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神经管缺陷（NTDs）是一种最常见的先天畸形。主要表现类型有脊柱裂和无脑畸形。各种研究均显示围孕期补充叶酸可明显降低NTDs的发病率。而且也有许多研究对如何进行最佳的叶酸补充提出了指导。
1．营养与生理
人体不能合成叶酸，因此必须完全依赖外源性供给。多数天然叶酸都是多谷氨酸形式，但参与代谢的叶酸需是单谷氨酸形式。食物中的多谷氨酸必须在小肠上段转化为单谷氨酸才能被吸收。因此，人工合成的叶酸制剂较天然叶酸的生物利用度更佳。人体叶酸水平可在血浆、血清和血细胞中获得。但血浆和血清测定只能反映吸收和利用或储存时暂时的浓度，不能准确反映真实的叶酸水平。红细胞中叶酸浓度相对稳定，可反映机体三个月中叶酸的平均水平，但因重复性差应用也受限制。
叶酸有两个重要的生物学作用。它是DNA和RNA合成中起重要作用的酶的辅助因子，为核苷酸的从头合成提供一碳单位；在氨基酸的甲基化循环中参与甲基转运，在同型半胱氨酸向蛋白氨酸的转化中起重要作用。胚胎形成和胎儿快速生长发育过程中核酸和蛋白质合成最为旺盛，因此这一时期对母体叶酸的的需要也显著增加。若叶酸缺乏，核酸合成受到抑制，细胞就不能产生足够的DNA进行有丝分裂，另外，甲基化循环抑制也会使蛋白质、脂质和磷脂的甲基化受阻。因此，多数研究认为NTDs发生是因为叶酸缺乏或叶酸代谢的先天遗传错误使DNA生物合成和甲基化循环受到干扰。
2．神经管缺陷（NTDs）
在脊椎动物中，神经胚形成是由扁平神经板转化成包裹大脑颅和脊椎尾部的管腔结构的重要而且复杂的胚胎形成过程。Van Allen等已证明神经管形成是五个分离部分同时进行。大多NTDs是由于这五部分之一或邻近神经孔未闭合所致。由此推论叶酸反应型NTDs主要是由于特殊的部位未闭合导致脊柱裂和无脑畸形。
排卵后18天，神经系统开始显示。22～28天时神经管开始闭合，那时大多数妇女还不知道自己已经怀孕，虽然孕妇血清甲胎蛋白检测、超声和氨基酸浓度测定都可诊断NTDs，但如果能进行早期预防，则可避免流产和畸形儿的出生。
92% nTDs被认为是多基因遗传，其余为染色体畸变、基因突变和环境致畸因子所致。因为目前尚不能修正基因因子，故预防多基因遗传出生缺陷主要在于消除环境致癌因子的作用。营养缺乏就是一个已知的NTDs发病有关的环境因子。Smithells等发现红细胞叶酸水平和Vit b12水平低的孕妇的胎儿易发生NTDs。Laurence等对174名既往有NTDs史有妇女饮食进行了研究，对蛋白质、新鲜水果和蔬菜的质量及蛋白、脂肪和碳水化合物的平衡情况进行评估，发现NTDs的再发与饮食质量有关。
3．叶酸与NTDs危险的降低
饮食研究之后,Laurence等人的试验结果也提示叶酸对预防NTDs再发有保护性作用。
英国医学研究委员会（MRC）的多中心、双盲随试验对证明补充叶酸可降低NTDs再发率提供了有力证据。该研究将有NTDs史的妇女随机分为4组，每日补充①叶酸4mg；②叶酸和其他维生素；③其他维生素；④什么也不补充。叶酸用量较大是由于担心小剂量观察不到效果。补充至少始于孕前4周，持续到孕12周，共观察到1195例妊娠结局。发现单独补充叶酸组NTDs复发率下降72%。
Hungarian的随机试验为围孕期补充叶酸，早期预防NTDs提供了有力证据。试验将既往无NTDs史的计划怀孕妇女随机分为两组。试验组每日补充多种维生素（包括叶酸0.8mg），对照组给不含叶酸的多种维生素。从孕前一个月服用到至少孕8周后。观察到4156例结果，发现试验组较对照组NTDs发病率明显降低（P=0.029）。
虽然NTDs复发的危险增高近10倍，但约95%的NTDs妇女并无NTDs史。至少5个研究发现围孕期添加叶酸和多维生素饮食可使初次的NTDs危险降低。但有一个病例对照研究认为围孕期补充多维生素并不能降低NTDs的危险性。
4．因对叶酸摄入和叶酸的真竤水平难以准确测量，故对于叶酸预防NTDs的机理尚不十分清楚。