
长期以来,科学家们普遍认为,食物的卡路里含量是决定饱腹感和抑制饥饿的关键因素。然而,一项发表在《Neuron》杂志上的最新研究挑战了这一传统观念,揭示了即使是热量相同的简单单糖,果糖在抑制驱动饥饿感的刺鼠相关蛋白(AgRP)神经元方面的效果也显著弱于葡萄糖。
饥饿感通常伴随着大脑中AgRP神经元的活跃而产生。当我们进食时,这些神经元会“沉默”下来,向身体发出饱腹的信号。此前,研究人员普遍认为这些神经元仅对卡路里摄入量做出反应。但这项由莫奈尔化学感官中心成员、宾夕法尼亚大学神经科学兼职助理教授Amber Alhadeff领导的团队发现,果糖在使AgRP神经元“沉默”方面的效率远低于葡萄糖,尽管两者含有相同的卡路里。
Alhadeff教授表示:“当我们测试这些不同的糖类时,发现果糖与葡萄糖的表现大相径庭,这让我们非常惊讶。”
研究团队首先通过光纤记录技术,监测了小鼠在摄入果糖或葡萄糖溶液时单个AgRP神经元的活动。结果显示,果糖对AgRP神经元的抑制作用明显较弱。为了排除小鼠对葡萄糖溶液舔食次数多于果糖的潜在影响,研究人员随后将两种溶液直接注入小鼠的肠道。即使在这种受控条件下,果糖抑制AgRP神经元的效果仍然不如葡萄糖。
更深入的机制研究揭示了两者作用路径的差异。Alhadeff团队此前的研究表明,葡萄糖抑制AgRP神经元不依赖于迷走神经。然而,这项新研究首次证明,果糖抑制AgRP神经元则需要迷走神经的参与。密歇根大学医学院糖尿病研究教授Martin Myers(未参与此研究)评价道:“这项研究首次展示了大脑以不同方式对这些物质做出反应,并提供了真实的机制基础。这是一个非常出色的实验室,正在做着世界上很少有人能做到的事情。”
研究指出,这两种糖类抑制AgRP神经元效力及其机制通路的差异,可能有助于解释小鼠为何更偏爱葡萄糖而非果糖,尽管两种糖类在提供饱腹感方面并无显著差异。葡萄糖能更有效地平息AgRP细胞的活动。
加州大学旧金山分校生理学教授、霍华德休斯医学研究所研究员Zachary Knight(未参与此工作)评论说:“这不是你可能预测的功能性效应——即食物消耗量,而是偏好。”
Alhadeff及其同事还测试了小鼠对高果糖玉米糖浆(果糖和葡萄糖的混合物)的偏好。结果发现,小鼠对高果糖玉米糖浆的偏好程度与葡萄糖相似,并且在高浓度下,其对AgRP神经元的抑制作用也与葡萄糖相同。然而,Myers教授指出,西方饮食中高果糖玉米糖浆的普遍存在,可能更多是由于价格而非偏好。“我认为我们的饮食之所以富含果糖,仅仅是因为果糖非常便宜。”
Alhadeff教授总结道,许多人将卡路里视为等同,但“越来越多的人认识到事实并非如此。这项研究更进一步,表明即使在简单的糖类中,卡路里也并非完全等同,这些简单的糖类对肠脑生理学的影响截然不同。”这为我们理解饮食成分如何精细调控食欲和代谢提供了新的视角。