在醫學研究領域,發展起源於健康與疾病(DOHaD)提供了一種新視角,專注於早期生命發展中的因素,這些因素可能導致人類疾病的形成。這些因素包括產前及圍產期環境因素的影響,如營養不良、壓力以及環境化學物質等。這種方法強調了成人慢性非傳染性疾病的表觀遺傳成因。此外,胎兒的心理病理學也可能受到表觀遺傳因素的影響。
「母親的心理印象」這一概念可以追溯到19世紀,當時流行的想法認為母親生產前的一切行為都可能影響胎兒。這一想法儘管在科學上缺乏嚴謹性,卻為後來DOHaD的發展奠定了基礎。
DOHaD的現代理解,來自幾篇重大研究,尤其是大衛·巴克(David Barker)及其同事的工作。他們的研究顯示,1921至1925年新生兒死亡率與1968至1978年心血管疾病的發病率之間存在強烈聯繫,提出了胎兒起源假說,這個假說認為早期營養差異造成了成人疾病的風險。
1944至1945年間,荷蘭西部地區因鐵路罷工和德國控制造成了嚴重的飢荒。當時,準媽媽們只能獲得極少的熱量(每天僅400至800卡路里),這充分顯示了產前營養對胎兒的重要影響。
「荷蘭飢餓冬季研究為支持DOHaD理論提供了重要數據,結論表明,懷孕期間攝入低熱量的女性,其子女與未經飢荒影響的子女相比,肥胖率顯著增高。」
研究人員開始考察一批在飢荒期間出生的患者,結果發現這些人的代謝疾病及心理疾病出現的幾率遠高於其他人。此研究的結果強調了早期生活環境對日後健康的深遠影響。
儉約表型假說由C. Nicholas Hales和David Barker於1992年提出,認為胎兒在營養不良的情況下生長不良將導致日後發展出2型糖尿病。該假說認為,這種低出生體重直接與母體的營養不足有關。因而,這名寶寶的代謝する會調整為節約能量與存儲脂肪的狀態。
環境不匹配假說著重於胎兒的營養不良與成人的過度營養之間的矛盾。例如,對於生活在貧困社區的孕婦,她們的胎兒可能會感知到低蛋白狀態,從而調整自己的發展,致使日後的代謝模式更趨近於「節約型」。在相對於富裕社會的情況下,胚胎會發展出胰島素抵抗,使得未來更容易患上肥胖和糖尿病。
「環境不匹配假說強調了人類發展的優勢,但也讓我們意識到潛在的長期缺陷。」
DOHaD的核心還在於基因表達的表觀遺傳改變。這些改變包括DNA甲基化、組蛋白修飾及非編碼RNA的異常,這些都可由母親在懷孕期間的環境因素所影響。
DNA甲基化是與DOHaD相關最為研究透徹的表觀遺傳反應之一,它改變區域的親水性,並抑制基因轉錄因子的相互作用。某些代謝疾病、癌症和神經退行性疾病均與DNA甲基化有關。
組蛋白的修飾在發展編程中不可或缺,研究顯示母親和父親的壓力能引起組蛋白的改變。這些變化可以影響生物的表型,成為某些代謝疾病的潛在機制。
新研究顯示非編碼RNA對於調節細胞分化和有機發展具重要性。這些非編碼RNA參與在大腦、肌肉及心血管系統的發育中,存在著豐富的研究潛力。
多年來,多項研究針對DOHaD進行了深入調查,發現孕期以及早期生命影響對健康的重心在於何時及如何曝露於不同的環境因子。例如,有研究發現,妊娠期的母親若面對壓力,所產生的高皮質醇可影響胎兒的行為和認知發展。另有研究表明,母親的飲食習慣可直接影響胎兒健康,包括肥胖、高血壓等疾病的風險。
「從歷史至今,DOHaD理論不斷擴展,並持續探索早期環境對成年健康的影響。你是否會關注自己在孕期的環境和健康,進而影響未來世代的健康?」