《Psychoneuroendocrinology》:Moment-to-moment Bidirectional Associations Between Human Milk Glucocorticoids and Infant Behavior
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为揭示母乳激素如何即时影响婴儿行为,以及婴儿行为又如何反作用于乳汁成分,研究人员通过一项居家即时观测研究,探讨了母乳中皮质醇和可的松水平与婴儿哭泣和睡眠的日常双向关联。结果发现,较高的母乳糖皮质激素水平与喂养后1.5小时内婴儿更多的睡眠相关,而更多的睡眠也预示着后续乳汁中较高的糖皮质激素水平,揭示了母子间动态、双向的生理-行为信号传递机制。
母乳是连接母亲与新生儿的生命桥梁,其成分远不止是营养物质的载体。除了脂肪、蛋白质和碳水化合物,母乳中还含有许多非营养性成分,例如由母亲压力系统产生的糖皮质激素(Glucocorticoids, GCs),主要包括皮质醇(Cortisol)和其无活性的代谢产物可的松(Cortisone)。这些激素可以通过乳腺进入乳汁,从而可能传递给婴儿。一个核心的科学问题是:母乳中的这些压力激素,究竟是塑造了婴儿的行为(比如让宝宝更易哭闹或更嗜睡),还是婴儿的行为(比如哭闹不止)反过来影响了母亲的压力水平,从而改变了乳汁的成分?既往研究结论不一,有的发现母乳皮质醇水平高与婴儿更负面的情绪相关,有的则未发现显著关联。这些不一致可能源于研究方法:许多研究仅依赖单次乳汁样本或一次性问卷调查,难以捕捉到激素和行为在日常生活中的即时、双向波动。因此,迫切需要一种更贴近真实生活、能够同时捕捉母亲乳汁激素和婴儿行为瞬间变化的“快照”式研究,来解开这个复杂的母婴互动谜团。
为了回答这些问题,来自荷兰拉德堡德大学医学中心的研究团队Nina Bruinhof、Roseriet Beijers和de Weerth Carolina设计并开展了一项别出心裁的即时(Moment-to-moment)居家观察研究,并将成果发表于《Psychoneuroendocrinology》。他们在产后约6周,招募了109对健康的母婴作为研究对象。研究的巧妙之处在于其“自然观察”与“精细捕捉”相结合的设计。研究人员请妈妈们在一个普通居家日,于三个固定时段(早晨、下午、晚上)在哺乳前自行收集乳汁样本。同时,在同一天的24小时内,妈妈们使用标准化的“婴儿日记”(Baby Day Diary),以每5分钟为单位,详细记录宝宝的六种行为状态:睡觉、安静清醒、烦躁、哭泣、喂食或未知。通过这种方式,研究者得以获得同一天内母乳激素(皮质醇和可的松)的浓度变化与婴儿行为(主要聚焦哭泣和睡眠)的精细时间序列数据。通过对数据进行多水平模型分析,他们旨在检验两个核心假设:1)较高的母乳糖皮质激素水平是否与随后的婴儿更多哭泣和更少睡眠相关;2)婴儿更多的哭泣和更少的睡眠是否与随后更高的母乳糖皮质激素水平相关。
研究采用的关键技术方法包括: 研究对象来自SMILEY(婴幼儿微生物群与生活方式研究)纵向队列社区样本。研究收集了母亲在早晨、下午、晚上三个时间点的约4 mL母乳样本,采用超高效液相色谱-串联质谱法(LC–MS/MS)定量分析其中的皮质醇和可的松浓度。婴儿行为数据通过标准化的纸质“婴儿日记”进行记录,由研究助理录入并核查一致性,计算在特定时间间隔内的哭泣和睡眠百分比。数据分析采用了多水平模型,以处理数据的嵌套结构(多个时间点嵌套于个体),并使用了多重插补法处理缺失数据,以控制婴儿年龄、母亲产次、教育水平等协变量的影响。
4. 结果
4.1. 描述性发现
数据显示,母乳中的皮质醇和可的松均呈现明显的昼夜节律,早晨浓度最高,傍晚最低。可的松在各时间点的变异较大,而皮质醇(尤其是下午和晚上)的浓度普遍较低,变异较小。
4.3. 母乳糖皮质激素作为婴儿哭泣和睡眠的预测因子
与假设相反,分析发现:
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更高的母乳皮质醇和可的松浓度,与哺乳后1.5小时内婴儿更多的睡眠显著相关。探索性分析表明,这种关联在哺乳后的半小时内就已显现。
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未发现母乳糖皮质激素浓度与哺乳后1.5小时内婴儿哭泣存在显著关联。
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在“完整间隔”(即两次采样之间的整个时间段)的分析中,也未发现糖皮质激素与婴儿哭泣或睡眠的关联。
4.4. 婴儿哭泣和睡眠作为母乳糖皮质激素的预测因子
分析发现:
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婴儿在哺乳前1.5小时内更多的睡眠,与随后采集的乳汁中更高的皮质醇和可的松浓度相关(可的松的关联在鲁棒性分析中变为边缘显著)。
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婴儿在哺乳前1.5小时内的哭泣,与随后的母乳糖皮质激素水平无显著关联。
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同样,在“完整间隔”的分析中,也未发现婴儿行为对后续乳汁糖皮质激素的预测作用。
5. 讨论与结论
这项研究首次在居家自然环境中,实时揭示了母乳糖皮质激素与婴儿睡眠之间存在积极、双向的即时关联,这与研究最初的假设及部分前人研究结果相悖。具体结论如下:
- 1.
母乳糖皮质激素可能促进婴儿睡眠:较高的皮质醇和可的松水平与喂养后短期内婴儿睡眠增加相关。研究者推测,可能的机制是,婴儿通过乳汁摄入较高的糖皮质激素,导致其体内系统性的糖皮质激素水平上升,而睡眠(特别是安静睡眠)可能有助于婴幼儿从升高的激素水平中恢复。另一种进化角度解释是,乳汁中的压力激素可能向婴儿传递了母亲环境中存在“压力”或“危险”的信号,促使其保持安静和睡眠,这是一种有利于母亲应对紧急情况、提高后代生存几率的适应性行为。
- 2.
婴儿睡眠可能影响母乳成分:婴儿更多的睡眠时段,可能与母亲随后更高的乳汁糖皮质激素水平有关。这与“婴儿好带会减轻母亲压力”的常识推断相反。一个可能的解释是,当婴儿入睡后,母亲可能利用这段时间进行体力活动(如家务)或进食,这些行为本身可能导致其皮质醇水平轻度升高,进而反映在乳汁中。当然,这种关联也可能由第三方因素(如家庭压力事件)同时影响婴儿睡眠和母亲激素水平所致。
- 3.
关联具有时间特异性:上述双向关联仅在紧邻哺乳的较短时间窗(1.5小时或半小时)内被发现,在更长的“完整间隔”内则未出现。这提示母乳激素对婴儿行为(及反之)的影响可能是快速、直接的,强调了采用高时间分辨率研究方法的重要性。
- 4.
未发现与哭泣的关联:母乳糖皮质激素与婴儿哭泣行为未显示出显著关联。这可能因为研究中婴儿的哭泣时长普遍较短,未达到足以显著影响母亲压力的阈值;也可能与测量方式(客观日记记录而非母亲主观感受)有关。
这项研究的意义在于,它突破了传统单点取样的局限,通过创新的即时研究设计,首次在日常生活场景中描绘了母婴之间通过乳汁进行的、动态的生理-行为对话。它表明,在健康的母婴群体中,皮质醇和可的松是母乳中天然存在且动态变化的成分,其与婴儿睡眠的积极关联挑战了“压力激素有害”的简单认知,提示我们需要更深入地理解其在早期发育背景下的潜在功能。该研究为“哺乳编程”(Lactocrine Programming)理论提供了新的实时证据,拓宽了我们对母乳成分如何影响婴儿行为、以及婴儿行为又如何反塑母乳成分这一双向互动过程的理解,为未来研究母婴健康、早期压力传递及个体差异发展奠定了重要基础。