2018-01-13 环球科学ScientificAmerican

几乎所有0-卡饮料都打着“减肥纤体”来营销自己的产品，但实际上它们对于你的减肥大计而言可是一个重磅炸弹。最新的一项关于人工增甜剂饮料的综述发现，添加了大量人工增甜剂的饮料和超重、肥胖都存在显著的相关性。增甜剂的“副作用”通过一系列分子机制影响你正常的饮食和代谢吸收，最终让你慢慢变胖。

编译 | 谢昳

编辑 | 魏潇

还在相信 0-卡路里饮料能帮你控制热量摄入吗？实际上，这种看起来人畜无害的饮料对于你的减肥大计而言可是一个重磅炸弹。近几年的研究发现，0-卡饮料中的甜味来源——人工增甜剂（Artificial Sweetener）能让你的肠道菌群帮你从食物中吸收更多的能量，同时在你的大脑中填满对甜食无穷无尽的欲望。

最新的一项发表在《肥胖因素》（Obesity Facts）上的综述汇总了 2013 年到 2015 年间 30 项关于人工增甜剂饮料的最新研究。研究人员从来自 244651 名被试的数据中发现，添加了大量人工增甜剂的饮料和超重、肥胖都存在显著的相关性。这篇综述的作者法博尔·兰姆伯特博士（FarpourLambert）说：“添加人工增甜剂的饮料与体重之间的关系还可能与其他因素相关，例如饮食结构和生活方式等，但是大多数的前瞻性群组研究已经根据这些容易引起结果混淆的因素进行了研究方式的调整。整体结果表明，在除了一项研究之外的其他所有实验结果都支持了食用人工增甜的饮料与超重和肥胖之间存在正相关。这告诉我们人工增甜的饮料可能对体重存在独立的影响。”

零能量的糖

关于发现增甜剂的故事，有众多类似于意外舔到了手指之类的有趣传闻。在它们中可能最奇特的就是一名研究生 Shashikant Phadnis 将他导师说的“检测一下这个化合物（test a compound）”误听成了“尝一下这个化合物（taste a compound）”。然而这名研究生非但幸运地没有中毒身亡，他还辨别出了这个化合带有一股甜味。这种化合物，也就是三氯蔗糖（Sucralose），成为了家喻户晓的人工增甜剂 Splenda。

著名的 0-卡增甜剂 Splenda

人工增甜剂能分为不同的种类，其中最重要一类被称为高强度增甜剂（high-intensity sweeteners）。这一类化合物比常见的家用蔗糖甜上成百上千倍，因此为了达到相同的甜度，高强度增甜剂的用量就能远远少于蔗糖，相应的能量几乎可以被忽略不计。增甜剂给我们带来的感官体验有时与蔗糖截然不同，因此在食品工业设计中经常将这类化合物以混合配方的形式使用，以达到接近自然的甜味体验的目的。

在美国，已经有 7 种高强度增甜剂被批准在食品中使用，它们包括甜叶菊、阿斯巴甜、三氯蔗糖（Splenda）、纽甜素、乙酰磺胺酸钾（安赛蜜），糖精以及爱德万甜。食品饮料制造工业正在越来越多地用人工增甜剂来代替传统食品饮料中的糖或玉米糖浆。根据市场分析公司英敏特 （Mintel） 的报道，在 2000 到 2005 年间，有 3920 种添加人工增甜剂的新产品在美国上架；而仅仅在 2004 年里，就有 1649 种含有此类添加物的新产品进入消费者的生活中。据美国市场研究机构弗里多尼亚 （Freedonia）的分析，从 2012 年起，美国的人工增甜剂市场开始以每年 8% 的增速扩大。

零能量的饮料也能让你长胖

几乎所有0-卡饮料都打着“减肥纤体”来营销自己的产品。就算群体调查的结果告诉我们这些都不是真的，但按照逻辑来推理，似乎0-卡饮料让人肥胖的真相并不是很有说服力——没有能量，那么肉从哪里长出来的呢？

其实并非饮料产家欺骗了消费者，而在于饮料本身对身体产生的“副作用”。人工增甜剂与肠道菌群的相互作用，不仅能改变肠道菌群的种类组成，还能让肠道菌群帮你吸收更多食物中的热量；同时，虽然超低能量的增甜剂欺骗了你的味蕾，可是聪明的大脑并不买账，大脑不仅知道你其实没有摄入能给细胞供能的糖，还会用“想吃更多更甜的食物”来惩罚你。这些增甜剂的“副作用”通过一系列分子机制影响你正常的饮食和代谢吸收，最终让你慢慢变胖。

1.召集肠道菌群“助消化促吸收”

不要以为“助消化、促吸收”就是一件好事。在人类以及小鼠中，吃进去的热量并不等于获得的热量。我们能从食物中获得多少能量不仅取决于我们的基因，很大程度上还依赖于生活在我们消化道中的数万亿个肠道细菌。这些细菌的总和称为肠道微生物群。以色列的一项研究报道了人工增甜剂可以扩大那些能更高效地从食物中提取能量，并且将能量转变为储存在组织中的脂肪的细菌种群。换句话说，人工增甜剂能支持那些帮助我们获得更多热量的细菌的生长，而这些细菌帮我们分解出来的热量，通常会成为囤积在臀部、大腿和腹部的脂肪层，加州大学旧金山分校的细菌和代谢专家彼得·特恩博 (Peter Turnbaugh) 这样解释道。

杰弗里·戈登 (Jeffrey Gordon)是一名在华盛顿大学圣路易斯分校的内科医生和生物学家，他的一项研究表明细菌和肥胖之间的这种联系绝非一个巧合。戈登强调说超过 90% 的肠道菌群种类都从属于两个亚种：拟杆菌 （Bacteroidetes） 和厚壁菌 （Firmicutes）。戈登和他的团队在几年前发现遗传性肥胖的小鼠（这种小鼠无法合成一种能限制食欲的激素：瘦素）的拟杆菌数量比正常小鼠少 50%，相应地厚壁菌的数量多出 50%。当研究人员将肥胖老鼠中的一份厚壁菌样本转移到正常体重的老鼠中，这只正常体重的老鼠体重出现了明显的增加。产生这种现象的原因，高登说，有两层：从肥胖老鼠中转移出来的厚壁菌可以产生更多特殊的酶来帮助动物从食物中提取能量，同时这种细菌还可以操控正常老鼠的基因，促进脂肪的囤积而非供能分解。

来源: Skip Sterling

2.摧毁健康的肠道环境

除此之外，一项小鼠实验已经证明了当阿斯巴甜等人工增甜剂在肠道中分解时，分解的产物可能会扰乱中和肠道细菌分泌的毒素等关键生化过程。通过干扰了一种至关重要的酶的活性，这些细菌产生的毒素会在肠道中积累，不停地刺激肠道导致一系列轻微的肠道炎症反应，最终引发慢性疾病。这种重要的酶被称为小肠碱性磷酸酶（Intestinal Alkaline Phosphatase, IAP）。“ IAP 在我们的肠道中广泛存在，保护我们的肠道健康，并且然后我们能够和肠道细菌和谐共生。”来自波士顿马萨诸塞州总医院的理查德·霍丁 （Richard Hodin）说。

小肠碱性磷酸酶通过中和细菌毒素脂多糖（LPS）来保护肠道。但是当霍丁的团队将小肠碱性磷酸酶和添加了阿斯巴甜的饮料混合在一起的时候，酶的效率大大受挫。而将酶和添加了糖的饮料混合时并没有发生此类反应。当团队的研究人员将阿斯巴甜注射到小鼠小肠的多个节段中后，小肠碱性磷酸酶的浓度直线下降了 50%。

因此，一条人工增甜剂-肠道菌群-肥胖的因果链就解释了关于肥胖患者的一些谜团，纽约大学的胃肠病学家 Ilseung Cho 说。他指出在许多研究中，大多数人想要通过从食用蔗糖等自然提取的糖类改而食用低卡增甜剂，来达到减肥的目的——他们的高失败率是在意料之中的。“我们一直猜测肠道菌群的改变可能在肥胖的发生过程中扮演某种角色，”他这么说道，“不过要精确解释其中的因果关系非常困难。”但是 Cho 补充说不管你的日常饮食如何，增甜剂一定会对肠道菌群产生巨大的影响。“我们确定这些没有任何能量和营养的增甜剂不能给人们带来任何他们所期待的减肥效果，肠道菌群的平衡改变可能可以解释个中原因，尤其是这种改变导致的体内激素水平失衡。荷尔蒙就像一种效应放大器，如果肠道微生物群的改变对控制饮食的激素产生影响，那么很多现象都能得到完美的解释。”

3.对味蕾的把戏糊弄不了大脑

在糖进入口腔的那一刻，一系列包括味觉、学习、记忆以及奖赏神经环路（Reward System）的级联反应被激活。从揭示大脑中枢味觉通路（Central Taste Pathways）的参与机制，到改变个体的食物奖赏系统的反应，我们发现：用人工增甜剂取代蔗糖来将一种甜味转换成另外一种甜味，事实上并无法骗过我们的大脑。即使你的味蕾并未察觉到任何风吹草动，但这个充满智慧的器官却能知道事实的真相。

中枢味觉通路从你的舌头开始，那里有将味觉信息通过颅内神经转接给大脑的特异性分化的细胞。随后，味觉信息在数个脑区间传递，随后到达由额叶岛盖（Frontal Operculum）和前脑岛（Anterior Insula）组成的初级味觉皮层（Primary Taste Cortex）。初级味觉皮层的神经元投射到多巴胺能中脑（Dopaminergic Midbrain）中与大脑初级奖赏通路相关的脑区。中脑中的神经元随后继续投射到与食物奖赏应答相关、并且释放多巴胺（一种经常与奖赏和愉悦相关的神经递质）的神经核团，也就是杏仁核，尾状核以及眶额皮层。

假设你有一盒纸杯蛋糕。咬下第一口可以给你带来极度的喜悦和满足感。在品尝第一口时，大脑奖赏环路释放多巴胺，你就会被一股强烈的愉悦感席卷全身。除了多巴胺以外，瘦素的释放能调控食欲，告诉大脑你已经吃饱了。被释放的瘦素可以降低中脑多巴胺神经元的活性，降低对糖摄入的奖赏值。这一系列的激素调控导致了你吃的第二口纸杯蛋糕没有第一口那么好吃了，而这个感觉会在吃接下去的几口时不断累积，你会慢慢觉得饱了，顺利地话能在你狂吃下一整盒纸杯蛋糕前制止你。

如果你吃的是添加人工增甜剂的纸杯蛋糕呢？放任去吃使用人工增甜剂的食物和饮料会影响大脑中枢味觉和奖赏系统吗？通过功能核磁共振成像（Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI）的研究，科学家深入调查了这个问题，并且有了一些有意思的发现。

在一项研究中，12 名健康的女性在接受大脑扫描的同时被要求给自己的喜悦程度以及不同糖类和人工增甜剂饮料进行从 1 （不喜欢这个口味）到 9 （非常享受）的评级。研究人员发现，糖类和人工增甜剂都可以激活脑内初级味觉环路的前脑岛和额叶岛盖，但是只有糖类可以在味觉奖赏系统的中脑和尾状核中产生明显的反应。

也就是说，食用人工增甜剂并无法产生愉悦的感觉，同时也无法通过降低奖赏值或释放瘦素来产生“满足”和“吃够了”的感觉。当你想吃甜食的时候出于“健康”的考虑选择了 0-卡饮料过过嘴瘾，但实际上人工增甜剂带来的甜味并不能满足你大脑对于糖类的欲望，而对甜食的渴望会随时间增加，让你最终只有吃更甜、卡路里更高的食物才能停下来。这表明了大脑的奖赏环路是天生更偏爱糖类刺激，或者是基于卡路里摄取的。

人工增甜剂商品的未来

当肥胖成为一严重的社会问题时，就注定了减肥和甜食水火不容的局面。人工增甜剂似乎是第一个缓解紧张关系的福音，然而 0-卡路里的面具虽然卸下了人们食用甜品的精神负担，但却加剧了肥胖和超重的健康问题。

《肥胖症概况》的综述认为政府应该在这个问题的解决中担负起相应的责任。贝斯·拉斯丘罗(Bes Rastrollo)博士说，“世界上相当一部分城市中添加人工增甜剂的饮料销量紧俏，即使在那些人均收入较低的城市里我们也观察到了销量的激增。因此，2013 年前后发表的一系列证实人工增甜剂对体重的负面影响的文章，支持了我们紧急出台限制政策的举措。”文章的作者指出，墨西哥对人工增甜饮料增收更高税额的政策使 0-卡饮料的销量在墨西哥下降了 12% 。拉斯丘罗补充说：“许多国家现在已经制定并实施了一系列降低人工增甜饮料摄入的手段，包括限制其销售，提高市场价格以及通过媒体和学校教育提高公众对其危害的认知度，实施高税政策，以及改进饮料的标签。

一项来自市场调查公司欧睿国际（Euromonitor International）的调查指出，到目前已有 19 个国家已经在食品和饮料上引入了新的税种，并且在不久的未来会进一步根据国际卫生组织（WHO）的标准降低 20% 的糖摄入量。英国即将增加一种糖税，将于 2018 年 4 月开始实施。

文章的作者说我们需要创新性的策略来限制人工增甜的饮料的购买量。法博尔·兰姆伯特（Farpour-Lambert）博士说：“毫无疑问我们可以控制人工增甜饮料的销量以及它对公共健康的影响，但是我们需要来自政界和工业界的支持来达到这个目标。”英国的控盐项目是一个非常成功且可行的例子，可以作为一个逐步降低销量的模范策略。在英国的这个案例中，通过设定逐年递增的定期减量目标，使食品工业在十年中逐步降低了食品中盐的添加量。

兰姆伯特总结说：“未来的研究应该关注以下几个问题：我们应该如何有效地降低人工增甜饮料在不同人群中的摄入？对体重或肥胖的干预会对儿童和成年人产生何种影响？食品和饮料企业、政客、公共健康机构、社团、学校以及个人有哪些社会责任？糖税对于实体食物而言是否可行高效？以及糖税会产生哪些其他的影响？”

来源：The People's Chemist

“个人、公共健康支持者、政府以及社会之间的责任平衡关系必须被明确。调动多方利益相关者并且开发不同部门间业务协同是至关重要的。我们应该多多鼓励专业机构和食品饮料业按照国际标准促进健康饮食。”

参考资料：

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-12/eaft-aon122117.php

https://blogs.scientificamerican.com/mind-guest-blog/tricking-taste-buds-but-not-the-brain-artificial-sweeteners-change-braine28099s-pleasure-response-to-sweet/

https://en.wikipedia.org/wiki/Sugar_substitute

https://www.scientificamerican.com/article/artificial-sweeteners-may-change-our-gut-bacteria-in-dangerous-ways/

https://www.newscientist.com/article/2114043-why-diet-drinks-with-aspartame-may-actually-help-make-you-fatter/

https://blogs.scientificamerican.com/mind-guest-blog/tricking-taste-buds-but-not-the-brain-artificial-sweeteners-change-braine28099s-pleasure-response-to-sweet/

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