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最近的高溫,真是熱得連樹上的知了都要叫不動了。人走在街上沒兩分鐘就悶出一身汗,恨不得有個隨身空調。于是乎,冰奶茶、果茶、氣泡水等順理成章成了不少人的夏日標配,逛街、上班、宅家都少不了來一杯,冰爽又解渴~
相信很多人都有過類似的體驗:一大杯甜飲下肚,按說糖分充足應該頂飽,可沒過多久又嘴饞想吃東西,甚至越喝越容易餓。
同樣是糖,為什么有的能壓餓,有的反而越喝越勾食欲呢?
其實這背后,藏著果糖與大腦饑餓中樞的特殊博弈!
近期,美國莫奈爾化學感官中心的研究團隊在Neuron上發(fā)表重磅研究,揭開了果糖的獨特作用機制:同等熱量下,果糖對下丘腦饑餓神經元的抑制效果遠弱于葡萄糖,它甚至會走一條專屬的腸-迷走神經-大腦通路傳遞信號,這解釋了高果糖飲食能悄悄改變食物偏好的原因,也為理解高糖飲食催生肥胖提供了全新的神經環(huán)路視角。
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研究目的以及實驗步驟
這項研究的核心出發(fā)點,是破解兩種常見單糖的“行為差異”謎題。過去學界普遍認為,下丘腦弓狀核中的 AgRP 神經元是人體的“饑餓總開關”,其會在饑餓時活性飆升,在攝入營養(yǎng)后,活性隨卡路里攝入量成比例下降。
但越來越多研究發(fā)現,分子式相同、熱量完全相等的葡萄糖和果糖,對代謝和進食行為的影響卻截然不同——葡萄糖能幫動物建立“攝入后飽腹”的口味偏好,果糖卻做不到。
由此,研究者提出疑問:兩種糖對 AgRP 神經元的調控是否存在差異性?果糖的營養(yǎng)信號又是通過什么通路從腸道傳遞到大腦的呢?
為了搞清楚果糖和葡萄糖到底是如何影響我們大腦的,科學家們請出了本次研究的主角——經過基因改造的小鼠。這些小鼠的AgRP神經元被安裝了“鈣離子熒光探針”(GCaMP6s),一旦神經元被激活,它們就會發(fā)出綠色的熒光,這時通過一根細細的光纖,就能實時“監(jiān)聽”這些饑餓神經元的活動。
實驗一:口服糖水
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圖:與葡萄糖相比,AgRP神經元對果糖的感知能力較弱
首先,科學家讓饑餓的小鼠分別暢飲等熱量的果糖水和葡萄糖水,并同步實時記錄 AgRP 神經元的活性。
實驗結果顯示:口服葡萄糖后,小鼠的 AgRP 神經元活性出現顯著下降,但攝入果糖后,神經元活性幾乎沒有明顯變化。為了排除“小鼠天生愛喝葡萄糖、喝得更多”的干擾,研究人員又測試了從未接觸過糖的小鼠,發(fā)現哪怕兩組小鼠舔舐的糖液量完全一致,果糖對 AgRP 神經元的抑制效果依然遠弱于葡萄糖。這種差異僅出現在攝入數分鐘后的持續(xù)階段,剛舔第一口的瞬間反應沒有區(qū)別,說明差異來自攝入后的腸道信號,而非口腔味覺的感知。
為了徹底排除味覺影響,研究人員直接通過導管將不同濃度的糖液輸注到小鼠的十二指腸或胃中,跳過口腔的吸收環(huán)節(jié)。結果依然一致:從 4.2% 到 16.7% 的濃度梯度下,同等熱量的果糖對 AgRP 神經元的抑制都顯著弱于葡萄糖!
后續(xù)實驗也進一步排除了其他的干擾因素,例如輸注果糖的時間段內小鼠血糖沒有升高,說明效果不是果糖轉化為葡萄糖導致的;和同等滲透壓但無法代謝的甘露醇相比,果糖的抑制作用更強,說明也不是單純滲透壓刺激的結果。
實驗二:短期飽腹感與進食量驗證實驗
那果糖對饑餓神經元的抑制更弱,會不會讓小鼠更容易餓,然后順理成章地吃得更多呢?
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圖:AgRP神經元對果糖反應的減弱會影響風味偏好,而非飽腹感
第二組實驗給出了反常識的結果:無論提前灌胃果糖還是葡萄糖,小鼠后續(xù)的進食量并無顯著差異。
深入探究,研究發(fā)現:果糖會讓腸道滯留更多水分,造成更明顯的腸道擴張,這種“腸胃被撐滿”的信號本身就能抑制進食,而且這條通路完全不依賴 AgRP 神經元。當研究者用光遺傳學持續(xù)激活 AgRP 神經元后,發(fā)現激活能抵消葡萄糖帶來的飽腹感,卻完全抵消不了果糖或甘露醇的飽腹效果,這證明果糖靠“物理撐脹”補上了 AgRP 抑制不足的缺口,實現了和葡萄糖相近的短期飽腹效果。
AgRP 活性的差異不影響吃多少,那它的功能是什么?
實驗三:食物偏好實驗
答案是決定食物偏好。
研究者用化學遺傳學技術模擬了兩種糖帶來的 AgRP 抑制水平:給小鼠的 AgRP 神經元裝上抑制型受體 hM4Di,用低劑量 CNO 模擬“果糖的弱飽足感”,高劑量 CNO 模擬“葡萄糖的強飽足感”,再將兩種不同的風味飲料分別和兩種劑量配對。
經過訓練后,對照組小鼠沒有口味偏向,而實驗組小鼠幾乎全部偏好能帶來“高飽足感”的口味,主動避開“弱飽足感”口味。這也解釋了為何高果糖玉米糖漿(HFCS,含55%果糖+45%葡萄糖)廣受歡迎,因為加入葡萄糖后,混合糖對 AgRP 神經元的抑制效果和純葡萄糖幾乎相當,偏好度也直接拉滿。
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圖:果糖通過 PYY 激素專屬通路調控饑餓神經元
果糖的專屬腸腦通路
研究最后完整拆解了果糖的專屬腸腦通路。研究者發(fā)現,果糖在輸注 30 分鐘后,會誘導腸道 L 細胞分泌更多的 PYY(肽 YY)和 GLP-1。在逐一阻斷各類腸道激素受體后,只有阻斷 PYY 的 Y2 受體,才能削弱果糖對 AgRP 神經元的抑制,阻斷 GLP-1、膽囊收縮素等其他激素都沒有效果;反過來,阻斷 Y2 受體完全不影響葡萄糖對 AgRP 的作用。進一步實驗證實,Y2 受體的作用位點在外周而非大腦,將拮抗劑注入腦室阻斷中樞 Y2 受體后,果糖的效果不受影響,說明信號是在外周神經完成傳遞的。
至此,整條通路被完整串聯(lián):果糖進入腸道→誘導腸道分泌 PYY→結合迷走神經末梢的 Y2 受體→通過專屬的迷走神經元亞群傳向大腦→抑制 AgRP 神經元;而葡萄糖則通過脊髓傳入通路調控 AgRP 神經元,兩者完全走了兩條不同的路。
小結
綜上,同樣是一卡的糖,葡萄糖是“實誠補給”,走脊髓通路直連饑餓中樞,讓大腦記住“吃這個更頂飽”;而果糖是“迂回選手”,走迷走神經的專屬通路,滿足感較輕,全靠“撐脹腸道”湊夠飽腹感,并且其還易影響口味偏好,讓人不自覺更迷戀能快速壓下饑餓感的高糖食物。
所以說,我們還是得謹慎著點果糖攝入,例如“果葡糖漿”、“高果糖玉米糖漿”或“結晶果糖”赫然排在成分前列的。但天然的水果大可不必刻意忌口。因為果肉中的膳食纖維會延緩果糖吸收,不會短時間大量刺激神經通路;同時單靠正常吃水果,很難攝入等同于加工糖漿的高劑量果糖。因此,真正該嚴控的,是各類人工果糖糖漿,飲品、甜品里的隱形添加。
你,學會了嗎~
參考文獻:
McKnight AD, de Araujo A, Hsu FY, Vargas-Elvira AG, Acosta AA, Smith MM, Iwueze W, de Lartigue G, Alhadeff AL. Attenuated hypothalamic response to fructose via a dedicated gut-brain pathway. Neuron. 2026 Jun 10:S0896-6273(26)00384-3. doi: 10.1016/j.neuron.2026.05.013. Epub ahead of print. PMID: 42269609.
來源|生物谷
編輯 | VOX
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