综述:西方饮食通过微生物群诱导的炎症影响海马依赖性记忆

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Nutrition Research 3.4

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  这篇综述系统阐述了西方饮食(WD)如何通过改变肠道菌群(gut microbiota)引发神经炎症(neuroinflammation),进而损害海马依赖性记忆(hippocampal-dependent memory)。作者聚焦于肠道屏障功能障碍、血脑屏障(BBB)通透性增加及小胶质细胞(microglia)激活等关键机制,揭示了肥胖相关认知障碍的潜在病理通路,为代谢与神经退行性疾病的干预提供了新视角。

  

肥胖、饮食与记忆

全球肥胖率近40年增长近三倍,其与认知功能下降的关联日益明确。临床研究表明,高体质量指数(BMI)人群在空间记忆和情景记忆任务中表现显著较差。动物模型进一步证实,西方饮食(高脂高糖)仅需3天即可诱发海马突触可塑性损伤,而长期喂养会导致神经元树突复杂性降低。值得注意的是,这种损伤独立于肥胖发生,提示饮食成分本身直接作用于神经系统。

肠道菌群与记忆

肠道微生物组作为"第二大脑",其1014
规模的菌群构成受饮食主导。西方饮食会导致厚壁菌门/拟杆菌门比例失衡,伴随产脂多糖(LPS)的革兰氏阴性菌增殖。实验证明,将肥胖小鼠菌群移植给无菌小鼠,受体即使保持正常饮食仍出现记忆缺陷。儿童研究显示,膳食纤维摄入量与特定菌属(如普雷沃菌)丰度正相关,且菌群α多样性与认知测试分数呈显著正相关。

细胞与信号机制

肠-脑轴双通路

  1. 体液通路:肠道通透性增加使LPS进入循环,触发全身性炎症。当这些促炎因子突破血脑屏障(BBB)——其紧密连接蛋白occludin表达在西方饮食喂养中下降40%——直接激活小胶质细胞。持续激活的小胶质细胞分泌IL-6和TNF-α,损害长时程增强(LTP)过程。
  2. 神经通路:迷走神经(vagus nerve)作为菌群-脑快速通道,其传入纤维末梢可感知短链脂肪酸(SCFAs)等代谢物。化学迷走神经切断术可阻断西方饮食诱导的海马BDNF表达下降,证实该通路的关键作用。

分子开关
Toll样受体4(TLR4)被鉴定为核心介质。敲除TLR4的小鼠即使接受肥胖菌群移植,也未出现神经炎症或记忆损伤。表观遗传分析显示,西方饮食组海马组织组蛋白去乙酰化酶(HDAC3)活性升高,导致突触相关基因启动子区乙酰化水平异常。

结论

海马体对炎症攻击具有特殊敏感性。西方饮食通过"菌群失调-肠漏-系统炎症-神经炎症"级联反应损害认知功能,该过程早于肥胖发生。干预研究显示,益生菌(如双歧杆菌)补充可逆转高脂饮食引起的记忆缺陷,但具体菌株选择和时间窗口仍需探索。未来研究应关注菌群代谢物(如吲哚衍生物)对神经血管单元的精确调控机制。

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