做个快乐的妈妈:激素、情绪和压力的影响
认识孕期可能影响胎儿发育的因素花费了人们相当长的时间。准妈妈们曾经无节制地使用X射线、药品、酒精和香烟,直到有人怀疑并证实了这些因素对胎儿的发育有害。而另一方面,母亲的状态,也就是她们的幸福感、压力、焦虑、健康、活力水平以及与社会交流的程度,会影响未来宝宝的生长发育和健康状况。科学家们才刚刚开始意识到这一点,而这种意识早已根植于历史长河的不同文化中。自古以来的观点都认为:母亲的情绪和生活方式将影响胎儿的发育。但直到近些年,我们才开始明白:这些看似无形的因素可以影响胎儿发育的各个方面,尤其是大脑思维的建立。
1982年,一项在以色列开展的研究证实了母亲的情绪会影响胎儿。研究者给孕妇们戴上耳机听各种类型的音乐,同时在超声波下监测胎儿的活动。让人振奋的是,不论播放的是流行音乐还是古典音乐,大多数胎儿在音乐开启后表现活跃,尤其是当母亲们听到自己最喜欢的音乐时。由于胎儿听不见音乐,因此研究者们推测这可能是因为他们随着母亲情绪状态的改变产生的反应。问题是:一个未出生的婴儿如何能感知母亲的情绪状态呢?
与所有的精神活动一样,情感是大脑活动的功能之一,由大脑的边缘系统所支配。我们将在第12章中了解到边缘系统与更高级的脑功能区—大脑皮层的联系,特别是额叶与颞叶。低级的脑部结构支配基本的躯体功能,比如:血液流动、新陈代谢、体温调节、液体平衡、食欲和性欲等,它们将情感在生理和心理两方面的表现整合在一起。边缘回路的交汇处是下丘脑,一个很小却非常重要的结构,位于大脑的核心区域,在脑干的上方、大脑半球的底部(见图1.2)。
下丘脑负责将神经活动转化为激素信号,这一过程需要通过垂体来完成,而垂体是人体中一个很重要的腺体,它形似梨状,挂在下丘脑的下方。有时,下丘脑—垂体系统可以被单纯的生理刺激激活,比如,当婴儿吸吮母亲的乳头时,从乳头传来的感觉便刺激了下丘脑,下丘脑继而启动垂体分泌催产素,这种激素可以调节乳汁的分泌反射。有时,仅有情感刺激,也可以促使下丘脑调节激素的分泌,例如当母亲思念自己的宝宝时。
下丘脑-垂体系统可以调控体内大多数激素的释放,这些激素不仅与哺乳相关,还涉及生殖、新陈代谢、生长以及身体对压力的应激反应。该类激素中的大多数可能会影响胎儿的生长发育。一些激素甚至能够穿过胎盘进入胎儿的体循环,直接影响细胞的生长与分化。例如,甲状腺素是一种对于神经元的产生与存活、突触形成、树突生长以及髓鞘形成都至关重要的激素。尽管胎儿在孕中期就会开始自己分泌甲状腺素,但母源性的甲状腺素从第2个月起就可以透过胎盘。这种激素对神经系统的发育十分重要,所以患有甲减(甲状腺功能减退,或者饮食中缺乏碘)的女性,会娩出患有严重智能发育障碍的孩子,这种病被称作“呆小症”[3]。
母源性激素可以通过改变胎儿的生理与行为,间接地影响胎儿的大脑发育。由于大脑的发育受到自身电活动的强烈影响,行为上的变化,比如胎儿活动的明显增加和减少能够对大脑的构建及脑功能的最终运转产生持续的作用。而母源性激素即使不进入胎儿的体循环也会产生影响。例如,许多激素可以改变血液进入胎盘的方式,进而影响氧气和营养物质的输送,这些都对胎儿的生长至关重要。
当我们进一步了解母源性激素及其对大脑发育的影响时,科学家们开始努力寻找一些民间传言的生物学机制。比如,最近的一项研究显示:儿童羞怯部分是由孕期的激素波动所致。研究者们在美国和新西兰采访了几千名学龄前儿童,记录了重度羞怯或压抑(恐惧、焦虑或者在陌生人面前的孤僻)的发生率和母亲孕期日照量之间的关系。结果是,在10、11、12月出生的美国儿童中,仅有12%属于重度压抑型,而在4、5、6月出生的美国儿童中,重度压抑的发生率竟然高达18%。在与美国日照时间恰好相反的新西兰,儿童的状态也是相反的,相比于出生于4、5、6月的孩子,重度羞怯的发生率在10、11、12月出生的孩子中更高。一些激素(如褪黑素)的产生会随着不同季节日照时长的变化而波动。因此,研究者提出这些激素在孕期微妙地改变了大脑关键时刻的发育。在此期间,大量的神经元发生迁移,构建大脑皮层的基本结构。其他季节性变化、女性的饮食、活动强度或患有流感等因素,也会产生同样的影响。
母源性压力的影响 母亲的许多情绪和激素的波动都可以影响胎儿的发育,但压力是其中最重要的因素。对人类而言,恐惧、压力和焦虑是较为常见的情感,经过几百万年的进化,这些情感使我们能够迅速而有效地应对危急情况。当你被天敌追赶、为了求偶而决斗,或有濒死感时,身体会产生相应的反应,如心率加快、瞳孔扩大、肌肉迅速充血及警觉性提高等。这一切都不外乎是人体机能的发挥:消化、生长和身体的修复能力。
这些本能反应是由肾上腺调控的,肾上腺是一对位于肾脏上方的锥形腺体,受到交感神经系统的支配。交感神经系统隶属于能够控制机体每一个器官的自主神经系统,肾上腺分泌两种儿茶酚胺类激素,即:肾上腺素和去甲肾上腺素。交感神经元也能释放去甲肾上腺素。这些激素通常在因突发事件而产生恐惧时发挥作用,比如在夜深人静时,当你听到奇怪的声响并猛地从床上坐起,决定是去是留的刹那间。肾上腺也会在压力下释放另一种激素:皮质醇。它是一种为脑和肌肉提供能量(葡萄糖)的固醇类激素。尽管肾上腺和交感神经不属于中枢神经系统,却受其控制,这就是说,压力事件可以带来身体反应。
毫无疑问,胎儿对母体内多种激素的变化敏感并不一定是坏事。母体血液中存在应激激素是正常的,它们通常可以穿透胎盘,而适量的皮质醇在维持胎儿的正常生理节律中扮演着重要角色。血液中皮质醇的含量清晨最高,下午过后至晚间最低。在子宫里胎儿的活跃—安静节律比出生后更规律,这是因为母体有规律的激素波动使得子宫中的胎儿适应了昼夜循环。出生几周之后,新生儿的大脑才开始逐渐建立起自己的昼夜节律,这也就是为什么在那之前他们不分昼夜地醒了又睡、睡了又醒,每个精疲力竭的年轻父母们都曾经历过。
但是和所有的产前影响因素一样,激素浓度过高也会出现问题:母亲在怀孕期间过分紧张或极度焦虑,会使她们的胎儿长期处于“过量”的高浓度皮质醇和儿茶酚胺类激素中。这种假说可以解释诸多现象。一些极端事件都与过量的压力引起的各种孕期问题相关。过度的母源性压力会导致畸形(如唇腭裂和唐氏综合征)、神经损害、新生儿健康问题(包括湿疹、呼吸困难、胃溃疡及耳部感染),甚至增加了新生儿的死亡率。许多研究指出,母亲的紧张和焦虑与意外流产率升高、新生儿体重低下以及早产有关。近期有证据表明,产前压力会干扰胎儿和新生儿的大脑功能,因此高度紧张、焦虑的母亲生的孩子容易烦躁、易激惹,并且可能存在智力障碍和运动能力发育迟缓。
动物实验为母源性压力对胎儿发育的影响提供了最有力的依据。科学家在十几年前就发现,给孕鼠注射大剂量的皮质醇会显著提高子代唇腭裂的发生率。这种影响在孕程的第9~15天尤为明显(相当于人类孕程的第3个月末),在第12天和第13天的致畸力最强。如果在此期间将孕鼠放在有压力的环境中,代替激素注射的方式,其子代唇腭裂的发生率同样会升高,但低于注射组。而产前压力导致的唇腭裂在人类中很容易发生,一项最近的研究记录显示,在智利圣地亚哥大地震后6个月出生的孩子中,唇腭裂的发生率是正常的两倍。这项研究结果提示,在人类发育的第3个月末,母源性的高皮质醇可能会带来明显的影响。
毫无疑问,产前压力会造成皮质醇升高,进而影响动物的大脑结构和行为。大剂量的此类激素能够干扰大脑发育的每一步,从神经细胞和神经胶质细胞的产生到树突的生长、突触的形成、髓鞘化以及生化特异化等过程。母鼠在孕后期如果每天持续紧张半小时左右,子代便会出现诸多行为异常。相比于对照组,它们更少运动和发声、学习能力更差、更易焦虑、情感更脆弱;而其中雄性的性取向亦会发生改变,这点我们在下面的章节中将会提到。这些改变可以归咎于产前压力对大脑构建过程的影响,包括损害海马体生长(在学习和记忆中扮演着重要角色)、干扰神经递质系统,以及引起幼鼠自身压力反馈系统的异常。人类的大脑发育在产前压力下同样很脆弱。最近的一项研究发现,怀孕期间母亲的压力过大,会导致孩子发生小头畸形。这说明:高浓度的母源性皮质醇将会抑制神经细胞的生长与分化。
在产前压力中,皮质醇并不是唯一的元凶,儿茶酚胺也发挥着作用。超声波检测的结果提示:高度焦虑的母亲,子宫中儿茶酚胺的浓度要比心态平和的母亲更高。当母亲处于轻微的压力中(例如听一个婴儿啼哭的录音)时,胎儿运动明显活跃,心率也有显著的改变,这两项指标都是交感神经系统兴奋的标志。有一项研究,通过对比孕期加班的女性医护人员和工作压力小的孕妇得出了这样的结论:工作压力大的女性,体内的儿茶酚胺浓度也会较高。
高浓度的儿茶酚胺可以通过几种方式干扰大脑的发育。儿茶酚胺会限制母体的血液流入子宫,从而减少氧气和营养物质的供给,限制大脑的发育。另外,由过量儿茶酚胺的刺激引起的胎儿活动,将进一步消耗那些本可以利用的营养物质。高浓度的肾上腺素还会引起子宫收缩,这就能解释为什么压力过大会导致早产。一些研究者还认为焦虑或心理压力大的母亲生的孩子,由于习惯了子宫中高浓度的儿茶酚胺,出生后自身分泌的儿茶酚胺类激素水平也很高,会比母源性压力较低的新生儿更多动、更易激惹、更加喜怒无常。目前有关产前压力对儿童日后生活的影响还较少,但是基于儿茶酚胺和皮质醇对胎儿大脑发育的作用,认为孩子大一点时,这种压力将会导致各种行为缺陷与智力障碍。
产前压力总与其他孕期的风险因素相关,例如贫穷和产前护理缺陷。女性在心理压力下更有可能厌食、吸烟、饮酒以及服用药物。这些因素使压力中的孕妇状况变得更糟。在许多研究中,这些因素虽然被控制,但结果仍然提示母源性压力会对胎儿的健康和发育造成小而确切的影响。当然,在日常生活中,每一个女性都会面临一定程度的压力,而孕期女性的高压力事件主要是:(1)怀孕期间经历了一些给她们带来巨大压力的事件,比如离婚、分居、失业、强奸或者深爱的人(尤其是丈夫)去世;(2)经历着高强度、慢性压力的煎熬,不管是因为疾病、贫穷、缺少社会保障,或是因为工作已超出了自身的掌控;(3)具有高度紧张、焦虑的性格。
产前压力和性取向 一个有关产前压力备受争议的问题是:它会影响男性性取向。这一理论在前文关于大鼠性行为的神经基础研究中已提到。或许你还记得:下丘脑在许多本能行为中扮演了重要的角色,包括性冲动和其他生殖功能。大约20年前,科学家便发现在大鼠下丘脑的前方有一小片区域,这个区域的结构存在明显的雌雄差异。他们称之为“视前区的性二型核”(Sexually dimorphic nucleus of the pre-optic area,SDNPOA),雄性的SDN-POA是雌性的两倍左右,神经元的数量也大约为雌性的两倍。
进一步的研究揭示:这种性别差异的产生,是因为发育中一个重要时期机体分泌的雄性激素—睾酮所致。在孕后期至出生后的几天内,雄性大鼠睾丸分泌的睾酮量激增,输送至大脑后,促进了SDN-POA中神经元的生长。而雌性大鼠不曾经历这种睾酮量的激增,所以它们的大脑按既定的程序发育,保留了其“雌性”状况。短暂的睾酮激增不仅将永久性地改变雄性大鼠的下丘脑,也将决定它们此后的性取向。例如在一项实验中,出生前给雌性胎鼠注射睾酮,会使它们出生后的行为更具有攻击性,更倾向于和其他雌鼠进行交配;且与正常雌鼠相比,更抵触与雄性大鼠交配。相反,当雄性大鼠被阉割或在上述关键时期用药物剥夺它们体内的睾酮时,它们的表现会更加雌性化;将其置于其他雄性面前时,会做出接受交配的姿势,即脊柱前凸。
人类的睾酮对大脑的性别分化也同样重要。但是大鼠出生前和出生后都会出现睾酮激增,而男孩的睾酮激增则主要在出生前,在孕期的第4个月达到高峰值。研究者已证实男性和女性的大脑结构存在着几个显著的差异,但还没有研究证实这些差异是否在孕期就已出现。即便如此,子宫内的胎儿与睾酮的接触,仍被认为对将来的性取向有重要影响,因为这种行为是由大脑自身的性别差异决定的。
另一个典型的例子是,女性中有一种罕见的基因疾病—先天性肾上腺增生症(Congenital adrenal hyperplasia,CAH)。除了分泌应激激素,肾上腺还分泌几乎所有的性激素,尽管没有卵巢和睾丸分泌的量多。但是在CAH中,肾上腺能分泌过多的雄性激素(包括睾酮)。这种过量分泌在出生前即已开始,所以CAH的女性在生殖器外观和个体行为上,都更男性化。患有CAH的女孩如果能在出生后不久便确诊,那么通过调节肾上腺激素浓度和外生殖器整形的方法,便可以获得治愈效果(CAH不影响内生殖器的结构,所以接受早期治疗的女性仍然可以生育)。但即便在婴儿期接受了治疗,她们的大脑在出生之前已经有了几分雄性化,会体现在她们日后的行为中:她们的体能充沛,常以“女汉子”自居,更喜欢选择男孩作为玩伴,喜爱户外运动,而不喜欢传统意义上的“女孩游戏”,比如洋娃娃及化妆。虽然大多数用激素治愈的CAH女性最终可以发展成为异性恋,但其中女同性恋或双性恋的比例仍有增加。
一些母亲在怀孕期间使用的药物也会导致女性男性化,例如DES(己烯雌酚),它是一种作用与睾酮相类似的物质(DES已经停用,曾被广泛用于预防意外流产)。相反,男性因为先天雄激素受体缺乏而女性化的状况,被称为雄激素不敏感综合征;他们分泌的睾酮不能作用于多种靶组织,这类患者出生时具有女性的外生殖器,且自我认同为女性。当他们以女性的身份成长后,通常具有女性的性取向。
怀孕期间的母源性压力是如何带来这些影响的呢?它可以使包括皮质醇和肾上腺素在内的多种主要的应激激素处于高浓度状态,从而干扰睾酮的分泌。例如,当男性明显处于压力中时,血液中的睾酮浓度会降低。由于母源性的应激激素可以穿透胎盘,因而有学者提出,高度紧张的孕妇会通过分泌大量的肾上腺素干扰男性胎儿睾酮的分泌,进而使他们的大脑结构和行为趋于女性化,当然也包括性取向。
这种理论主要是从对大鼠的研究中推论而来的。在孕期,处于高压状态的母鼠生下的雄鼠与剥夺了睾酮的雄鼠均表现出一些女性化行为:幼鼠玩耍时,出现啃咬或猛扑同胞的行为更少;成年鼠相比于无压力母亲的雄性子代,交配和射精行为较少,而脊柱前凸的行为表现得更多。此外,母源性压力已经被证明能抑制大鼠胎儿的睾酮激增。孕期有压力的母鼠生下的子代雄鼠,其SDN-POA的面积通常是无压力组的一半,而产前压力对于雌性大鼠的大脑结构却没有影响。
这些来自大鼠的实验证据让人信服。相比之下,关于人类的产前压力与性取向的关系,证据就少得多了。研究者已经检测出有3种脑部结构在成年普通男性和同性恋者之间是不同的:前联合和两个特异性的下丘脑核团。但是尚有许多未知之处,比如:它们是否与性行为有关?这种差异是否受到产前压力的影响?这些结构的差异从什么时候开始出现?(结构的差异有可能是同性恋性取向的结果而非原因)。产前压力对男性睾酮的影响是另一个亟待回答的问题,目前为止,还没有研究能够证实产前压力或焦虑对人类胎儿睾酮的作用如何。
目前,关于产前压力可导致男性同性恋的最有力的证据,是两项20世纪80年代来自德国的研究,虽说其数据高度可疑:在第一项研究中,研究者追溯了一项过去的医学记录,他们发现在硝烟弥漫的1941~1947年出生的男性,其同性恋比例较之前或之后都要高出很多,甚至超出发生率两倍;在第二项研究中,研究者调查了200名男性,他们中的一半是异性恋,而另一半为双性恋或同性恋。结果发现,发生在他们母亲生活中的应激事件存在着一个显著的区别:同性恋者的母亲比正常男性的母亲在怀孕期间遭遇了诸多惨痛的经历,比如强奸、被盟军轰炸、失去丈夫、沦为难民,或者怀上了一个自己并不想要的孩子。
这些研究在方法学上饱受批评(重要的是,调查对象似乎知道研究者的设想)。最近来自美国的两项研究,已尝试着解决这一问题:研究者们通过不暴露研究目的的调查问卷询问母亲在她们孕期时的心理压力,而不是去了解她们已成年的孩子,但他们都没有能证实上述德国研究者的意见。其中一项研究发现了男性同性恋和孕期母源性压力之间存在着一些较轻微的关系,但仅存在于孕中期;另一项研究则发现相比于正常母亲,有压力的母亲所生的儿子,有更多的女性化倾向。
产前压力假说仅是同性恋生物学基础理论之一。研究者结合基因和环境因素,普遍认为性取向是在儿童时期就已经决定了的。尽管现在的证据还不够充分,但产前压力仍是一个可能改变男孩性取向的因素。
运动:带来压力还是有益? 我们通常认为压力只是一种心理或情绪上的经历,其实压力也是一种身体反应,而且无论是和老板大吵一架、担心家庭成员还是在公园中慢跑,身体上的压力反应都类似。与情绪上的应激事件一样,运动同样会促使儿茶酚胺的释放,从而加快心率、升高血压和改变全身的血流方式。
胎儿能对母体的运动做出明确的反应,科学家在数个研究中都发现,在孕妇进行慢速骑行等运动之后不久,便能检测到胎儿的活动和心率的变化。通常,胎儿对轻度或适度的运动反应良好,如果母亲的运动强度增加,胎儿的心率就会均匀增加。在非常紧张的情况下,胎儿的心率和呼吸运动会降低,其他活动也随之减少。
对孕期运动的关注主要有两个原因:一是运动可以像其他的压力一样,减少胎儿的氧气供给和子宫内的血流量;二是过热会带来风险,正如我们所知,发育中的胎儿对温度高度敏感,体温升高超过2℃,就会有意外流产的风险,并且影响大脑和眼部的发育。
虽然有这些理论上的顾虑,但鲜有证据认为爱运动或者好动的孕妇会有危险。大量的研究发现,在早产或阿普加评分(一种对胎儿出生后1分钟和5分钟的健康状况评分)中,好动和好静的母亲所生的孩子并没有什么区别。有关运动对出生体重的影响,目前的意见尚不统一。一些研究发现,经常运动的母亲,孩子明显偏小。但是最近的几项研究又反驳了这一观点:他们发现,运动多的女性所生的孩子有个头偏大的倾向。关键因素是母亲体重的增加值,如果运动阻止了母亲充分的摄入量,那么她很可能娩出低体重的孩子;但如果母亲在运动后仍然能保持体重的正常增长,那么运动不会限制孩子大脑和身体的发育。
运动带来的诸多已知的好处足以抵消它潜在的危害。它可以增加母体内β—内啡肽的水平。β—内啡肽是一种机体产生的类吗啡样物质,它能阻断疼痛向大脑的传输。此外,运动确实能够降低孕妇体内另一种应激激素—皮质醇的浓度。这就是为什么运动可以缓解其他压力带来的情感冲击。运动通常会增加女性的幸福感,基于我们对焦虑和压力的了解,不难理解运动会给胎儿带来积极的影响。
运动带来的最明显好处莫过于分娩。有规律运动的女性比不运动的女性在分娩过程中更顺利,疼痛感也小。一项研究发现,怀孕期间坚持运动的女性,她们的分娩过程仅耗时27分钟;而不运动者则需59分钟。较短的分娩时间可以降低胎儿大脑缺氧等并发症发生的风险,对胎儿颇为有利。
一般来说,医生对孕期运动的安全性持谨慎态度,但是目前的证据认为,运动对大多数女性是安全的,尤其是对那些在怀孕以前就坚持运动的女性。当然,运动应该保持在“适度”的水准,“适度”意味着女性的心率不超过最快心率(每分钟220次减去个体年龄)的70%,例如30岁的人每分钟心率为133次。有证据表明,女性在孕晚期氧储备量较低,所以在孕晚期相应地减少运动是有益的,尤其是那些需要负重的运动,大部分孕妇本身也不会愿意去做。还有一些情况需要避免,包括:(1)在高海拔地区运动(超过3000米),因为胎盘已经需要为低氧付代价了;(2)在炎热的天气中运动,因为有使胎儿过热的风险;(3)水肺潜水和浮潜,因为可能在胎儿组织中聚集过量的氮气和其他气体。但是其他一些水中运动,比如游泳和水中慢跑,是孕妇最好的运动方式,因为水能够带走孕妇身体中多余的热量。
客观看待孕期压力 所有产前压力的负面影响都足以使一位孕妇陷入极度的焦虑状态!但是应激事件之后出现激素激增只是一种可能性。事实上,胎盘可以降低皮质醇和儿茶酚胺的浓度,在一定程度上保护胎儿免受母亲应激激素的影响。由于怀孕本身就是一种压力—不论是因为母亲在孕期的恶心、不适、疲劳、为分娩焦虑,还是因为担心孩子出生后的照顾—但事实上很多母亲都很享受怀孕时光。也许这就是生命的乐章。我们常说孕程是“幸福洋溢”的—所有激素,尤其是内啡肽类激素(在怀孕时逐渐增加)调节着应激激素的涨落,从而保护正在发育中的胎儿,一起迎接他们母亲一生之中最难忘的时刻。
因此,一方面,女性要明白,同怀孕时面对的其他风险一样,心理压力可能带来的重大影响。如此说来,你最好尽早忘记前一段时间刚刚拍过的一张胸部X光片,因为你总不希望自己的孩子在你的应激激素作用下生活9个月。而另一方面,女性一定要对自己的身体有信心,相信自己有能力与压力抗争,认识到怀孕是很正常的一种状态。要知道,几百万年以来的进化,使我们完全能胜任人类最基本的生物学使命—孕育。
对胎儿有害的因素及环境
胎儿在发育中的潜在风险
未被证明的风险
【注释】
[1] 温度计和牙科用的汞合金都含有水银,但这是汞的基本形式—而不是一种分子复合物—它们不会被消化道吸收,所以,孕妇即使意外吞食了一些这种水银,胎儿也不会受到严重的危害。
[2] 弓形虫、风疹病毒、巨细胞病毒、单纯疱疹病毒和其他病原体英文分别为 Toxoplasmosis,Rubella, Cytome-galovirus,Herpes和Others,首字母组成TORCH。
[3] 根据一项来自几内亚缺碘地区的研究,母体轻度甲减—在正常值的低限—会对孩子随后的认知能力产生微妙的影响。