懷孕是一件天翻地覆的事（簡易版）

 

圖片來源：維基百科

懷孕，這是大自然中最神奇的奇蹟之一。這不只是一個新生命誕生的過程，更是母體經歷的一場深刻生理變革。想像一下，在短短九個月內，媽媽的身體不僅要為肚子裡的寶寶提供養分和保護，還要進行一系列令人驚嘆的改變。這篇文章將帶你進入這一神秘世界，揭示懷孕期間發生的翻天覆地的代謝變化，這些變化影響著母體的每一個細胞，更重要的是，它們塑造著新生命的未來。

為了要了解這些神奇的變化，科學家們不僅觀察了懷孕的猴子，還觀察了未懷孕的猴子，以便比較差異。科學家們收集了這些猴子的許多不同組織，包括子宮、卵巢、胎盤等等，進行了深入的分析。另外，他們還收集了懷孕婦女的血液樣本，包括正常懷孕的婦女和患有妊娠高血壓的婦女，進行了詳細的代謝物分析，以便與猴子的數據作比較。科學家們甚至做了一些特別的實驗，來研究某些特定激素在懷孕中的作用。

這些辛勤的研究工作發現，懷孕真是一場大改造。孕期的每個階段，媽媽體內的多達八條主要的代謝途徑都會發生變化。這些包括了影響媽媽和寶寶健康的重要途徑，例如類固醇生成、脂肪酸代謝和花生四烯酸代謝。這些變化幫助媽媽的身體提供足夠的能量，並調整到最佳狀態以支持寶寶的成長。

更神奇的是，科學家們在孕婦體內發現了91種在懷孕期間發生變化的特別代謝物。這些代謝物涉及能量生成、細胞信號傳遞、細胞膜結構和荷爾蒙代謝等多個重要方面。它們在媽媽體內的變化，彰顯了懷孕期間身體適應新生命的神奇能力。

而在這91種特別的代謝物中，科學家們對孕酮、孕烯醇酮和其他幾種激素特別感興趣。這些激素在孕期中的變化特別顯著，它們在支持寶寶健康

成長方面發揮著重要作用。甚至，科學家們還發現，一種名為棕櫚醯肉鹼的物質，在孕早期和中期特別增多，尤其是在肝臟和肌肉中，顯示它在孕期代謝中扮演著重要角色。

科學家們還發現，懷孕不僅僅改變了媽媽體內的激素和代謝物，也改變了不同組織之間的合作方式。他們將這種合作方式稱為代謝耦合。在孕期，這種耦合會發生變化，使得各個組織更加獨立，這可能是為了滿足不斷變化的能量需求，並保護寶寶免受代謝紊亂的影響。

而且，這些變化不僅僅局限於孕期，甚至在孕前和孕後，科學家們都觀察到了不同組織之間代謝耦合的變化。這些變化反映了孕期對女性身體的深遠影響，不僅在孕期，甚至在孕前和孕後都有持續的影響。

總而言之，這些研究發現展示了懷孕期間母體發生的深刻變化。從激素水平的變化到代謝途徑的調整，再到組織間合作方式的轉變，每一個細節都在悄然發生，共同塑造著新生命的未來。所以，懷孕真的是一場天翻地覆的事情啊！

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參考文獻：

A multi-tissue metabolome atlas of primate pregnancy Cell. Volume 187, Issue 3, 1 February 2024, Pages 764-781.e14 https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.11.043

懷孕是一件天翻地覆的事

 

圖片來源：維基百科

懷孕是自然界中最神奇的奇蹟之一。然而，這不僅僅是一個生命誕生的過程，它更是一場深刻的生理革命。最近的一個研究顯示，在這九個月裡，母體不僅支撐著新生命的成長，同時還經歷著一系列令人驚奇的變化。今天，我們將跟著研究團隊的腳步，一起探索懷孕期間發生的天翻地覆的代謝變化，這些變化不僅影響著母體的每一個細胞，更塑造著新生命的未來。

在這篇論文中，研究團隊收集了非孕猴子和懷孕猴子的主要組織（包括子宮、卵巢、胎盤、乳腺、胸腺、心臟、胰臟、肝臟、腎臟、腎上腺、脊髓、腓腸肌、股四頭肌、腹部皮膚、頭皮皮膚和血清），並進行了多組織代謝物組學分析。他們還收集了正常孕婦和妊娠高血壓患者的血液或血清樣本，進行了代謝物分析和驗證實驗。除此之外，還進行了皮質醇缺乏實驗，以研究其對妊娠高血壓的影響。最終，研究團隊建立了一個全面的多組織代謝物組學圖譜，顯示了懷孕期間多種組織的代謝耦合和代謝途徑的變化，並確定了懷孕適應性代謝物。

研究團隊發現，在孕期的每個階段中，有八條代謝途徑在一半或更多的組織中發生變化。其中類固醇生成、膽酸和花生四烯酸代謝在孕期的作用特別重要。在懷孕期間，孕婦的代謝會發生劇烈的變化，包括類固醇合成、脂肪酸代謝和花生四烯酸代謝等核心代謝途徑會根據母體和胎兒的需求進行調整。類固醇合成增加以支持胎兒發育和調節母體的生理狀態；脂肪酸代謝的變化確保了足夠的能量供應；而花生四烯酸代謝的調整則與炎症反應和疼痛感知有關。這些調整是複雜的生理過程，涉及許多激素和信號分子的相互作用。

此外，母體的嘧啶、穀胺酸、嘌呤、酪胺酸和卟啉代謝也表現出令人驚嘆的適應性。另外，孕期不同階段多個組織的代謝途徑發生重大變化，如神經鞘脂代謝、類固醇生物合成、性激素代謝和脂肪酸代謝，這些變化意味著代謝途徑在孕期有複雜的調整。

研究團隊還發現了91種在23種組織中一致變化的懷孕適應性代謝物。這91種懷孕適應性代謝物包括多種生化分子，涉及能量代謝、細胞信號傳遞、細胞膜結構和荷爾蒙代謝等多方面。這些代謝物在懷孕期間的多種組織中一致變化，顯示了它們在適應懷孕期間生理變化中的重要作用。

在這91種孕期適應性代謝物中，他們觀察到多種類固醇激素的增加，特別是孕酮和孕烯醇酮在多個組織中持續增加，包括胎盤、血清、子宮、胰臟組織、腎臟、脊髓和骨骼肌。此外，脫氫表雄酮硫酸鹽和皮質酮等激素也在多個組織中增加，顯示孕期激素水平的變化與代謝調節密切相關。

研究團隊發現，棕櫚醯肉鹼（PC）在懷孕早期和中期在多個組織中顯著增加，尤其是在肝臟和骨骼肌中。這顯示棕櫚醯肉鹼在孕期代謝適應過程中扮演重要角色。

多組織代謝物組學分析顯示，在懷孕期間，不同組織之間的代謝耦合（或相互作用）是有組織的和有系統的。這四個超級群組（super-clusters）代表了不同組織間具有相似代謝特徵的群組。這四個超級群組分別是：

1. 血清、頭皮皮膚和腹部皮膚。
2. 心臟組織和骨骼肌肉。
3. 肝臟和腎臟。
4. 脊髓、胎盤、卵巢、子宮、乳腺、胸腺、腎上腺和胰腺。

在孕早期，為了支持胚胎發育，母體各組織通常協調運作，密切合作進行代謝活動。但隨著懷孕進行，這種協同作用減弱，各個組織更加獨立地調節自己的代謝過程，這可能是為了滿足不斷變化的能量需求和保護胎兒免受代謝紊亂的影響。

非懷孕時骨骼肌與多個組織高度相關，但到了早期和中期懷孕，它與心臟組織的關聯度下降。胎盤一開始主要與子宮關聯，隨著懷孕進展，與心臟、卵巢和肝臟的關聯度增加。此外，卵巢在非懷孕時與皮膚組織高度相關，但懷孕期間這種關聯減弱，而與胎盤的關聯增強。這些變化反映了孕期代謝耦合的複雜動態。

孕期間，皮膚、胎盤、心臟組織、子宮和卵巢之間的代謝耦合發生了顯著變化。與非孕期相比，孕期這些組織之間的代謝耦合度降低，到了晚孕期更達到一個高度解耦且更不均勻的狀態。胎盤的出現與代謝耦合的階段性轉變相吻合，特別是它與子宮和其他組織的耦合在早孕期後轉向卵巢和心臟組織。這顯示孕期對女性組織間廣泛的代謝互聯有深刻的影響，孕期期間代謝重塑顯著。

這些結果顯示，即使在不同的妊娠階段，身體的不同器官系統也能夠透過代謝過程相互連結，並且這些連結在懷孕期間是動態變化的。

激素調節方面，研究團隊發現孕酮在胎盤、血清、子宮、胰臟組織、腎臟、脊髓和骨骼肌在中、晚孕期相比非孕期持續增加。孕烯醇酮在多個組織中也顯示出在中、晚孕期持續增加的趨勢，包括胎盤、脊髓、心臟組織、肝臟和腎臟。此外，孕酮和孕烯醇酮在早孕期特別在卵巢、乳腺和腹部皮膚中增加。脫氫表雄固酮硫酸鹽（DHEA-S ，Dehydroepiandrosterone sulfate，一種由腎上腺皮質合成的弱雄激素）也在多個組織中持續增加，包括胎盤、脊髓以及心臟和胰臟組織。有趣的是，皮質酮（之前被認為與壓力相關的皮質醇類似的一種激素）也在孕期的多個組織中增加，包括胎盤、心臟組織和血清。

為確認猴子的資料在未來可以應用到人類，研究團隊將猴子的實驗數據與人類孕婦血液代謝體資料做比較，發現妊娠期間人類孕婦血液上升或下降的大多數代謝物與猴子的數據都呈現類似的變化趨勢。研究團隊進一步收集了正常懷孕和妊娠高血壓孕婦血液，透過定量檢測了其血清皮質酮，發現與正常孕婦相比，妊娠高血壓患者血清皮質酮量顯著降低。研究團隊利用皮質酮抑制劑處理人類胎盤滋養細胞，發現皮質酮抑制劑顯著增加了hTSCs、EVTs和STBs中TNF-α和IL-8的表達，顯示妊娠期皮質酮缺乏可能引起妊娠高血壓患者胎盤出現滋養層發炎反應。以上發現初步證實了這個研究所獲得的資料是相當有意義的。

從整體來看，非孕期的狀態是一個高度均勻的網絡，具有廣泛的組織間耦合，而孕期則導致非均勻的網絡，耦合度降低。就像其他擴散熱力學系統一樣，代謝網絡傾向於達到最大的耦合和熵。然而，孕期的需求打破了這一傾向。研究結果顯示，為了讓組織適應孕期的代謝狀態，母體組織需要傳送更多的調節信息，而這意味著相關能量成本的增加。這可能解釋了為什麼孕期母體需要更高的能量投入來支持調節信息成本，並可能解釋母體食物攝入量的不成比例增加，超過了胎兒的能量需求。

參考文獻：

A multi-tissue metabolome atlas of primate pregnancy Cell. Volume 187, Issue 3, 1 February 2024, Pages 764-781.e14 https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.11.043

孕期大腦的自然變化：探索懷孕（pregnancy）對大腦皮層的影響

 

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懷孕對媽媽來說，並不是只有「帶球走路」而已。胎兒的血型未必與媽媽相符，更不用提一半的HLA（人類白血球抗原，human leukocyte antigen）來自父親，與媽媽也不相符，所以媽媽必須要調整自己來適應這個外來者。至於吃的東西都要分一大半給胎兒，那就更不用說了。

最近的研究發現，與未懷孕婦女相比，孕婦在晚孕期的大腦皮層體積較低，這種差異在產後早期會逐漸恢復。

研究團隊追踪了110位首次懷孕的母親，在晚孕期和早產後期進行了大腦皮層的變化觀察。另外，研究團隊也觀察了非首次懷孕的母親以及未懷孕女性。

研究團隊使用了核磁共振（MRI）來觀察孕婦和產後婦女大腦皮層的變化。這種技術允許研究人員非侵入性地詳細查看大腦結構，包括大腦皮層的厚度和體積。透過這種方法，研究人員能夠精確地測量和分析孕期及產後期間大腦皮層的變化，從而提供了有關孕期大腦變化的重要見解。

研究團隊發現首次懷孕的婦女在晚孕期大腦皮層體積有顯著減少，主要是厚度減少。這種減少的程度與未懷孕婦女相比是明顯的。對於非首次懷孕的婦女，研究團隊同樣觀察到了大腦皮層體積的減少，但是這篇研究沒有具體比較首次懷孕和非首次懷孕婦女大腦皮層減少的程度差異。這顯示懷孕對大腦皮層有影響，但是否因懷孕次數不同而有所差異則需要更多的研究來探討。

雖然大腦皮層確實變薄了，這並不意味著這種變化是有害的或異常的，而是孕期大腦自然調整的一部分。事實上，研究團隊觀察到，大腦皮層的厚度在產後會逐漸恢復。有意思的是，研究團隊發現產後時間（postpartum time）對大腦皮層的恢復有影響。這意味著在產後期間，大腦皮層的厚度和體積會逐漸恢復，但這種恢復的程度和速度可能因人而異，並受到產後時間長短的影響。這一發現對於理解孕期和產後大腦的生理變化具有重要意義。

產後期間指得是婦女從分娩結束後直到母體恢復至接近孕前狀態的過程。在這段時間內，女性的身體會經歷多種生理和心理上的變化，包括荷爾蒙水平的調整、身體結構的恢復，以及適應新生嬰兒帶來的變化等。在討論孕婦大腦皮層變化的脈絡中，產後時間是指這些變化發生後，大腦皮層可能進行的恢復或調整的時期。

雖然研究團隊在論文中提到產後時間對大腦皮層的恢復有影響，但研究團隊並沒有說明是怎樣的影響。

研究團隊發現，剖腹產和自然產對大腦皮層的恢復確實有影響。進行預定剖腹產的婦女相比自然分娩的婦女，在大腦皮層體積、厚度和表面積的恢復方面有更大的增長。這顯示分娩方式可能影響產後大腦皮層的恢復軌跡。然而，具體機制和這些變化的長期影響仍需要進一步研究來明確。由於剖腹產有其他的風險，所以不要因此而堅持進行剖腹產。

大腦皮層變薄，是否就代表會變笨呢？由於這個研究主要集中在孕期和產後大腦皮層體積的變化，而不是大腦功能或意識狀態。雖然大腦皮層變薄是一個顯著的生理變化，但研究團隊並未指出這對意識或認知功能有直接的影響。要理解這些變化如何影響意識和認知功能，可能需要更多針對這些特定問題的研究。

總而言之，這篇論文討論了婦女在懷孕後期大腦皮層會變薄，產後又會逐漸恢復的現象。這可能是母體為了適應胎兒的存在而進行的一種適應。

參考文獻：

Paternina-Die, M., Martínez-García, M., Martín de Blas, D. et al. Women’s neuroplasticity during gestation, childbirth and postpartum. Nat Neurosci (2024). https://doi.org/10.1038/s41593-023-01513-2

雄海馬（seahorse）真的是在懷孕喔！

 

膨腹海馬。圖片來源：維基百科

脊椎動物幾乎都是由雌性來孕育下一代，但海馬以及牠的近親卻是少數的例外。過去的研究發現，雌海馬透過產卵管將卵下在雄海馬的育兒囊（pouch）內，卵就在雄海馬的體內受精，經過2-3週後，雄海馬再生下小海馬。以膨腹海馬（Hippocampus abdominalis）為例，雄海馬一次可以「懷」300-700隻小海馬，一年可以「懷」四次。

由於受精卵直到孵化，與雄海馬並沒有類似臍帶與/或胎盤之類的構造連結，所以過去一向認為，雄海馬只是把寶寶裝在育兒囊中，就像有些魚類會把受精卵含在嘴裡是一樣的。不過，最近雪梨大學的研究發現，雄海馬會把養分透過育兒囊傳遞給小海馬！

研究團隊使用了膨腹海馬做為他們的實驗材料。研究團隊比較了受精卵與胚胎的乾重發現，胚胎的重量幾乎與受精卵相等。在卵生的動物裡，由於代謝的緣故，胚胎的重量會比受精卵要少30-40%的重量。因此，他們認為雄海馬會傳遞養分給小海馬。

當然，如果能以放射線標定某個養分，測量看看放射線標記是否會由雄海馬移動到小海馬，這會更能說服大家。至於研究團隊會不會這麼做，就讓大家拭目以待了。

參考文獻：

Zoe M. G. Skalkos, James U. Van Dyke, Camilla M. Whittington. Paternal nutrient provisioning during male pregnancy in the seahorse Hippocampus abdominalis. Journal of Comparative Physiology B, 2020; DOI: 10.1007/s00360-020-01289-y