為什麼戒不掉奶茶?對糖的偏愛,源於腸道對大腦的驅動

撰文 | 王聰

編輯 | 王多魚

排版 |水成文

隨著經濟發展和生活水平的提高,在全世界範圍內,肥胖已經成為了一個主要公共健康問題。據世界衛生組織(WHO)統計,全球有近20億人超重或肥胖,從1975到2016年,全球肥胖率翻了近3倍,每年因超重或肥胖導致的死亡高達280萬。

為了減少糖對健康的影響,越來越多的人開始食用人造甜味劑代替真正的糖類,這些人造甜味劑具有糖類的甜味,卻通常不能被人體轉化,因此不產生熱量,人們認為其可作為一種健康的飲食方式,因此近年來廣受追捧。

然而,雖然真正的糖和人造甜味劑產生類似的甜味,但人們仍然更喜歡真正的糖,這也導致人造甜味劑難以撼動人們對糖的渴望。

早在20年前,科學家們就在小鼠中發現了它們感受甜味的受體,然而,驚人驚訝的是,即使敲除這些甜味受體的基因,小鼠仍然能夠分辨真正的糖和人造甜味劑。一項最新研究,找到了這個謎題的答案——在胃部之後的腸道上端,藏著分辨真正的糖和人造甜味劑區別的秘密。

2022年1月,美國杜克大學的研究人員在 Nature Neuroscience 期刊發表了題為:The preference for sugar over sweetener depends on a gut sensor cell 的研究論文。

該研究表明,味蕾通常難以區分真正的糖和人工甜味劑之間的區別,但腸道細胞卻能夠輕易識別,並在幾毫秒內將這種區別傳遞到大腦。

糖和人造甜味劑都會產生甜味,但無論是人還是動物,都更喜歡真正的糖。即使是缺乏味覺感受器的小鼠也能區分糖和人造甜味劑。

所謂無糖飲料,實際上是使用人造甜味劑代替糖

此前,研究團隊就發現了腸道細胞中的一種細胞類型——Neuropod Cell,這種細胞分佈在十二指腸的整個內壁,它們除了產生相對緩慢的激素信號外,還能產生快速作用的神經遞質信號,通過快速突觸連接與神經元交流,在幾毫秒內將感應到的糖信號傳遞到迷走神經,然後到達大腦。

腸道上皮中相對稀少的Neuropod Cell(綠色熒光)

研究團隊使用來自小鼠和人類細胞的實驗室培養的類器官來代表小腸和十二指腸,實驗結果顯示,真正的糖會刺激 Neuropod 細胞釋放谷氨酸作為神經遞質,而人造甜味劑則會刺激其釋放 ATP 作為神經遞質。

然後,研究團隊使用光遺傳學(Optogenetics)對活體小鼠進行進一步研究,通過光遺傳學在活體小鼠的腸道中打開或關閉 Neuropod 細胞,來確認它們對真正的糖的偏愛是否由腸道細胞驅動。隨著光遺傳觸發 Neuropod 細胞關閉,小鼠不再對真正的糖表現處偏愛。

光遺傳學實驗顯示,小鼠對糖偏好取決於十二指腸的Neuropod細胞

這些實驗結果告訴我們,Neuropod 細胞是神經系統的感覺細胞,就像舌頭上味蕾幫助我們感受味道、眼睛中的視網膜視錐細胞幫我們看到顏色一樣。Neuropod細胞能夠感知真正的糖和人造甜味劑的區別,然後釋放不同的神經遞質進入迷走神經的不同細胞,進而讓大腦感知哪個是糖哪個是人造甜味劑。

人類對糖有著天然的渴望,許多人為了健康努力與糖作鬥爭。這項研究讓我們知道了腸道對於對糖的感知和渴望的重要作用,也讓我們知道了為什麼人造甜味劑難以抑制對糖的渴望。

研究團隊還表示,腸道可以通過這種 Neuropod 細胞直接與大腦對話,從而改變飲食行為。可以通過改變腸道中的 Neuropod 細胞來改變小鼠的行為,讓其不再渴望糖。從長遠來看,這些發現可能會導致治療疾病的全新方法。

此外,2020年4月,Nature 曾發表來自美國哥倫比亞大學的一項研究成果,該研究發現,攝食後從腸道到大腦的糖感覺通路對糖偏好的形成至關重要,並揭示了人造甜味劑與糖類對行為具有不同影響的神經基礎以及糖對食慾影響的基本迴路。

這些研究都告訴我們,腸道對於對糖的偏好的形成至關重要,而且這一通路與甜味感受器(位於舌尖)無關。

這些研究還提示了我們,人造甜味劑即使騙過了味蕾,也騙不過腸道,戒不掉奶茶和可樂,原來是腸道的鍋。

論文鏈接:

https://www.nature.com/articles/s41593-021-00982-7

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2199-7

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