《Applied Sciences》：Post-Exercise Balance Vulnerability in Adults with Sedentary Behavior: Sex Differences in Postural and Metabolic Recovery
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六价铬（Cr(VI)）是已知人类致癌物，并被列为美国饮用水中首要化学危害物。Cr(VI)暴露与不良神经系统结局相关，而高脂饮食（HFD）摄入与认知障碍及神经退行性疾病有关。然而，关于两者对脑健康的联合效应证据有限。研究人员在青年大鼠饮水中给予低浓度Cr(VI)
六价铬（Cr(VI)）是已知人类致癌物，并被列为美国饮用水中首要化学危害物。Cr(VI)暴露与不良神经系统结局相关，而高脂饮食（HFD）摄入与认知障碍及神经退行性疾病有关。然而，关于两者对脑健康的联合效应证据有限。研究人员在青年大鼠饮水中给予低浓度Cr(VI)（0.05 mg/L或0.1 mg/L）并喂饲正常脂或高脂饮食90天，探讨神经行为变化及脑金属浓度。结果显示，Cr(VI)暴露损害大鼠抓握力，而高脂饮食减弱该效应。Cr(VI)与高脂饮食共暴露降低探究行为与运动功能、增加焦虑、损害空间记忆并减少总体活动；共暴露还改变大鼠社交能力与社会新奇偏好。值得注意的是，Cr(VI)与高脂饮食共暴露诱导性别特异性行为变化。高脂饮食影响Cr在脑内的蓄积，且Cr(VI)暴露与高脂饮食以性别和脑区特异方式破坏大鼠脑内必需金属稳态。综上，结果表明Cr(VI)与高脂饮食联合暴露可能增加不良神经系统结局风险。
研究背景方面，铬（Cr）在地壳中主要以三价铬（Cr(III)）和六价铬（Cr(VI)）存在，其中Cr(VI)被国际癌症研究机构列为已知人类致癌物（Group 1A），经饮水摄入与胃肠肿瘤等风险相关。流行病学提示Cr(VI)神经毒性涉及记忆损害与运动神经元病，但人群证据有限；啮齿类研究证实Cr可蓄积于下丘脑与海马并扰乱必需金属稳态。与此同时，高脂饮食（HFD）通过低度炎症、氧化应激与胰岛素抵抗损害突触可塑性，促进认知下降与阿尔茨海默病病理。随着工业化与膳食结构改变，金属暴露与HFD并存成为现实公共卫生问题，然而Cr(VI)与HFD对脑健康的联合作用此前几乎未被系统研究。为填补这一空白，研究人员假设HFD会修饰Cr(VI)的神经行为与神经化学效应，并在青年Sprague-Dawley大鼠中以饮水Cr(VI)（0.05、0.1 mg/L，对应WHO与美国EPA总Cr限值）联合正常脂饮食（NFD，10 kcal%脂肪）或HFD（60 kcal%脂肪）干预90天，评估神经行为、脑Cr蓄积及必需金属稳态的性别差异。该研究发表于《Applied Sciences》，首次在单一模型中整合低剂量Cr(VI)饮水与膳食脂肪交互，为环境-膳食协同神经毒理提供基线数据。
关键技术方法上，研究人员采用12周龄雄性及雌性Sprague-Dawley大鼠各48只，随机分入6组（n=8/性别/组），接受NFD或HFD并饮含0、0.05、0.1 mg/L Cr(VI)（以铬酸钠形式）的水90天。行为学依次进行抓握力（grip strength）、开场试验（open-field assay）、高架十字迷宫（elevated plus maze）、Y迷宫（Y-maze）与三箱社交试验（3-chamber assay），各测试间隔≥7天。终点处取脑微 dissect 纹状体、下丘脑、小脑、皮层、海马、脑干，经硝酸-过氧化氢消解后使用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）定量Cr及铁（Fe）、铜（Cu）、硒（Se）、镁（Mg）、钴（Co）、锰（Mn）、锌（Zn）浓度。统计采用双因素ANOVA与性别分层分析，p<0.05为显著，p<0.1作趋势报告。
研究结果部分，3.1节抓握力显示Cr(VI)在NFD下降低雄鼠抓握力（7周时0.1 mg/L组均值由407.0 g降至322.1 g），HFD本身不损肌力但能减弱Cr(VI)所致的肌力下降，雌鼠在0.05 mg/L+HFD时甚至高于对照。3.2节开场试验表明Cr(VI)+HFD降低中心区探索（焦虑倾向）与移动距离，2周时移动距离存Diet×Cr(VI)交互（F(2,86)=4.340, p=0.0160），8周时HFD主效应显著（p=0.0060），立起（rearing）行为无显著变化。3.3节高架十字迷宫中，NFD下Cr(VI)略减焦虑（开臂时间增加），而HFD共暴露呈浓度依赖性地回降开臂时间，3周时HFD主效应显著（p=0.0468），提示膳食背景翻转Cr(VI)焦虑表型。3.4节Y迷宫非交替率（空间记忆替代指标）与臂进入频率（活动度）仅见轻微性别分化变化，雌鼠HFD+0.1 mg/L Cr(VI)非交替率升高，雄鼠HFD对照活动度偏高但Cr(VI)使之低活动。3.5节三箱试验显示共暴露改变社会新奇偏好而非总体社交性：NFD下陌生鼠互动随Cr(VI)上升，HFD下则0.1 mg/L时陌生鼠互动下降，雌鼠更明显，笼友/陌生鼠互动比趋近1。3.6节ICP-MS显示脑Cr分布受膳食调控——NFD下皮层最高，HFD下纹状体最高；HFD显著提升纹状体、下丘脑、小脑Cr水平（如纹状体 pooled 均值由70.1升至152.0 ng/g），雌鼠纹状体基础Cr亦因HFD升高。3.7节必需金属稳态显示区域与性别双重特异：纹状体变化可达约8倍折叠，海马与脑干约4–5倍，小脑与皮层约2倍；NFD下Cr(VI)使雄鼠纹状体Fe、Se、Co、Mn、Zn多呈升势而雌鼠多降，HFD下雌雄对Se、Mn反应常相反，提示Cr(VI)-HFD通过性别依赖方式扰乱金属协同平衡。
讨论部分指出，金属暴露与HFD均为脑健康风险因子，但Cr(VI)因经阴离子转运入胞并还原产生活性中间体，其交互机制异于铅、镉。抓握力结果呼应儿童金属混合暴露肌力下降流行病学，而HFD改善肌力疲劳抵抗可能抵消Cr(VI)肌毒。共暴露降低运动活动与铅-HFD模型一致，支持环境-膳食加和/协同神经毒理。焦虑表型被膳食背景翻转，与既往老年鼠Cr(VI)致焦虑、HFD经AMPK/mTOR自噬通路致焦虑的机制文献吻合。空间记忆仅早期雌鼠短暂受损，提示长期适应补偿。社会新奇识别易受扰而非泛社交减退，延展了Cr(VI)跨年龄可重复行为标志。脑Cr蓄积以纹状体/下丘脑为HFD敏感区，类比镉-HFD脑蓄积升高但Cr(VI)数据首报。必需金属中Mn、Se跨区动态最强，联结突触传导与抗氧化酶系统。性别上雌鼠在运动、焦虑、社交域更敏，雄鼠在部分金属反应更波动，呼应前期中老年鼠Cr(VI)性别分化。局限包括开场中心探索受活动度混淆、未做性别间统计检验、未探分子机制。
结论部分翻译如下：本研究首次综合考察Cr(VI)暴露与高脂饮食对神经行为功能、金属蓄积及脑必需金属稳态的联合效应并分析性别特异响应。研究人员观察到Cr(VI)与HFD共暴露对运动功能、焦虑样行为、社交互动及脑金属分布产生复杂且常具交互性的影响。值得注意的是，HFD减轻了Cr(VI)诱导的抓握力缺陷，但加剧焦虑并损害社会新奇偏好——这些效应具性别特异性且指向特定脑区。此外，HFD促进Cr在纹状体与下丘脑等运动调控与情绪调节关键脑区蓄积，并以脑区与性别特异方式改变必需金属稳态。上述发现强调在评估环境金属神经毒理风险时需同时考虑膳食因素与生物性别，并为脑内饮食-金属交互机制提供重要见解。
