不含熱量的甜味劑（如三氯蔗糖）會幹擾大腦的食慾訊號
南加州大學凱克醫學院的一項研究發現，一種常見的糖替代品會改變與飢餓有關的大腦活動並增加食慾，尤其是對肥胖者。
洛杉磯–南加州大學的一項新研究表明，與糖相比，食用廣泛使用的糖替代品三氯蔗糖會增加下丘腦（調節食慾和體重的大腦區域）的活動。三氯蔗糖也會改變下視丘與其他腦部區域的溝通方式，包括與動機相關的區域。這項研究發表在《自然代謝》雜誌。
大約 40% 的美國人定期食用糖替代品，通常是為了減少卡路里或糖的攝取。 「但這些物質真的有助於調節體重嗎？當我們攝取這些物質時，身體和大腦會發生什麼變化？這些變化對每個人的影響是否不同？」這項研究的通訊作者、南加州大學糖尿病和肥胖研究所所長、南加州大學凱克醫學院內分泌和糖尿病科聯席主任凱瑟琳·阿蘭娜·佩奇 (Kathleen Alanna Page) 說道。
佩奇和她的同事設計了一個隨機實驗來測試三氯蔗糖如何改變大腦活動、荷爾蒙水平和飢餓感。早期的研究（主要是透過動物模型和大規模人口研究）暗示了無熱量甜味劑與肥胖之間的聯繫，但並沒有直接顯示這些物質如何影響人類的飢餓感。
在美國國立衛生研究院的資助下，研究人員測試了 75 名參與者在飲用水、用三氯蔗糖加糖的飲料或用普通糖加糖的飲料後的反應。他們在參與者飲用飲料之前和之後收集了功能性磁振造影 (fMRI) 腦部掃描、血液樣本和飢餓評級。
三氯蔗糖會增加下視丘的飢餓感和活動，尤其是肥胖者。它也改變了下丘腦與其他大腦區域的溝通方式。與糖不同，三氯蔗糖不會增加血液中產生飽足感的某些荷爾蒙的水平。
研究結果表明，三氯蔗糖透過提供甜味而不提供預期的熱量能量來混淆大腦，佩奇說，她也是凱克醫學院的醫學副教授。這種「不匹配」甚至可能引發食慾和飲食行為的改變。
「如果你的身體因為甜味而期待卡路里，但沒有得到它所期望的卡路里，這可能會改變大腦隨著時間的推移渴望這些物質的方式，」她說。
改變的大腦反應
這項研究包括 75 名參與者，男女比例大致相等，體重狀況（健康體重、超重或肥胖）也大致相同。在三次不同的訪視中，每位參與者都接受了三氯蔗糖、糖或水的測試，研究人員藉此尋找個體內部和個體之間的差異。
每次訪問時，研究人員都會收集基線腦部掃描和血液樣本。他們還要求參與者評估他們的飢餓程度。接下來，參與者喝下 300 毫升水、加糖飲料或加三氯蔗糖的飲料。研究人員隨後在接下來的兩個小時內多次收集後續腦部掃描、血液樣本和飢餓評級。
與喝糖相比，喝三氯蔗糖會增加下視丘的大腦活動，並增加飢餓感。與喝水相比，三氯蔗糖會增加下視丘的活動，但不會改變飢餓感。這些影響在肥胖者中最為明顯。
研究人員還使用 fMRI 掃描來研究功能連接，這顯示了大腦各個區域如何相互溝通。食用三氯蔗糖可增強下丘腦與幾個與動機和感覺處理有關的大腦區域之間的連接，包括前扣帶皮層，它在決策中發揮作用。佩奇 說，這些發現表明，三氯蔗糖可能會影響食慾或飲食行為。
如預期的那樣，食用糖會導致血糖和調節血糖的荷爾蒙增加，包括胰島素和胰高血糖素樣勝肽 1 (GLP-1)。另一方面，飲用三氯蔗糖對這些荷爾蒙沒有影響。
「身體利用這些荷爾蒙告訴大腦你已經攝取了卡路里，以減少飢餓感，」Page 說。 “三氯蔗糖沒有這種效果——肥胖參與者對三氯蔗糖和糖的激素反應差異更加明顯。”
年齡、性別和長期影響
雖然這項研究回答了大腦和身體如何對三氯蔗糖作出反應的關鍵問題，但它提出了其他幾個問題。觀察到的結果是否會影響大腦和身體對三氯蔗糖的反應？
大腦和荷爾蒙活動的變化會產生長期影響嗎？需要進行測量體重和飲食行為的縱向研究來幫助闡明這種關聯。
佩奇 和她的同事也觀察到了性別差異：女性參與者的大腦活動變化比男性參與者更大，這表明三氯蔗糖對兩性的影響可能不同。
研究人員現在已經開始了一項後續研究，探討無熱量甜味劑如何影響兒童和青少年的大腦，他們消耗的糖和糖替代品比任何其他年齡層的人都多。
「這些物質是否會導致有肥胖風險的兒童正在發育的大腦發生變化？大腦在這段時間很脆弱，所以這可能是一個關鍵的干預機會，」 佩奇 說。
關於這項研究
除了 佩奇，這項研究的其他作者還有 Sandhya P. Chakravartti、Hanyang Liu、Alexandra G. Yunker、Brendan Angelo、Kay Jann 和 John R. Monterosso，他們都來自南加州大學；南加州凱撒永久醫療中心的 Anny H. Xiang；德國圖賓根大學的 Stephanie Kullmann 和 Ralf Veit。
這項工作得到了美國國立衛生研究院國家糖尿病和消化及腎臟疾病研究所的支持 [R01DK102794、F31DK137584]。
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