综述:砷中毒中的肠-脑轴:机制、后果及治疗前景

时间:2026年2月13日
来源:Metabolic Brain Disease

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慢性砷摄入通过肠脑轴破坏菌群平衡,引发神经炎症和氧化应激,影响代谢及脑功能。动物实验证实长期暴露加剧菌群失调和认知障碍,而益生菌干预可改善神经炎症和功能。建议结合水处理技术及多模态治疗。

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摘要

长期摄入受污染地下水中所含的砷对神经系统健康构成了严重的双重威胁。地下水中存在的环境毒素通过与复杂的肠-脑轴相互作用,显著增加了神经病理效应的发生风险。本系统综述旨在通过动物研究和流行病学数据,评估砷这种地下水污染物对神经行为的影响及其分子层面的后果。砷会破坏肠道微生物群,减少有益菌的数量,同时促进有害菌株的生长,进而损害肠道屏障的完整性,引发炎症和氧化应激,导致参与神经递质生成和线粒体功能的关键代谢途径发生改变。动物实验表明,长期暴露于砷会加剧这些效应,导致更明显的微生物失衡,以及认知和行为能力的下降。从机制上看,砷通过增加活性氧、破坏突触和线粒体功能以及在大脑组织中积累后引发神经炎症来干扰神经信号传导;而肠道产生的神经活性化合物无论大脑中砷的沉积量如何,都会加重神经炎症和神经元损伤。增强肠道健康的治疗策略(如针对性使用益生菌和益生元)已被证明能够在实验模型中恢复微生物组平衡、强化肠道屏障功能、降低神经炎症标志物并改善行为表现。这些以微生物群为核心的干预措施,结合传统的去除有毒金属的螯合方法以及在受影响地区建设水处理设施等传统措施,构成了一种有效的综合方法。通过同时解决污染源及其下游的生物学后果,这种多模式策略在减轻砷引起的神经毒性及保护受影响社区中的高风险人群方面具有巨大潜力。

图形摘要

长期摄入受污染地下水中所含的砷对神经系统健康构成了严重的双重威胁。地下水中存在的环境毒素通过与复杂的肠-脑轴相互作用,显著增加了神经病理效应的发生风险。本系统综述旨在通过动物研究和流行病学数据,评估砷这种地下水污染物对神经行为的影响及其分子层面的后果。砷会破坏肠道微生物群,减少有益菌的数量,同时促进有害菌株的生长,进而损害肠道屏障的完整性,引发炎症和氧化应激,导致参与神经递质生成和线粒体功能的关键代谢途径发生改变。动物实验表明,长期暴露于砷会加剧这些效应,导致更明显的微生物失衡,以及认知和行为能力的下降。从机制上看,砷通过增加活性氧、破坏突触和线粒体功能以及在大脑组织中积累后引发神经炎症来干扰神经信号传导;而肠道产生的神经活性化合物无论大脑中砷的沉积量如何,都会加重神经炎症和神经元损伤。增强肠道健康的治疗策略(如针对性使用益生菌和益生元)已被证明能够在实验模型中恢复微生物组平衡、强化肠道屏障功能、降低神经炎症标志物并改善行为表现。这些以微生物群为核心的干预措施,结合传统的去除有毒金属的螯合方法以及在受影响地区建设水处理设施等传统措施,构成了一种有效的综合方法。通过同时解决污染源及其下游的生物学后果,这种多模式策略在减轻砷引起的神经毒性及保护受影响社区中的高风险人群方面具有巨大潜力。

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