科学家们发现，一种常见于多种低热量饮料中的零卡路里甜味剂可能通过增加氧化应激和损害关键的血管功能，对大脑的血管系统造成伤害。
背景
赤藓糖醇是一种低热量有机化合物，由于其对血糖和胰岛素水平影响极小，被广泛用作食品和饮料中的人工甜味剂。美国食品药品监督管理局（FDA）已批准赤藓糖醇用于糖尿病、肥胖症或代谢综合征患者的饮食中，以帮助减少热量和糖分摄入并控制血糖水平。
赤藓糖醇天然存在于多种水果和蔬菜中，并且人体内也可以由葡萄糖和果糖生成。因此，血液中的赤藓糖醇水平取决于内源性生成和外源性摄入。
最近的研究证据表明，血液中赤藓糖醇水平升高与心血管和脑血管事件（如心肌梗死和中风）风险增加有关。这种关联在美国和欧洲的男性和女性以及不同人群亚组中均被观察到。
鉴于内皮细胞功能障碍在心血管和脑血管疾病中起着重要作用，美国科罗拉多大学的研究人员研究了赤藓糖醇对脑内皮细胞氧化应激、一氧化氮和内皮素-1生成以及组织型纤溶酶原激活剂释放的影响。
研究设计
该研究使用培养的人类脑微血管内皮细胞来研究赤藓糖醇的影响。培养的细胞用6 mM赤藓糖醇（相当于人工甜味饮料中常见的含量）处理24小时。通过测量活性氧（ROS）的产生和抗氧化酶的表达来确定细胞内氧化应激情况。使用商业检测试剂盒测量有助于通过扩张血管调节血压和血流的一氧化氮的生成。
内皮素-1的水平（通过收缩血管调节血压）和组织型纤溶酶原激活剂（有助于分解血栓）的水平通过酶联免疫吸附试验（ELISA）测定。
主要发现
研究发现，赤藓糖醇处理24小时后，人类脑微血管内皮细胞显著诱导了ROS的产生、抗氧化酶的表达和内皮素-1的生成，同时显著减少了一氧化氮的生成和组织型纤溶酶原激活剂的释放。
赤藓糖醇通过降低丝氨酸1177位点（激活位点）的磷酸化并增加苏氨酸495位点（抑制位点）的磷酸化，减少了内皮型一氧化氮合酶（eNOS）的激活，这是观察到的一氧化氮生成减少的关键机制。
这些发现表明，非营养性人工甜味剂赤藓糖醇在人类脑微血管内皮细胞中增加了氧化应激，限制了血管扩张，促进了血管收缩，并损害了溶栓（血栓分解）活性，这可能影响脑血管系统，但在得出关于中风风险的结论之前，仍需通过动物和临床研究加以确认。
研究意义
研究结果表明，赤藓糖醇在商业甜味饮料中常见的浓度下，可以诱导脑微血管内皮细胞表型的变化，这可能导致脑血管功能障碍，并可能增加缺血性中风的风险。
由于脑内皮细胞含有大量线粒体，因此更容易受到ROS介导的损伤和功能障碍。正如本研究所观察到的那样，这些细胞中过量的ROS产生可能导致血脑屏障完整性的破坏，从而增加血管通透性，促进组织损伤和死亡。
研究中观察到抗氧化酶表达增加，表明这是细胞的防御机制。然而，研究指出，尽管有这种代偿性的酶反应，ROS水平仍然升高，表明这些防御机制未能完全抵消氧化应激。这一发现表明，尽管赤藓糖醇增加了ROS的产生，但它并未抑制抗氧化防御系统。然而，研究人员不能排除赤藓糖醇反复或长期暴露可能抑制抗氧化防御机制的可能性。
脑内皮细胞产生一氧化氮和内皮素-1对于调节脑血流至关重要。研究中观察到的一氧化氮生成减少和内皮素-1生成增加表明，赤藓糖醇暴露导致了有利于血管收缩的生化变化，从而导致脑血流受损，并可能增加缺血性中风的风险。
由脑内皮细胞释放的组织型纤溶酶原激活剂在维持脑血管系统和预防血栓形成方面起着关键作用。因此，赤藓糖醇介导的组织型纤溶酶原激活剂释放减少可能导致血栓形成风险增加，并进而导致血栓性脑损伤。
总体而言，该研究提供了实验证据，揭示了赤藓糖醇的作用机制，这支持了最近的流行病学证据，即赤藓糖醇暴露与脑血管事件风险增加之间存在关联。
该研究使用实验室培养的人脑细胞进行实验。尽管实验室实验的结果为赤藓糖醇的作用机制提供了有价值的见解，但仍需进一步研究以了解其在动物和人体中的影响，以进行临床前和临床风险评估。
研究考虑了赤藓糖醇对人类脑内皮细胞的直接暴露。与一些报告相反，作者指出赤藓糖醇确实能够穿过血脑屏障，并与脑血管系统相互作用。这进一步强调了开展动物研究以确定赤藓糖醇诱导的脑血管系统损伤所需的暴露水平和持续时间的必要性。
参考文献：
- Berry AR. (2025). The non-nutritive sweetener erythritol adversely affects brain microvascular endothelial cell function. Journal of Applied Physiology. Doi:
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