高剂量苯甲酸钠加剧LPS诱导的神经行为损伤及氧化炎症级联反应的机制研究

本研究针对食品防腐剂苯甲酸钠(SB)的神经毒性争议，通过建立LPS诱导的大鼠神经炎症模型，首次揭示高剂量SB(600 mg/kg)会协同LPS加剧运动探索行为障碍、氧化应激(MDA↑/SOD↓)、神经炎症(TNF-α/IL-6↑)及胆碱能系统紊乱(AChE活性↑)，为评估食品添加剂神经风险提供重要证据。

　　

随着现代饮食中加工食品比例激增，苯甲酸钠(SB)作为最常用的防腐剂之一，其安全性争议日益凸显。虽然美国FDA允许0.1%的添加量(1000 ppm)，但流行病学调查显示部分人群实际摄入量远超安全阈值。更令人担忧的是，近年研究发现SB具有剂量依赖性神经效应——低剂量(临床常用100-500 mg/天)可改善精神症状，但高剂量(>600 mg/kg)却可能诱发氧化损伤。这种"双刃剑"特性引发关键科学问题：在特定病理状态下，SB是否会加速神经损伤？

Ajayi Crowther大学的研究团队在《Toxicology Letters》发表的研究中，创新性地将SB暴露与细菌内毒素脂多糖(LPS)诱导的神经炎症模型相结合。通过28只Wistar大鼠的分组实验(对照组、SB单用组、LPS单用组、LPS+SB联用组)，采用14天口服SB(600 mg/kg)联合7天LPS腹腔注射(250 μg/kg)的干预方案，系统评估了神经行为学、氧化应激指标(SOD/CAT/GSH/MDA)、炎症因子(TNF-α/IL-6/NO/MPO)及脑组织病理变化。

关键技术包括：1) 视频跟踪系统(EthoVision)定量分析运动探索行为；2) 分光光度法检测抗氧化酶活性和MDA含量；3) ELISA测定促炎细胞因子；4) 乙酰胆碱酯酶(AChE)活性检测；5) 苏木精-伊红(H&E)染色观察海马CA1/CA3区神经元形态。

【Effect of SB on the locomotor and exploratory behavior】
通过旷场实验发现，LPS+SB组大鼠运动距离(减少38%)、平均速度(降低42%)及探索时间(缩短51%)均显著差于LPS单用组(p<0.05)，提示SB加剧了LPS诱导的运动功能障碍。

【Oxidative stress and cholinergic impairment】
生化分析显示，LPS+SB组大脑皮层SOD活性(12.3±1.1 U/mg prot)较对照组(24.6±2.3 U/mg prot)下降50%，同时AChE活性升高2.3倍，证实SB通过双重机制(氧化损伤+胆碱能紊乱)放大神经毒性。

【Neuroinflammatory response】
联用组TNF-α水平(156.7±11.2 pg/mg)显著高于LPS单用组(102.4±8.5 pg/mg)，伴随小胶质细胞活化标志物MPO活性上升67%，表明SB通过TLR4/NF-κB通路增强神经炎症。

【Histopathological findings】
组织学观察到联用组海马CA3区锥体细胞密度降低41%，小脑浦肯野细胞出现核固缩，这些变化与临床早期阿尔茨海默病(AD)病理特征高度相似。

该研究首次阐明高剂量SB通过"氧化-炎症-胆碱能"三重级联反应加剧LPS神经毒性的机制：1) 破坏抗氧化防御系统(SOD/CAT/GSH耗竭)；2) 激活小胶质细胞释放过量TNF-α/IL-6；3) 上调AChE导致乙酰胆碱分解加速。这些发现为理解食品添加剂与感染因子的协同神经损伤提供新视角，提示在慢性感染或代谢性疾病人群中，需重新评估SB的安全摄入阈值。研究采用的LPS+SB双因素模型，也为筛选神经保护剂提供了标准化实验范式。