

对其他微量元素如钼、铬、锡等尚待进一步认识。均衡合理的微量元素是保证儿童脑健康发育的物质基础，也是预防因微量元素缺乏或过量造成脑发育与神经精神损害的科学依据，正日益受到高度关注。

吴涛，男，（1961——），副主任医师。一直从事儿科临床工作，发表专业学术论文60余篇，获军地科技进步奖、医疗成果奖5项。

巧用开塞露治疗儿童功能性便秘

婴幼儿时期由于消化系统功能发育尚未完善，易出现消化系统功能紊乱，如：腹泻，便秘。肠道运动功能失常、胃肠激素分泌异常以及肠道菌群失调是导致儿童功能性便秘的主要原因。儿童时期的便秘虽多属功能性便秘，但处理不当可造成儿童躯体和心理损伤。

开塞露纳肛是治疗便秘最常用、最有效、最方便的方法，但使用方法不当时，不仅不能治愈便秘，还可加重便秘。当患儿几天未解大便而大便集聚干结时，挤入开塞露可迅速排除大便，使结肠肠道排空，继之在结肠未端大便由少至多，当量少时无法产生刺激形成便意，当量至多时由于时间长，大便水分吸收而干结不易排出，此时再用开塞露效果如同首次。因此，周而复始形成恶性循环，这是便秘不易治愈的常见原因之一。使用开塞露治疗儿童功能性便秘可采用如下方法：当便秘时将开塞露挤入肛内排出大便，记录开塞露当天使用的时间，假定时间是15时，次日15时之前若已排解大便，开塞露不使用，15时之前若未排解大便，即使用开塞露，第三日及以后一周仍按该时间根据排便情况决定使用或不使用开塞露，目的是不让大便在结肠聚集时间过长而干结，同时形成定时排便习惯，以调整结肠排便功能，防止继续发生便秘。