《自然》杂志:人工甜味剂与肥胖有关(图)

2015-01-19 12:11 作者: 李修命

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白糖是生活中最常见、用途最广的一种糖

是由甘蔗和甜菜榨出的糖蜜制成的精糖,甜味纯正、甜度高。白糖虽然安全无毒,但过多食用会增加糖尿病、肥胖症、B族维生素缺乏和钙缺乏的风险。红糖是甘蔗经榨汁后经简易处理、浓缩形成的带蜜糖,纯度没有白糖高,杂带了不少甘蔗的维生素和矿物质,如钾钙铁等矿物质元素,反而比白糖营养得多。蜂蜜是果糖、葡萄糖和蔗糖的混合物,还有比较高的水分和微量的矿物质。果糖是最甜的单糖, 因此蜂蜜的甜度非常高。果糖含量高的蜂蜜有很好的止咳润喉作用。棒棒糖主要的成分是麦芽糖。麦芽糖对促进消化有一定的帮助作用,而且它不是精制加工的,所以也含有一些维生素和矿物质。葡萄糖大多是用来补充能量之用,因为葡萄糖在体内能可以直接转化成能量,而且容易被吸收利用,无需消化。木糖醇的其甜度可达到蔗糖的1.2倍,但不会引起血糖的升高,即使是糖尿病人也能吃。

无热量人工甜味剂(NAS)是世界上最广泛应用的食品添加剂之一,消瘦人群和肥胖人群都经常食用。

食用无热量人工甜味剂被认为是安全且有益的,因为它们所含热量很低,但是可供支持的科学依据依然匮乏且具有争议性。食品生产中常用的几种甜味添加剂是甜蜜素、安赛蜜、阿斯巴甜。甜蜜素:甜度是蔗糖的30-40倍,常在饮料、果汁、冰激凌、糕点、蜜饯中使用,摄入过量对肝脏和神经系统有害。安塞素化学名叫乙酰磺胺酸钾。甜味纯正, 其甜味是蔗糖的200—250倍。无热量,在体内不被代谢,不产生热量,是中老年人、肥胖病人、糖尿病患者理想的甜味剂。食品方面,安赛蜜的稳定性极好, 是生产软饮料的最佳甜味剂。此外还可用于烘烤产品、固体饮料、糖果、果酱、口香糖、速溶咖啡、乳制品、果子冻、布丁等。安赛蜜甜味持久纯正,多用于软饮料,摄入过量对肝脏和神经系统有害。

阿斯巴糖(也叫蛋白糖)

是天冬氨酸和苯丙氨酸两种氨基酸组合而成,这两种氨基酸在体内可以作为氨基酸参加代谢,对人体具有一定营养价值。甜味是白糖的200倍以上,不会升高血糖,也不会引起龋齿。因为它甜度很高,所以使用量很小,不会像蔗糖那样引起人体肥胖或营养不良。然而,蛋白糖当中含有苯丙氨酸,所以患有苯丙酮尿症的绝对不能食用它。阿斯巴糖对热不稳定,因此多用于乳制品、糖果、巧克 力、冷冻食品,摄入过量神经系统有害。以上所列的3种常见甜味剂都是人工合成的,需要注意的是,阿斯巴甜不属于碳水化合物,而是一种蛋白糖,它不会引起龋齿,但由于其中含有苯丙氨酸,因此患有苯丙酮尿症的人绝度绝对不能使用。糖精和其他人工甜味剂可能通过改变消化细菌来提高血糖水平,而糖替代品本来是为了控制血糖含量而产生作为一种更便宜的糖类替代品,富含人工甜味剂的无糖碳酸饮料和饮食小吃发明于一个多世纪以前。由于肥胖症流行,美国食品和药物管理局(FDA)不得不为六种批准过的人工甜味剂注明日期,它们被广泛应用,甜度大致是糖的500倍。这些添加剂被认为会减少来自食物和饮料中的卡路里,并且能阻止血糖升高以及导致糖尿病的葡萄糖耐受不良。

在过去的几十年中,代谢综合征的发病率增加达到流行病的程度,这可能与人营养的变化有关。当我们要减肥的时候,大部分人都乐于采取一两种方法来帮助抑制食欲和少吃一点,例如当我们饥饿的时候用水填饱肚子,或者用人造甜味剂代替糖来得到同样的味觉满足,同时避免了讨厌的卡路里。但新的研究显示我们的身体似乎没那么好骗,而甜味剂也不是减重的法宝——这也许可以帮助我们解释,尽管过多地食用低卡路里食物和饮料,为什么美国人还是比以前重了。人们广泛地认为人工增甜剂能够用来对抗肥胖和糖尿病,但是人工增甜剂在一定程度上却可能促进了这些疾病在全世界范围内的流行。2014《自然》杂志的一项研究中,研究者报告人工甜味剂通过干扰肠道中的微生物群,从而升高小鼠和人的血糖水平。血糖水平升高是2型糖尿病和代谢性疾病的早期指标。以色列魏茨曼科学研究学院(Weizmann Institute of Science)的免疫学家埃兰·伊莱纳夫博士(Eran Elinav)表示,人工甜味剂的消耗量增加与肥胖和糖尿病的流行相吻合。“我们的研究结果显示,无卡路里人工甜味剂可能直接导致促进这些问题的流行,而使用人工甜味剂的本来目的为了对付这些问题。”纽约大学(New York University)的微生物学家Martin Blaser指出,这是一个与直觉相违背的研究结果——没有人会预料到这一点,因为他们从来没有认真地思考过这个问题。

这项研究包括一系列实验。在初步实验中,科学家们把糖精(粉色包装的纤而乐[Sweet’N Low]的甜味剂)、三氯蔗糖(黄色包装的善品糖[Splenda]的甜味剂)或阿斯巴甜(蓝色包装的怡口[Equal]的甜味剂)添加到饮用水中,让10周大的小鼠摄入。其他小鼠则喝白水,或者添加了葡萄糖或普通食糖的水。一周之后,饮用白水或糖水的小鼠变化不大,但摄入人工甜味剂的那组小鼠明显出现了葡萄糖耐受不良。葡萄糖耐受不良表明身体处理大量糖分的能力降低,可能会导致更加严重的疾病,比如代谢综合征和2型糖尿病。当研究人员对小鼠使用抗生素,杀死其消化系统中的很多细菌之后,它们的葡萄糖耐受不良问题就消失了。目前,科学家尚无法解释甜味剂是如何影响这些细菌的,以及为什么在葡萄糖代谢过程中,糖精、阿斯巴甜和三氯蔗糖这三种不同的分子导致了类似的变化。科学家们假设葡萄糖代谢中的变化是由细菌的变化引起的,为了进一步检验这个假设,他们开展了另外一系列只针对糖精的实验。科学家们从摄入了糖精水的小鼠身上取出肠道细菌,注入到从未接触过任何糖精的小鼠体内。随后这些小鼠也出现了葡萄糖耐受不良。DNA测序表明,在摄入糖精的小鼠的肠道中,糖精明显改变了细菌种类的组合。

接下来,研究人员开始追踪营养和肠道细菌对人体长期健康的影响。这项研究有381例非糖尿病患者参加,研究人员发现,任何一种人工甜味剂的摄入,都和葡萄糖耐受不良体征之间存在着相关性。此外,有没有摄入人工甜味,肠道细菌会不一样。最后,研究人员招募了七名通常不使用人工甜味剂的志愿者,并在六天时间中,让他们摄入了美国食品与药品管理局(Food and Drug Administration,简称FDA)建议的糖精最大摄入量。结果七人中有四人的血糖值出现了与小鼠类似的变化。此外,当他们把人类受试者的细菌注入到小鼠的肠道中后,小鼠再次出现了葡萄糖耐受不良,这表明该效应在小鼠和人类中是相同的。这也表明,益生菌——含有活细菌的药品——可用于改变肠道细菌群,以逆转葡萄糖耐受不良。

芝加哥大学病理学系的Cathryn Nagler和Taylor Feehley在杂志评论中指出,包括肥胖症和糖尿病在内的许多症状已被认为与微生物菌群的变化有关。“本研究表明,我们应该退后一步,重新评估我们对人工甜味剂的广泛使用,”她说。Nagler表示,可能是人工甜味剂导致某些细菌种类扩增,这些细菌能从食物中提取热量,并往往将其储存为脂肪,导致肥胖。她说,也有可能是甜味剂能抑制防止胰岛素抵抗的其他细菌生长。评论作者建议开展研究,以确定具体哪些菌群能有利于防止体重增加,或改善糖耐量,从而可用于治疗。此前对人工甜味剂的健康影响进行的多项研究,得出了相互矛盾、令人困惑的结论。一些研究认为,甜味剂与减重有关;另一些则正好相反,发现饮用健怡汽水的人实际更重。还有一些研究的结论是,人工甜味剂与糖尿病正相关。美国心脏协会(AHA)和美国糖尿病协会(ADA)在2012年撰写的一篇有关人工增甜剂安全性的综述中建议,当谨慎使用时,人工增甜剂可能会帮助人们减轻体重。但这篇综述还得出结论,需要对关于这种添加剂的各方面健康问题进行更多研究。Elinav表示,“我们的结果表明,食用人工甜味剂可能会依靠让某些人产生葡萄糖耐受不良的方式来影响菌群。”哈佛大学公共卫生学院(Harvard School of Public Health) 的营养和免疫学教授弗兰克·胡(Frank Hu)博士没有参与这项研究,他称该研究很有趣,但还远远不能就此做出结论,因为受试者人数不足,他说,“我认为这项人体研究的正确性存在问题。”研究人员表示,未来的项目会对阿斯巴甜、三氯蔗,以及甜叶菊等其他甜味剂进行详细研究。

Segal在新闻发布会上对记者说,这项研究的作者们“决不”是在呼吁人们改变饮食,而是在要求科学界证实这个新的结果,并重新评价人工增甜剂。专家们以一种谨慎与兴趣兼有的态度回应了这则研究结果,指出这项研究主要是在老鼠身上进行的,只有7位人类志愿者参与其中。而且,他们对人工增甜剂和肥胖症流行的直接联系未加重视。美国疾病预防和控制中心称,现在有超过三分之一的美国成年人是肥胖患者。“人工增甜剂与人类的超重有关,但明显的联系是超重的人使用了更多的人工增甜剂,”纽约大学的营养专家Marion Nestle在邮件中说道。“这是我看到的第一项认为这种联系是通过菌群进行调节的研究。我并不热衷于人工增甜剂(我认为它们很难吃),但在严肃对待这项研究结果之前还需要对其进行证实。”纽约阿尔伯特•爱因斯坦医学院的流行病学家Judith Wylie-Rosett赞同这一点。“如果糖尿病患者因为这一项研究便开始喝掺了糖的饮料,那将是一场灾难,因此我们需要谨慎行事,” Wylie-Rosett,说道,她曾共同主持了2012年AHA/ADA有关人工增甜剂安全性的综述。“在这一点上,它是个有趣的假说。”
 
另一些未参与此项研究的专家称该研究结果耐人寻味,但也指出,该研究──尤其是人体研究结果──还是非常初步的,不足以考虑营养建议的改变。“这项研究提出警告,(不含热量的人工甜味剂)可能并不是原来所想象的那种“无害的魔弹”,也不像原来所希望的那样能帮助解决肥胖和糖尿病的流行,但该研究还没有提供足够的证据来改变当前公共卫生和临床诊疗措施。”剑桥大学医学研究委员会流行病学组项目负责人Nita Forouhi指出。营养学家Yolanda Sanz是EFSA食品、营养和过敏专家小组的副主席。她指出,目前还无法得到明确的结论。代谢性疾病的病因有很多种,而且这项研究的规模也太小了。斯坦福大学的Christopher Gardner注意到,首先,与通常含糖食物中的大部分糖类相比,当人们吃下含有人工增甜剂的食物时,只有数毫克增甜剂会结束于他们的肠道中。Gardner是2012年AHA/ADA有关人工增甜剂安全性综述的另一位共同主持人。他表示,如果肠道细菌会吃下人工增甜剂,而如此少量的这种物质却对细菌群落有着不成比例的巨大影响。这项研究中所缺失的部分在于,人工增甜剂是如何直接刺激部分肠道细菌的数量激增,又如何导致其他部分肠道细菌的数量剧减。研究人员承认,他们不明白人工增甜剂是如何刺激潜在有害肠道细菌增长的。有可能增甜剂通过某种方式改变了肠道中的环境,从而刺激了细菌增长,即便这些细菌并不会吃下增甜剂,但这一猜想未经试验。Elinav称研究结果还表明了人们是如何应对饮食变化的个人本性,注意到该研究的最后一部分中,七个人里有三人的血糖水平没有受到影响。

这些研究发现可能会让食品工业倍感头疼。BCC研究公司(BBC Research)是一家总部位于马塞诸塞州韦尔斯利的市场调查公司。该公司指出,人工增甜剂的市场正在繁荣发展。而负责追踪食品添加剂(包括人工增甜剂在内)安全性的监管部门目前还没有将人工增甜剂和代谢性疾病联系起来。为了响应最新的研究结果,意大利帕尔马欧洲食品安全局(European Food Safety Authority, EFSA)的发言人Stephen Pagani指出,与所有新资料的处理方式一样,EFSA“将在适当的时候决定专家小组是否应当重视这些研究结果,以便进行详细的审查”。那是否意味着你要抛弃人造甜味剂并让食糖重新回到你的生活中?并不完全正确。即使忽略它对体重的影响,日常饮食中过量摄入糖分也可能会导致糖尿病和心脏病。而在计算卡路里的时候,值得你记住的是,它不仅仅是你吃进去的食物中唯一需要担心的。你减少的卡路里也有关系,而它们会在你的身体需要的意大利面和甜点的额外帮助下卷土重来。

参考文献:

Jotham Suez, et al. Artificial sweeteners induce glucose intolerance by altering the gut microbiota. Nature (2014) doi:10.1038/nature13793


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