《Biomedicine & Pharmacotherapy》：Milk fat-globules derived from whey protein phospholipid concentrate prevent high-fat diet induced cognitive impairment in wistar rats in a manner associated with increased brain neuronal connectivity and sphingolipid clearance
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本研究针对高脂饮食诱导的认知障碍问题，探索了乳清蛋白磷脂浓缩物（WPPC）的潜在干预作用。研究结果表明，在W脂饮食中添加WPPC能有效防止认知功能下降，其机制与改善海马-内嗅皮层神经环路连接以及促进髓鞘鞘脂清除有关，为营养干预神经退行性疾病提供了新的理论依据和潜在靶点。
在现代社会，高热量饮食已成为一种普遍的饮食习惯，随之而来的不仅仅是肥胖问题，更有研究指出，长期高脂摄入与认知功能下降及痴呆风险增加密切相关。科学家们一直在探索，是否有一种天然的营养成分能够帮助我们的大脑抵御这种“饮食压力”。乳清蛋白作为乳制品加工中的重要产物，其副产物——乳清蛋白磷脂浓缩物（WPPC）——以往常被用作低价值的动物饲料。然而，其富含的磷脂、糖缀合物和唾液酸等成分，恰恰是大脑髓鞘合成与更新的关键原料。髓鞘像电线外的绝缘层，包裹着神经元轴突，保障神经信号的高速、精准传输。随着年龄增长或在高脂饮食等代谢压力下，髓鞘的合成与清除失衡，可能导致神经连接减弱，进而引发认知障碍。那么，补充WPPC能否成为一把保护大脑、预防高脂饮食相关认知衰退的“钥匙”呢？为了回答这一问题，一支来自加州大学戴维斯分校的研究团队在《Biomedicine》上发表了他们的研究成果。
研究人员采用雄性Wistar大鼠作为模型，从断奶开始至约6.5个月大，将其随机分配至四种饮食方案之一：低脂对照饮食（10%脂肪）、高脂饮食（45%脂肪），以及在高脂饮食基础上分别添加1.6%和10%重量的WPPC。研究中主要运用了行为学测试、神经电生理记录和脂质组学分析三种关键技术方法。行为学上，通过新物体识别测试评估大鼠的工作记忆能力。在神经电生理层面，研究团队对大鼠进行手术，在内嗅皮层和海马区植入慢性双极电极，通过电刺激内嗅皮层并记录海马的诱发响应，来定量评估这两个与记忆形成和存储紧密相关的脑区之间的突触连接强度。最后，他们从海马组织中提取脂质，并采用薄层色谱和气相色谱技术，定量分析了髓鞘关键成分——磷脂和鞘脂的脂肪酸组成。
膳食摄入与体重变化
在摄入高脂饮食（无论是否添加WPPC）后约80天起，所有三组高脂饮食大鼠的体重均显著高于低脂饮食组，这种体重差异一直持续到实验结束。累积热量摄入也显示，高脂饮食组大鼠摄入的总热量显著高于低脂组。有趣的是，在手术后恢复期（7-14天），仅摄入高脂饮食的大鼠体重下降幅度显著大于低脂组，而添加了WPPC的高脂饮食组则减轻了这一术后体重损失现象。
新物体识别与旷场测试
在干预约1.5个月时，各组大鼠在新物体识别测试中的表现没有显著差异。然而，干预4个月后，结果发生了显著变化：高脂饮食组大鼠的认知表现显著低于低脂饮食组、HF1.6（高脂+1.6% WPPC）组和HF10（高脂+10% WPPC）组。这表明，在高脂饮食中添加1.6%或10%的WPPC，成功预防了高脂饮食诱导的认知功能损害。同时，旷场测试显示各组间的活动总距离没有差异，排除了运动能力差异对认知测试结果的干扰。
诱发响应测量
研究测量了内嗅皮层至海马区神经环路的基础诱发响应斜率及其在30-60分钟后的变化比率，以评估与记忆存储相关的神经环路功能。单因素方差分析显示组间无显著差异。然而，在控制了总饮食暴露时间后，多元回归分析揭示了一个趋势：HF1.6组（高脂+1.6% WPPC）的诱发响应斜率比率相对于低脂组有改善趋势（p = 0.058）。这一结果提示，WPPC可能增强了与记忆存储相关的神经环路功能，而非记忆编码过程。
海马磷脂与鞘脂分析
对海马组织脂质的分析发现，各组间磷脂组分无显著差异。然而，在富含于髓鞘的鞘脂组分中，高脂饮食组大鼠海马内的16:0（棕榈酸）和DHA（二十二碳六烯酸）浓度显著高于低脂组和HF1.6组。HF10组（高脂+10% WPPC）也表现出降低趋势，但未达统计学显著水平。17:0（十七烷酸）在鞘脂中也呈现出类似变化趋势。这些结果表明，高脂饮食导致了海马鞘脂的积聚，而添加WPPC（尤其是1.6%剂量）能够预防这种积聚。
综上所述，本研究得出明确结论：在饮食中长期补充乳清蛋白磷脂浓缩物（WPPC），能够有效预防高脂饮食诱导的Wistar大鼠认知功能损害。其背后的神经保护机制，与改善内嗅皮层-海马这一关键记忆环路的神经元连接性，以及促进海马区髓鞘鞘脂的清除、维持其正常更新密切相关。高脂饮食会导致海马鞘脂异常积聚，这类似于某些溶酶体贮积症（如酸性鞘磷脂酶缺乏症和尼曼-匹克病）中的病理表现，与神经变性和认知障碍相关联。WPPC可能通过提供磷脂和糖缀合物，在肠道或外周组织中被分解为游离脂肪酸和糖单体（如唾液酸），这些前体物质进入大脑后，为髓鞘的合成与更新提供关键底物，从而维持髓鞘稳态。
这项研究具有重要的科学意义和应用前景。首先，它揭示了WPPC这一乳制品加工副产品在神经保护方面的潜在价值，为其从“低价值饲料”升级为功能营养食品原料提供了强有力的实验证据。其次，研究不仅证明了WPPC的行为学益处，还通过电生理和生化指标，初步阐明了其可能的作用靶点（神经环路连接和髓鞘脂质代谢），为深入理解营养干预大脑健康的机制提供了新视角。最后，研究观察到WPPC能减轻高脂饮食大鼠术后的过度体重损失，这提示WPPC可能在改善代谢应激、维持机体稳态方面具有更广泛的作用，值得在未来研究中进一步探索其对肌肉生理学的影响。尽管本研究存在一些局限，如高脂饮食干预期覆盖了大脑发育敏感期，且行为学测试（工作记忆）与电生理测量的神经环路（空间记忆相关）不完全匹配，但它无疑为开发基于天然食物成分、用于预防高脂饮食相关认知衰退及术后恢复的营养策略，点亮了一盏希望之灯。未来的研究可以通过示踪实验等手段，直接验证WPPC成分进入大脑并整合入髓鞘的路径，从而更完整地描绘其神经保护作用的分子蓝图。
