【研究速递】常见的食品添加剂可能会促进焦虑相关行为

研究要点

• 食品添加剂羧甲基纤维素(CMC)和聚山梨酸酯80 (P80)改变肠道菌群组成，乳化剂暴露可诱发慢性肠道炎症，增加脂肪，改变雄性和雌性小鼠的肠道微生物群组成，导致小鼠代谢异常。

• 乳化剂暴露后特定的微生物类群还发生了性别依赖性改变：乳化剂暴露改变了雄性的焦虑样行为，减少了雌性的社交行为。

• 它还改变了涉及调节进食以及社会和焦虑相关行为的神经肽的表达。

• 多变量分析显示，CMC和P80在雄性和雌性小鼠中产生了明显的生理、神经和行为效应的聚集，提示乳化剂暴露导致了微生物群、生理和行为的性别依赖性变化综合征。

• 研究表明，这些常用的食品添加剂可能会对焦虑相关行为和社会行为产生潜在的负面影响，并可能通过不同的机制影响男性和女性。

内脏或肠道影响我们情绪的观念可以追溯到100多年前，最近的研究表明这种影响可能与病理学有关。实际上，胃肠道疾病和精神疾病之间存在高度共病率。肠-脑轴的一个新兴焦点是肠道微生物群，这是一种存在于肠道中的大量多样的微生物群落，已被证明可以影响小鼠的焦虑和社交行为。

例如，在没有微生物群（无菌小鼠）的环境中饲养的小鼠，表现出比常规小鼠更低的焦虑行为，并且在断奶时引入微生物群部分地使焦虑样行为正常化。此外，无菌小鼠的社会行为也有所减少，早期接触抗生素也会影响焦虑和社交行为。口腔接触致病菌会增加肠道中促炎菌菌株的数量，而胃肠道炎症会增加小鼠的焦虑和抑郁样行为。相反，一些具有抗炎特性的益生菌可以减少这种行为。

食品添加剂，又称为膳食乳化剂，通常存在于加工食品中，可以改善食品的质地并延长食品的保质期。由于肠道微生物群和肠道健康都会影响社会行为和焦虑样行为，研究者调查了乳化剂的摄入是否会对行为产生不利影响。研究者还观察了小鼠行为模式的性别差异，表明乳化剂通过不同的机制影响雄性和雌性的大脑。该研究发表在《科学报告》(Scientific Reports)上。

研究者Chassaing和Gewirtz教授先前的研究表明，乳化剂可以通过改变肠道微生物群的组成来引起低度肠道炎症。肠道微生物群是由数万亿对健康至关重要的微生物组成的多样化种群。他们的研究发现，乳化剂的摄入与肥胖、代谢综合征和炎症性肠道疾病（如结肠炎）有关。自20世纪中期以来，这些疾病的发病率显著上升。与此同时，自闭症等行为障碍的发病率也在增加，这使得科学家们提出理论，认为大脑功能可能受到现代化学物质环境暴露的影响。

乳化剂对全身炎症的影响是否也能扩展到大脑和行为?答案是肯定的。研究人员在雄性和雌性小鼠的饮用水中加入了两种常用的乳化剂：聚山梨酸酯80和羧甲基纤维素。12周后，他们观察到乳化剂以不同的方式改变了雄性和雌性的肠道菌群。然后他们进行测试，来评估乳化剂对行为的影响。结果发现，乳化剂改变了雄性小鼠的类似焦虑的行为，减少了雌性老鼠的社交行为。

虽然现在还不能准确地指出乳化剂导致行为改变的确切机制，但我们知道，炎症会触发局部免疫细胞产生信号分子，从而影响其他地方的组织，包括大脑。肠道还包含迷走神经的分支，这是通往大脑的直接信息通道。

研究者目前正在调查膳食乳化剂影响肠道微生物群的机制，以及这些发现对人类的相关性。至于是什么导致了男性和女性行为的差异，可能有几个因素。例如，免疫系统中已知的性别差异有助于控制肠道细菌的组成，以及消化系统处理食物的方式。因此，在饮食中添加乳化剂对男性和女性的微生物群会产生不同的影响。数据表明，微生物群的这些性别特异性变化可能会导致行为上的性别差异。

研究人员表示，这项研究进一步证明，食品添加剂应该根据其对微生物群的影响进行评估，而微生物群与人类健康的许多方面息息相关。研究结果还证实，肠道健康和大脑健康是相互关联的，可能有共同的机制驱动肥胖、炎症性肠道疾病和行为障碍等疾病。

参考文献

Mary K. Holder et al. Dietaryemulsifiers consumption alters anxiety-like and social-related behaviors inmice in a sex-dependent manner, Scientific Reports (2019). DOI:10.1038/s41598-018-36890-3

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