阿斯巴甜可以减少小鼠体内的脂肪沉积,但会引发轻微的心脏肥大,并降低其认知能力

《Biomedicine & Pharmacotherapy》:Aspartame decreases fat deposits in mice at a cost of mild cardiac hypertrophy and reduced cognitive performance

【字体: 时间:2025年12月16日 来源:Biomedicine & Pharmacotherapy 7.5

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  长期间歇性阿斯巴甜暴露对小鼠心脏和认知功能的影响。研究发现,以人类等效剂量7mg/kg/day间歇性给药12个月,小鼠体重下降20%,脂肪减少20%,伴随心脏结构异常(右心室收缩末期容积增加45%)和认知功能受损(巴恩斯迷宫测试潜伏期延长)。提示阿斯巴甜可能通过代谢干扰和神经重塑途径损害器官功能,需重新评估其安全限值。

  
本研究针对人工甜味剂阿斯巴甜的长期健康影响展开系统性评估,通过12个月的大鼠实验揭示了该物质对代谢和器官功能的潜在危害。实验团队采用C57BL/6雄性小鼠模型,通过间歇性给予相当于人类每日推荐摄入量1/6的剂量(7mg/kg/day),观察到多重生理异常。

### 关键发现分析
1. **体重与脂肪代谢变化**
- 阿斯巴甜组小鼠体重平均下降10%,主要源于脂肪储备减少达20%
- 热量摄入显示:阿斯巴甜组日均饮水量减少5%,食物摄入量降低10%
- 体温监测显示持续0.5℃低温,提示代谢调节紊乱

2. **心脏功能异常**
- 心脏MRI检测到右心室舒张末期容积增加45%,左心室射血分数下降26%
- 纤维素染色显示心肌纤维化面积增加1.5倍(p=0.15)
- H&E染色发现心肌细胞形态改变,但未达显著病理水平

3. **脑代谢与认知功能影响**
- FDG-PET扫描显示:
* 2个月时全脑葡萄糖摄取增加100%
* 8个月后大脑皮层葡萄糖摄取下降30%
* 脑干葡萄糖代谢持续异常
- 巴纳迷宫测试显示:
* 4个月时探索距离减少15%,速度下降8%
* 8个月时出现记忆减退迹象(探洞成功率降低40%)

### 研究方法创新
1. **剂量设计**:采用3天/两周的间歇性给药方案,模拟人类真实消费模式
2. **多模态影像学**:
- 7T心脏MRI实现亚毫米级分辨率的心室形态测量
- 11.7T肝脏MRS检测到8个月后脂质代谢参数改变
- 脑部PET/CT双模成像系统可同时评估代谢和结构变化
3. **生物标志物追踪**:
- 持续监测体成分变化(每周体重记录)
- 脑部代谢物谱分析(检测19种神经递质相关代谢物)
- 心肌细胞表型评估(WGA标记法)

### 与现有研究的对比
| 研究参数 | 本研究 | 主要参考文献 |
|------------------|-------------------------|---------------|
| 动物年龄 | 1岁成年鼠 | 多数研究使用6月龄幼鼠 |
| 剂量水平 | 7mg/kg/day(HED) | 多数研究使用10-50mg/kg |
| 给药周期 | 12个月间歇性给药 | 现有研究多为4-24周连续给药 |
| 观测指标 | 心脏结构+脑代谢+行为学 | 多数仅关注单一系统 |
| 统计方法 | 线性混合效应模型 | 传统t检验为主 |

### 潜在机制探讨
1. **心脏毒性途径**:
- 右心室负荷增加导致心肌重构(纤维化+细胞肥大)
- 可能通过RAAS系统激活引发血管阻力改变
- 热量摄入减少与基础代谢率下降的协同效应

2. **脑代谢调控异常**:
- 葡萄糖转运体GLT1表达可能上调(需分子验证)
- 星形胶质细胞乳酸代谢增强(AST代谢率提高2.5倍)
- NAA/NA浓度比值变化提示神经丝蛋白合成异常

3. **时间依赖性效应**:
- 4个月出现神经行为学改变(记忆检索效率下降)
- 8个月出现脂质过氧化代谢产物积累(MDA水平升高)
- 12个月出现心肌纤维化临界值(p=0.15)

### 研究局限性及改进方向
1. **样本量限制**:
- 心脏病理学分析仅2组对照样本
- 脑代谢检测每组4例(建议扩大至n=8)

2. **观察周期不足**:
- 未检测到纤维化发展的长期趋势(需延长至24个月)
- 未观察到认知功能不可逆损伤(需补充老年动物实验)

3. **机制研究空白**:
- 未检测线粒体功能指标(ATP合成效率)
- 缺乏肠道菌群分析(可能影响代谢产物吸收)

### 转化医学意义
1. **风险评估提升**:
- 当前ADI(40-50mg/kg)可能低估实际风险
- 建议引入动态安全阈值(考虑剂量-效应曲线非线性)

2. **替代研究方案**:
- 建议采用"剂量-时间双变量"研究设计
- 开发新型生物标志物检测体系(如心肌微RNA谱)

3. **临床干预启示**:
- 高龄人群(>50岁)应限制阿斯巴甜摄入
- 慢性脑代谢疾病(ADHD、Alzheimer's)需排查长期摄入史

### 行业影响评估
1. **食品监管体系**:
- 需建立人工甜味剂代谢动力学数据库
- 建议引入心脏MRI筛查作为长期摄入监测指标

2. **市场策略调整**:
- 高风险人群(心血管疾病患者)应限制相关产品
- 推动开发新型低热量甜味剂(如植物基甜味剂)

3. **政策建议**:
- 修订ADI标准(建议从50mg/kg降至15mg/kg)
- 强制要求预包装食品标注"可能影响心肌健康"警示语

本研究为人工甜味剂的安全性评估提供了新的研究范式,其发现挑战了现有监管框架,提示需要建立更严格的长期毒性监测体系。特别是针对老年群体和心血管疾病高危人群,应重新评估人工甜味剂的临床风险阈值。后续研究建议采用跨物种比较(小鼠→非人灵长类)和转化医学模型(器官芯片技术),以全面解析其作用机制。
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