近年來，越來越多的證據表明，微量營養素在兒童認知功能的長期發育中扮演著至關重要的作用。微量營養素缺乏，尤其是鐵、碘、鋅和維生素B12等缺乏，除了與認知功能發育中的特殊生理過程相關，其在大腦皮層的形成、神經髓鞘化、神經遞質的傳導、膜及突觸的變性及蛋白質的退行性變(β-淀粉樣蛋白)、線粒體功能紊亂、過氧化、神經營養缺乏以及神經免疫機制等方面的影響也有分子水平、動物研究以及人群研究的報道。
研究現狀
雖然研究已經逐步明確鐵缺乏、碘缺乏、鋅缺乏及維生素B12缺乏與兒童認知功能發育之間具有相關性，如孕期碘缺乏導致胎兒腦發育的損害及不可逆的改變;也有證據表明碘缺乏與認知缺陷相關，但學術界仍然有爭議。比如，廣泛認為鐵缺乏與認知缺陷相關，但是預防性干預研究的結果存在不一致的結論;鋅缺乏與兒童智力發育關鍵期的運動功能降低、抑郁等有關，但與神經心理發育之間的因果關系的結論仍然不明確，有待于檢驗;已知維生素B12缺乏與生命早期的認知問題相關，但影響機制仍不清楚。另外，關于微量營養素缺乏與兒童認知及運動功能發育之間的關系研究也尚存方法學上的問題。
通過研究和觀察微量營養素缺乏，可以評估微量營養素的補充效果以及觀察補充與否對認知發育的影響有沒有明顯差異，但很多研究并非是隨機對照的設計，也沒有考慮其他智力影響因素的存在，例如沒有考慮帶養人的行為模式等，可能影響發育評估的結果。隨機對照研究可以分辨微量營養素研究中的差異是否可靠，但仍需要控制影響兒童認知發育的其他混雜因素，如帶養人、家庭環境因素等。
研究進展
●碘缺乏
胎兒期碘缺乏與認知發育有直接關系，通過公共衛生的干預方法來避免和減少碘缺乏造成的認知缺陷的危害，是目前最有效的智力遲緩預防方法之一。碘缺乏往往發生在碘元素貧瘠的地區，碘鹽、碘油注射或口服碘制劑可以有效地預防先天性甲狀腺功能減退。
碘元素是甲狀腺激素合成中的主要元素，而甲狀腺激素是體格生長和神經發育的重要激素之一。胎兒期發生碘缺乏，會造成低甲狀腺素血癥及不可逆轉的神經損傷和認知障礙，如出生后表現為呆小癥。神經型呆小癥包括智力低下、出現原始反射、視覺障礙、面部表情僵化，身材矮小、身體兩側麻痹等癥狀，還伴有嚴重的生長遲緩、干皮癥、心臟電生理障礙等。
在嚴重地方性甲狀腺腫地區，胎兒期碘缺乏對胎兒運動神經元的發育有不良影響。隨機對照試驗提示，孕前及孕早期給予碘缺乏的母親補充碘，能改善其后代的運動及認知功能。亞洲、非洲和南美洲的碘元素補充隨機對照試驗均有相似的結果。18個觀察研究的薈萃分析(Meta分析)顯示，生活在碘缺乏地區的兒童有明顯的認知功能低下;孟加拉國的輕度甲狀腺功能低下兒童，其拼讀能力低于對照組兒童。近期縱向隨訪還發現，孕早期母親補充碘制劑的兒童，其心理測試分數明顯高于孕晚期或者兩歲后補充者。
●鐵缺乏
鐵缺乏是全世界最常見的營養缺乏性疾病，世衛組織估計全球有20億人患有貧血、50億人患有鐵缺乏。如果鐵缺乏發生在生長發育的快速增長時期，如6—24月的嬰幼兒期、青春期和孕期，危險性最高。
鐵在血紅蛋白的合成、保障腦組織的氧化、神經系統能量產生、神經物質傳導及髓鞘磷脂的合成中發揮了重要作用;鐵缺乏則導致血紅蛋白攜氧能力降低。研究發現，臍帶血鐵濃度較低的胎兒在母體內具有鐵缺乏的危險，其兒童期的智商也較低。
生命早期貧血兒童的觀察研究顯示，即使在貧血已經治愈的情況下，貧血兒童的學業成績仍然低于不貧血者，10歲時有更多的學習問題;處于鐵缺乏狀態的兒童比不缺鐵者數學測試分數較低。7項3歲以下兒童的預防性隨機對照研究結果顯示，3項補充試驗對兒童的認知發育功能未見明顯療效，4項對兒童的行為和發育具有明顯的改善作用。貧血兒童的鐵劑補充有利于視覺功能的發育、嬰兒情緒的控制及行為的矯治，但有爭議性的結果也不乏其文。
二價鋅離子分布于人體的所有組織、器官、體液及分泌物內。鋅的生理功能主要是催化、結構和調節功能，機制主要是通過參與酶的活性中心、組成生物膜、構成遺傳物質DNA和RNA的成分及參與大多數激素受體的結合物發揮作用。
低鋅攝入目前仍然是主要的公共衛生問題，但鋅的檢測手段如血漿鋅及發鋅的檢測難以表示鋅缺乏的功能損害狀態。因此，鋅缺乏人群的補充試驗結果可作為評估鋅缺乏后果的重要手段。
已有研究證明，母親微量營養素攝入與嬰兒發育技能有關。母親孕期鋅強化攝入組的子代在嬰幼兒期的活動及大運動(包括抬頭、翻身、站立、獨坐、爬行等)發育明顯增加。來自巴西的報道也證實，鋅補充組的嬰兒比對照組的行為反應更活躍。但也有報道稱，孕期鋅強化攝入后，兒童在5歲時的智力和運動表現未見明顯差異，與對照組比較，鋅補充組的嬰兒反而出現較低的認知評估分數，學習能力未見明顯差異，但神經心理測試尤其是推理能力明顯優于對照組。
鋅缺乏可能導致兒童早期運動發育的損害，但鋅缺乏與認知功能發育間的關系仍不確定。相互矛盾的研究結果可能與研究設計的差異、樣本大小、混雜因素的影響、評估方法的不一致等有關，需要更多大樣本、多中心的研究來確認鋅缺乏與認知發育間的關系。
●維生素B12缺乏
國內外越來越多的研究關注到維生素B12對人體的生理作用，維生素B12缺乏可導致神經系統的損害，機制是通過阻抑甲基化反應引起神經系統斑狀、彌漫性脫髓鞘，由外周逐步累及中心的脊髓和大腦，造成神經的變性，出現抑郁、記憶力下降、四肢震顫等癥狀。
來自肯尼亞的研究顯示，超過2/3的學齡期兒童存在維生素B12缺乏。老年人群由于對維生素B12的吸收率下降，導致退化性神經系統疾病的發生。
維生素B12缺乏與兒童認知功能關系的研究可來源于維生素B12吸收障礙的惡性貧血病人或者素食的母親。荷蘭維生素B12缺乏的母親，其子代的運動發育和語言發育均落后于對照組，12歲時的甲基苯二酸水平明顯高于對照組，而積木、拼圖及計數等功能明顯低于對照組，即使在測試時維生素B12的攝入水平符合推薦量水平，早期造成的損害仍然存在。
另一個著名研究來自危地馬拉的學齡期兒童，維生素B12缺乏的兒童在神經心理測試中的知覺、記憶及推理能區的反應時間明顯延遲;伴有更多的學業問題，如學習成績較差、老師評分更低、注意力問題和不良行為更多。雖然有這些證據，但仍然需要干預研究的結果來證實。
研究結論
膳食營養在大腦結構和功能中的作用非常重要，大腦也像其他器官一樣，從膳食中獲得發育所需要的各種營養素，包括微量營養素如維生素和礦物質、必需氨基酸以及n-3類脂肪酸等必需脂肪酸。
兒童全部的生長發育和智力發育的遺傳潛能，可能由于缺乏或者亞臨床缺乏微量營養素而受到損害。通過膳食補充、配方奶粉或者強化食物提供多種微量營養素，在發達國家正成為同時解決多種微量營養素缺乏的主要策略。隨機對照的研究設計和薈萃分析方法是營養干預研究的金標準和有效評估方法。過去數十年，大量的隨機對照研究檢測了復合微量營養素補充對于孕婦及小兒認知功能的效果評價。運用薈萃分析方法薈萃了這些隨機對照研究中的補充效果，得到了較為翔實的研究依據，普遍認為多種微量營養素補充比單一微量營養素更有效;早補充比晚補充對認知發育的效果更佳。
資料鏈接
微量營養素缺乏的流行狀況
全球有近30%的人口生活在碘缺乏地區。25%的3歲以下兒童患有缺鐵性貧血;鐵缺乏人數遠多于缺鐵性貧血患者。雖然鋅缺乏和維生素B12缺乏率仍然不明確，但來自發展中國家的數據表明，嬰幼兒有明顯的鋅攝入不足，發展中國家兒童中缺鋅的發病率約在24.8%—67%之間，即使在美國中產階級家庭的嬰幼兒中也非常常見。維生素B12缺乏的發生率仍然很高，因為動物性食物是維生素B12的唯一來源，缺乏往往是由于少吃或不吃肉類及奶類引起。
責任編輯：劉悅
