生物行移动版

主页 > 医药健康 > 健康生活 > 肥胖与代谢

热量与营养素完全匹配,超加工食品仍引发更高胰岛素反应——弗吉尼亚理工随机对照试验揭示加工方式本身的代谢效应

两项餐食在营养标签上几乎完全相同,但超加工版本却在健康成人中引发了更强烈的胰岛素释放,提示营养标签可能遗漏了某些关键差异。

超加工食品已占美国人日均热量摄入的一半以上,其在全球饮食中的比重持续攀升。这类食品以便捷、易得、廉价和高度适口为设计目标,因而容易导致过量进食。然而,要厘清其对健康的影响,必须将“加工方式”的作用与“所含营养素”的作用区分开来。

通常认为,基本营养构成相同的餐食对血糖的影响应当相似。但在弗吉尼亚理工大学的一项研究中,健康成人食用超加工餐后,能量消耗更高、碳水化合物燃烧更少,而食用最低限度加工餐后则相反。两餐均含300千卡,并在碳水化合物、脂肪、蛋白质、水分、盐分和重量上高度匹配。研究结果发表于《Nature Metabolism》。

“我们知道大多数超加工食品高脂、高糖、低纤维、低蛋白,”该研究负责人、弗吉尼亚理工Fralin生物医学研究所副教授Alex DiFeliceantonio说,“但如果我们人为地把这些因素全部固定,加工本身是否仍会导致不同的结果?”

NOVA分类下的精准配餐:营养标签几乎相同

研究人员采用NOVA分类系统选餐,该系统依据工业加工程度将食物分为四组。超加工餐包括一口花生酱果酱三明治、熟火鸡片、蔬菜脆片、一块饼干、麦片、速溶土豆泥和少量水;最低限度加工餐则由香蕉片、蔓越莓干、奶酪和鸡蛋组成。

“两餐在碳水、脂肪、蛋白质、热量、水分和盐分上的匹配误差在1%以内,”该研究第一作者、研究所研究员Zach Hutelin说,“如果给这两餐贴上营养标签,它们几乎一模一样。”该研究是其博士研究的一部分。

完整研究纳入57名18至45岁健康成人,其中32人完成了代谢测试和脑成像两个环节。参与者在相隔至少三天的不同场次中分别食用两种餐食,以便进行个体内比较。

代谢舱中的精密测量:每一项代谢指标都出现差异

代谢测试中,参与者隔夜禁食后到达,躺入代谢舱内一张单人床上——这是一个密封不透气的房间,用于测量能量消耗和代谢。研究人员先采集基线数据,等待一小时后让参与者在10分钟内吃完一餐。随后立即采血,并在接下来三小时内再采六次。团队追踪了能量消耗、碳水化合物氧化(即燃烧碳水供能)以及胰岛素反应——胰岛素是帮助细胞从血液中摄取葡萄糖的激素。

“当看到每一项代谢指标都存在差异时,我们震惊了,”Hutelin说,“我们注意到,超加工食品的胰岛素反应高得多,血糖也略微更高、持续更久。”

即便匹配了营养素含量,仍有一些差异未能消除。两餐蛋白质来源不同,可能影响结果;超加工餐含有更多添加剂。此外,研究人员虽测量了总纤维,却未明确测量食物的物理和化学结构。

从代谢到大脑:奖赏回路与碳水氧化的关联

DiFeliceantonio同时是一位研究食物选择基本机制的神经科学家,他希望了解代谢反应是否与大脑对食物线索的反应相关。在另一天,参与者接受功能磁共振成像(fMRI),同时观看营养匹配的高度加工和最低限度加工食物的图片,其中包括代谢测试中提供的食物。扫描通过追踪不同脑区的血流变化来测量脑活动。

对于每张食物图片,参与者报告愿意支付多少钱,以此作为主观价值的衡量指标,与脑活动进行比较。参与者并未表示愿意为超加工或最低限度加工食品支付更多。

然而,两餐后碳水化合物燃烧的差异与参与者对食物图片的脑反应差异存在关联。一个显著结果涉及腹侧纹状体和伏隔核——这些脑结构参与学习、动机和奖赏。这种关联提示身体对餐食的反应与大脑对食物线索的反应之间存在联系,但并不能证明这些差异会导致人吃得更多。

“文献中的一个关键争论是,超加工食品与不良健康结局的关联究竟是由营养成分还是加工方式驱动的,”圣保罗大学的Carlos A. Monteiro对《Nature Metabolism》表示。Monteiro是巴西流行病学家,其肥胖研究促成了营养和公共卫生研究中使用的国际NOVA分类。他强调了该团队同时考察脑活动和代谢的做法。“这是一项新颖而重要的贡献,因为大脑最终调控进食行为。”

这些短期反应能否解释超加工食品相关的健康效应,目前尚无定论。长期血糖升高会增加糖尿病等疾病风险,但餐后三小时的测量无法确立长期后果。

“如果你看人群层面数据,大量摄入超加工食品的人有更高的不良健康结局发生率——肥胖、心脏事件、2型糖尿病,甚至某些心理健康指标,”DiFeliceantonio说。

该实验仅测试了一对匹配的300千卡餐食,对象为年轻健康成人。DiFeliceantonio还任职于弗吉尼亚理工农业与生命科学学院人类营养、食品与运动系,她希望研究其他人群、追踪更长时间的响应,并测试更大餐食和更多最低限度与高度加工食品的配对。

“我们想研究具体因素,比如商业添加剂或特定加工步骤,它们可能导致不同的代谢反应,”DiFeliceantonio说。


Reference: “Metabolic and neural responses to ultraprocessed foods: a randomized, controlled, crossover study” by Zach Hutelin, Monica Ahrens, Mary Elizabeth Baugh, Emmanuel Nartey, Delbert L. Herald III, Alexandra L. Hanlon and Alexandra G. DiFeliceantonio, 5 October 2026, Nature Metabolism.
DOI: 10.1038/s42255-026-01619-4
The research was funded by a National Institutes of Health research grant through the National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases and a National Science Foundation graduate research fellowship.
(责任编辑:泉水)