咖啡因短期摄入对大鼠胆固醇代谢与体重调控的分子机制研究

本刊推荐：为解决咖啡因代谢影响争议，研究人员开展大鼠模型剂量效应研究，通过21天 caffeine（5/10 mg/kg）干预，发现短期摄入虽未显著改变肝功能（ALT/AST）、白蛋白、血糖及血常规参数，但显著降低胆固醇水平（P<0.01）并影响体重（P<0.001），为咖啡因安全评估与代谢调控提供关键实验依据。

　　

在全球每天消耗25亿杯咖啡的背景下，咖啡因作为最广泛使用的精神活性物质，其代谢效应与健康风险始终存在科学争议。尽管既往研究提示高剂量咖啡因可能引发焦虑、失眠及心血管问题，但关于不同剂量短期暴露对关键代谢参数的影响机制尚未明确。尤其值得关注的是，世界卫生组织（WHO）将高血压列为全球主要致死因素，而咖啡因摄入与血压反应的关联性仍需深入验证。本研究通过大鼠模型聚焦咖啡因对胆固醇代谢和体重调控的特异性作用，为厘清饮食-代谢互作提供新证据。

研究采用21天对照实验设计，使用Sprague-Dawley大鼠（n=12）分为对照组（基础饮食）、低剂量组（5 mg/kg体重咖啡因）和高剂量组（10 mg/kg体重咖啡因）。关键技术方法包括：动物模型构建（Fayoum大学动物伦理委员会批准号AEC 2413）、血清生化分析（使用Biodiagnostic试剂盒检测胆固醇、葡萄糖、白蛋白、AST（天门冬氨酸氨基转移酶）、ALT（丙氨酸氨基转移酶））、全血细胞计数（Cell-Dyn Emerald 22分析仪）以及统计学处理（GraphPad PRISM 8.4.3进行ANOVA检验）。

体重变化分析

高剂量咖啡因（10 mg/kg）组大鼠最终体重较初始值显著降低（P<0.001），而对照组与低剂量组无显著变化。该结果表明高剂量咖啡因可能通过交感神经激活或能量代谢干预影响体重调控，但与昼夜节律基因突变模型的机制存在差异。

胆固醇水平响应

低剂量咖啡因使胆固醇水平较对照组降低66.6%（P<0.01），但高剂量组反而较低剂量组升高33.3%（P<0.001）。这种剂量依赖性效应提示咖啡因可能通过调控内质网钙离子浓度影响SREBP2（固醇调节元件结合蛋白2）转录活性，进而干预PCSK9（前蛋白转化酶枯草溶菌素9）-LDLR（低密度脂蛋白受体）通路。

蛋白质与肝功能参数

总蛋白、白蛋白及肝酶（AST/ALT）均未出现显著改变，说明短期咖啡因摄入未引发肝脏合成功能损伤或细胞膜通透性异常，与Al-Mozie等报道的治疗剂量安全性结论一致。

葡萄糖代谢与血液学指标

血糖水平与全血细胞计数（CBC）参数均无统计学差异，表明短期咖啡因暴露不影响糖稳态基础调控或造血功能，但长期高剂量效应仍需进一步验证。

本研究证实短期咖啡因干预主要通过胆固醇代谢通路与体重调控产生生物学效应，而非传统认知的肝肾功能损伤。其重要意义在于揭示咖啡因剂量依赖的双向调节特性：低剂量可能通过SREBP2-PCSK9轴促进胆固醇清除，而高剂量则引发体重显著下降。这些发现为咖啡因的膳食建议与代谢疾病干预提供关键分子依据，同时提示未来需延伸研究周期、增加剂量梯度以阐明长期效应机制。本研究由埃及Fayoum大学农业学院生物化学系Haidi M.Abo-Elghait团队完成，成果发表于《The Journal of Basic and Applied Zoology》2025年第86卷。