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題圖丨IC photo
你從便利店的冰箱里拿出一瓶可樂,瓶身上薄薄凝起一層水珠。你迫不及待擰開瓶蓋,氣泡爭先恐后地躥出瓶口,隨著一大口甜被吞入你的腹中。
這就是夏天,是可樂味兒的,是奶茶味兒的,是冰淇淋味兒的。
其實無論在什么時候,我們都很難向甜食說不。
一方面,我們依靠著葡萄糖供能維持身體各部分的正常運轉(忘記這個知識點的回去抄課本);另一方面,甜食能激活我們的多巴胺神經元,讓我們享受到直擊靈魂的快樂。
不過,人類已經意識到,糖是多么甜蜜的負擔。
一旦長時間攝入過量的糖,肥胖及其可能導致的糖尿病等各類健康問題都會找上門來。一個可怕的數字是,全球有5億多糖尿病患者;其中,中國占了1.1億。而對于注重保養的小姐姐們來說,糖對衰老的加速也是不能忽視的。
于是,為了瘦、為了美、為了健康,人們將無熱量的人工甜味劑作為替代品加入食品和飲品中。這些無糖的飲料和甜品能做到0卡路里,嘗起來一樣甜到爽,既解了我們的糖癮,又減輕了我們的負罪感。
然而,最近哥倫比亞大學的一項研究卻指出,人工甜味劑可以騙過我們的味蕾,卻并不能騙過大腦。
Hwei-Ee Tan和Charles S. Zuker團隊在實驗中發現,只有葡萄糖可以激活腸道的糖轉運蛋白,通過腦腸軸(gut-brain axis)傳導給大腦,引發生物對于糖的偏愛。而這個神經回路,果糖、人工甜味劑等都是不能開啟的。
“甜是喜歡,糖是需要。”揭示了糖感知神經基礎的Zuker教授表示。
看完這篇論文,手里的無糖可樂突然就不香了。
01
沒味覺也嗜甜,竟是腸道要“吃”糖
早在2008年,一項研究便發現沒味覺的老鼠依然嗜甜。但我們為何不由自主地想吃糖?糖究竟是如何激活大腦相關區域并引起反應的?科學家們一直在探索。
這一次,Zucker團隊在實驗中發現了一條特別的糖感知神經通路——腦腸軸。簡單來講,他們發現人工甜味劑不能騙過腸道,不能代替糖激活特定的腦區。
研究中,團隊先分別給小鼠提供了一瓶糖水和一瓶自來水,這些不渴的野生小鼠幾乎只喝糖水。
當擺在小鼠面前的兩瓶水分別是等甜度相當的糖水和安賽蜜(Acesulfame K,常用于無糖硬料等的人工甜味劑)水時,這些野生小鼠最初并沒有表現出明顯的偏好,兩個瓶子中的水量減少速度相當。
面對糖水和人工甜味劑溶液,小鼠的自然選擇變化趨勢
但24小時后,小鼠的選擇發生了明顯的變化——從此時至觀察結束的48小時內,它們幾乎只會喝糖水。
而被敲除甜味受體的小鼠,明明對甜食的欲望應該被阻斷了,但身體卻很誠實地也表現出了明顯相同的偏好——喝糖水。
值得注意的是,小鼠對糖的偏好也并非出于對熱量的需要。研究人員用一種機體不可代謝,且不能產生熱量的葡萄糖類似物MDG分子代替糖后,小鼠的表現與面對葡萄糖時相似。
也就是說,我們一直以為的糖靠甜味或熱量達成的吸引力,其實是不存在的。
通過進一步追蹤,Zucker團隊發現,喝下糖水的小鼠在位于腦干的孤束尾核(cNST)中有明顯的興奮狀態,人工甜味劑則無法喚起這種神經反應。這一區域與大腦皮層中掌管我們味覺的味覺神經中樞并不相干。
各類刺激物作用下,小鼠cNST的興奮程度
而cNST收集到的糖的信息,則被證實來自于腸道中糖轉運蛋白SGLT-1的傳遞。
因此,糖感知的神經通路基本上可以確定為腸道內的SGLT-1感受到葡萄糖后,通過迷走神經激起cNST的興奮狀態,以此引發生物對糖的偏好。而果糖、人工甜味劑等不能被SGLT-1感受,也就無法引起相同的反應。
“我們第一次看到,有一條從腸道到大腦的直接途徑可以感知到糖。”論文共同第一作者 Alexander Sisti表示。
02
如何能騙過腸道戒糖?
雖然目前只在小鼠身上做了實驗,但Zucker們相信,人類的身上一定有相似的腦腸軸糖感知通路。
也正因如此,團隊通過一些方式選擇性激活或關閉這一通路,試圖找到破解人類“糖癮”的辦法。
比如,他們對實驗小鼠進行基因改造,抑制這一腦腸軸通道上的信號傳導。結果表明,小鼠的糖水偏好改變了,只傾向于喝甜度更高的溶液。
而如果在小鼠每次飲用無糖的Kool-Aid(速溶飲料品牌)時,團隊用注射試劑的方法激活這一通路上的信息傳導,小鼠就會表現得如同喝到了真正的糖水一樣。
也就是說,一旦這一神經通路被正式在人體中同樣存在,我們可以通過研究各種抑制或激活該通路的手段,來騙過我們的腸道和大腦,改變我們生理上對糖的需求。
到那個時候,可能只需要打一針就能使我們安于無糖狀態,我們天天嚷著的戒糖減肥就可以不依靠單薄的意志力苦苦堅持了。
而且實驗中所采用的葡萄糖類似物分子MGD,既有甜味、又無熱量,還能刺激這一腦腸軸通路,看起來也完全具備取代其它人工甜味劑的商業化空間。
雖然這些還只存在于想象中,但一想到有一天可以不靠毅力戒糖,或者真出現吃了不傷身、又滿足身體需求的糖,是不是已經開始有些小期待了?
當然,冷靜下來想想,我們的大腦如此復雜,對糖的需求也絕不會只由一個神經通路決定。
因此,已經研究糖幾十年的Zucker表示,將繼續研究這一腦腸軸糖感知通路與其他關于獎勵、情感等神經系統之間的聯系,進一步揭開人類嗜甜的秘密。
論文原文:The gut–brain axis mediates sugar preference