综述：食品着色剂的神经毒性：肠道菌群失调与短链脂肪酸减少破坏肠神经系统并导致神经功能障碍

本综述系统阐述了食品着色剂（如Tartrazine、Allura Red等）通过破坏肠道菌群（Gut Microbiota）、减少短链脂肪酸（SCFAs）产生，进而损害肠神经系统（ENS）与脑-肠轴（Gut-Brain Axis）的分子机制，揭示了其诱发神经退行性病变（如ADHD、焦虑）的潜在路径，为食品添加剂安全评估提供了神经毒理学新视角。

　　

Abstract
食品着色剂作为现代食品工业的重要组成部分，其潜在的神经毒性机制日益受到关注。最新研究表明，Tartrazine（柠檬黄）、Allura Red（诱惑红）、Indigotine（靛蓝）等合成着色剂并非直接作用于大脑，而是通过破坏肠道微生态平衡，减少短链脂肪酸（SCFAs）的产生，进而干扰肠神经系统（ENS）与中枢神经系统（CNS）间的双向通讯——即脑-肠轴（Gut-Brain Axis）功能。这种干扰可能导致注意力缺陷多动障碍（ADHD）、焦虑等神经精神疾病的发生。

Gut-brain axis
脑-肠轴作为连接胃肠道与大脑的复杂神经网络，其核心是肠神经系统（ENS）。ENS由超过1亿个神经元组成，通过迷走神经与大脑直接相连。研究发现，食品着色剂会显著降低肠道中产丁酸盐（Butyrate）的罗斯伯里氏菌（Roseburia）和普雷沃氏菌（Prevotella）的丰度，而这两种菌群正是SCFAs的主要生产者。SCFAs（特别是丁酸盐）不仅能维持肠道屏障完整性，还能穿过血脑屏障（BBB）调节小胶质细胞功能。

Neurotoxic effects of food colorings
临床数据显示，73%的ADHD患儿在去除饮食中合成着色剂后症状显著改善。动物实验进一步揭示，Allura Red会抑制肠道中色氨酸羟化酶（TPH1）活性，导致5-羟色胺（5-HT）合成减少——这种神经递质在情绪调节中起关键作用。更值得注意的是，二氧化钛（TiO₂）纳米颗粒可穿透肠上皮细胞，诱发氧化应激反应并激活NLRP3炎症小体，进而促进IL-1β等促炎因子释放。

Gut-microbiome-mediated neurological disorders
食品着色剂通过双重机制破坏肠道稳态：直接抑制有益菌生长（如双歧杆菌Bifidobacterium降低40%），间接通过改变肠黏膜pH值促进条件致病菌（如脱硫弧菌Desulfovibrio）增殖。这种菌群失调会导致紧密连接蛋白（ZO-1、Occludin）表达下调，引发肠漏（Leaky Gut）现象，使得脂多糖（LPS）等内毒素进入循环系统，最终通过Toll样受体4（TLR4）通路激活神经炎症。

Regulations of food and preservatives
尽管欧盟已禁止使用偶氮类着色剂（如E102、E129），但全球监管仍存在显著差异。研究建议采用类器官芯片（Organ-on-a-Chip）技术评估着色剂的肠神经毒性，并开发基于植物色素（如花青素Anthocyanin）的安全替代品。

Conclusions
现有证据表明，食品着色剂通过"肠道菌群-SCFAs-ENS"级联反应影响神经系统功能。未来研究需聚焦于：1）建立着色剂神经毒性分级体系；2）阐明TiO₂等纳米颗粒的跨屏障转运机制；3）开发靶向脑-肠轴的干预策略。这些发现将为制定更严格的食品添加剂安全标准提供科学依据。