天冬氨酸钠通过迷走神经-NTS-CeA通路改善ADHD模型大鼠社交隔离诱导的攻击行为

《The Journal of Physiological Sciences》:The intake of monosodium aspartate attenuates aggression induced by post-weaning social isolation in an ADHD rat model

【字体: 时间:2026年01月12日 来源:The Journal of Physiological Sciences 2.6

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  本研究针对注意缺陷多动障碍(ADHD)常伴发的攻击行为问题,探讨了鲜味物质天冬氨酸钠(MSA)的干预效果。研究人员发现,在发育期摄入MSA可通过迷走神经-肠脑轴,特异性增加孤束核中间部(iNTS)神经元活性并降低中央杏仁核(CeA)兴奋性,从而显著减轻断奶后社交隔离(PWSI)诱导的攻击行为。该研究为通过膳食氨基酸调控情绪行为提供了新机制,为ADHD的非药物干预策略开发提供了新思路。

  
在儿童神经发育障碍中,注意缺陷多动障碍(ADHD)不仅表现为注意力不集中和过度活跃,还常常伴随着令人困扰的攻击行为。特别是在成长过程中遭遇社交隔离的儿童,其攻击行为风险会显著升高。传统的药物治疗虽然有效,但可能存在副作用,这使得寻找非药物干预策略成为该领域的重要研究方向。
近年来,科学家们开始关注一个有趣的现象:我们日常饮食中的味道可能对情绪和行为产生深远影响。在五种基本味觉中,鲜味(umami)独具特色,它不仅给人带来愉悦的味觉体验,还与情绪调节有着密切联系。有趣的是,研究表明,偏爱苦味和辛辣食物的人往往表现出更高的攻击性倾向,而鲜味物质则可能产生 calming 效果。此前研究发现,在发育期摄入味精(monosodium glutamate, MSG)能够减轻ADHD模型动物的攻击行为,但这种效果是MSG特有的,还是其他鲜味物质的共性?这个问题成为了研究人员探索的新方向。
为了解决这一科学问题,来自日本名古屋市立大学的研究团队在《The Journal of Physiological Sciences》上发表了一项创新性研究。他们关注的是另一种鲜味物质——天冬氨酸钠(monosodium aspartate, MSA)。MSA在化学结构上与MSG相似,都能激活相同的鲜味受体(T1R1/T1R3),但其神经行为效应是否相同尚不明确。
研究人员采用自发高血压大鼠(SHR/Izm)作为ADHD动物模型,通过断奶后社交隔离(post-weaning social isolation, PWSI)诱导稳定的攻击行为。实验组大鼠在发育期自由饮用含60 mM MSA的溶液,对照组则饮用蒸馏水或60 mM MSG溶液。经过五周的干预后,通过 resident-intruder test(居住者-入侵者测试)评估攻击行为,并利用c-Fos免疫组化技术分析脑内相关区域的神经元活性。
关键技术方法包括:使用自发高血压大鼠(SHR/Izm)作为ADHD动物模型,通过断奶后社交隔离诱导攻击行为;采用居住者-入侵者测试量化攻击行为;通过c-Fos免疫组化标记神经元活性;进行迷走神经切断术验证肠脑轴通路;通过胃内灌胃直接评估胃肠道信号传导。
MSA摄入减轻了PWSI诱导的SHR/Izm大鼠攻击行为
行为学结果显示,与对照组相比,MSA摄入显著降低了攻击行为的频率和持续时间,效果与MSG组相当。特别是在强攻击行为(攻击)指标上,MSA组表现出明显的改善。开放场地测试则证实这种抗攻击效果并非源于焦虑水平的改变,因为各组在总运动距离、中心区域进入次数和停留时间上均无差异。
MSA摄入显著增加iNTS的c-Fos阳性细胞数并减少CeA的活性
神经元活性分析揭示了MSA作用的关键神经通路。在孤束核(nucleus of the solitary tract, NTS)中,MSA特异性增加了其中间部(iNTS)的c-Fos阳性细胞数量,而对吻侧部(rNTS)无影响。更重要的是,在情绪调节关键脑区中央杏仁核(central amygdala, CeA)中,MSA显著降低了神经元活性。这种iNTS活性增加与CeA活性降低的模式,提示可能存在一条从肠道到大脑的神经信号通路。
胃内给予MSA显著增加iNTS的神经元活性
为了区分味觉刺激和肠道吸收的作用,研究人员直接通过胃内灌胃给予MSA。结果发现,高浓度(180 mM)MSA能够显著激活iNTS神经元,且这种激活不依赖于口腔味觉感受,进一步证实了MSA通过胃肠道发挥作用的可能性。
迷走神经介导了MSA摄入引起的攻击行为减少
最关键的证据来自迷走神经切断实验。当切断迷走神经后,MSA的抗攻击效果完全消失,同时iNTS的活性增加和CeA的活性降低也被阻断。这明确证实了迷走神经在MSA作用中不可或缺的角色,建立了从肠道到大脑的完整信号通路。
该研究的结论部分明确指出,MSA通过迷走神经-肠脑轴通路,激活iNTS并抑制CeA过度活跃,从而减轻攻击行为。这一发现具有多重重要意义:首先,它证实了鲜味物质对攻击行为的调节作用并非MSG特有,其他结构相似的鲜味化合物如MSA也具备类似功能,这为开发多样化的膳食干预策略提供了理论支持。其次,研究阐明了从肠道到大脑的具体神经通路,特别是迷走神经、iNTS和CeA在这一过程中的关键作用,为理解肠脑轴在情绪行为调节中的机制提供了新见解。
从临床转化角度,这项研究为ADHD及相关情绪行为问题的非药物干预开辟了新途径。相比于传统药物治疗,膳食干预具有更好的安全性和接受度,特别适合在儿童发育期应用。此外,MSA作为谷氨酸的替代物,可能为那些对谷氨酸敏感的人群提供更安全的选择。
研究的创新性在于首次系统阐述了MSA对攻击行为的调节作用及其神经机制,将味觉感知、肠脑轴信号传导和情绪行为调控有机联系起来。不过,作者也指出了一些局限性,如MSA的行为效应强度存在个体差异,其具体受体结合特性仍需进一步阐明。未来研究需要探索其他鲜味物质是否具有类似效果,以及这一通路在更广泛的精神行为障碍中的适用性。
总之,这项研究不仅深化了我们对膳食成分-脑功能-行为之间复杂关系的理解,也为开发基于营养干预的行为调控策略提供了重要的实验依据,标志着味觉感知与神经行为健康交叉研究领域的重要进展。
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