肌酸单水合物作为一种广泛应用于运动营养和健身领域的补充剂，因其高效的能量提供特性而备受关注。除了对肌肉运动表现的促进作用外，近年来关于其可能对认知功能产生影响的研究也逐渐增多。特别是在空间工作记忆、体重调控及食物摄入三个生理与行为系统上，肌酸的作用机制及效果引起了科研人员的浓厚兴趣。通过动物实验，尤其是对大鼠的研究，为揭示这些复杂关系提供了有力的实验模型和数据支持。本文重点综述了肌酸单水合物在大鼠中的作用效果，探讨性别差异对其影响的调节作用，并结合最新实验结果，解析其可能的生物学机制及未来研究方向。肌酸是一种天然存在的含氮有机酸，主要由肝脏、肾脏和胰脏合成，随后被转化为磷酸肌酸并储存在肌肉及脑组织中，作为快速生成三磷酸腺苷（ATP）的能量库。
由于神经元活动的高度耗能特性，肌酸在脑能量代谢中的作用被认为与认知功能密切相关。尽管肌酸天然合成和膳食摄入均可满足日常需要，但运动员和部分特定人群通过额外补充肌酸以提升肌肉功能及恢复速度。与之相辅的是，科学界对肌酸对大脑功能的潜在影响表现出多方面、不一的观点。空间工作记忆作为认知的重要组成部分，涉及信息的短期存储及操作，依赖于海马体和前额叶皮层的密切协作。采用Morris水迷宫（MWM）等经典实验方法，可以对实验动物的空间记忆能力进行有效评估。在最新的实验研究中，研究人员对雄性和雌性大鼠分别进行肌酸单水合物补充，采用MWM测试其空间工作记忆表现，同时动态监测体重变化及日常食物摄入。
结果显示，在补充肌酸后的第一周，雌性大鼠在空间记忆测试中的表现明显优于雄性，表现出更快的定位时间。这一现象不仅体现了性别在认知功能中的影响，也暗示了雌性大鼠可能具有较高的海马体活性或不同的神经代谢特性。然而，随着实验进展至第二周，所有实验大鼠无论性别及是否补充肌酸，空间工作记忆能力均显著提升，表明学习效应的积累对认知表现产生了主导作用，而肌酸补充本身未能显著增强该认知能力。体重监测结果同样揭示出明显的性别差异，雄性大鼠体重显著高于雌性，这与雄性激素促进骨骼及肌肉增长的生理机制相符。值得注意的是，肌酸补充并未在体重变化上表现出显著影响，支持现有研究观点，即肌酸更多通过提升能量代谢支持运动表现，而非直接促进蛋白质合成或肌肉增生。此外，食物摄入方面的差异尤为引人关注。
雄性大鼠中，肌酸补充组的食物摄取量显著低于对照组，而雌性则未表现出类似差异。这提示肌酸可能通过调节代谢信号或神经内分泌通路，影响雄性大鼠的食欲及能量平衡。这一发现与激素调控机制如睾酮和雌激素在食欲调节中的作用相互呼应。关于肌酸对认知功能的影响机制，目前尚无统一结论。部分研究提出，肌酸通过提高脑内ATP供应，增强神经元的突触传递效率，从而改善认知任务表现。但也有观点认为，基线脑肌酸水平较高的健康个体，其认知益处有限，而处于能量代谢受限或神经功能障碍状态下的机体或可显著受益。
动物模型中的性别差异强调了激素与肌酸代谢相互作用的重要性，可能涉及基因表达调控，诸如性别特异性的转录本变化及表观遗传修饰，这些均有待进一步深入研究。大鼠实验的优势在于可控的环境及实验条件，有利于剖析肌酸对认知与代谢的直接影响。研究也指出，使用适龄及具有活跃昼夜节律的动物模型能够更准确反映自然状态下的生理反应。诸如MWM之外的认知评估工具，如Barnes迷宫或放射臂迷宫，可能更灵敏地捕捉微小的认知效应。体重与食物摄入的差异提示肌酸的潜在调节作用涉及更广泛的能量代谢网络，可能对肥胖、代谢综合征及营养状态干预有所启示。未来研究需要拓宽样本容量，延长干预周期，结合分子生物学技术探索基因表达、蛋白水平及神经电生理变化，揭示肌酸补充在脑和全身能量代谢中的复杂作用。
此外，临床转化方面则可考虑针对特定神经疾病患者或脑肌酸缺乏症患者，评估肌酸补充的疗效及安全性。总而言之，肌酸单水合物在提升运动表现方面的功效已被广泛认知，但其在认知功能及代谢调控中的作用仍亟需更多循证数据支持。研究显示其对空间工作记忆的直接增益作用不显著，但性别差异及食物摄入量变化提示其对脑能量代谢及食欲调控起一定作用。随着科学方法的不断完善，肌酸的认知增益潜力及代谢影响将获得更深入的理解，为营养神经科学领域带来重要启示。
