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解碼糖的成癮性

sweet

圖/擷取自YouTube影片The Sugary Truth,點擊圖片可觀看影片。

耶魯大學的團隊,透過偵測大鼠大腦的基底節(basal ganglia)紋狀體區(striatal areas)的多巴胺(dopamine)分泌後發現,紋狀體區的背側(dorsal striatal sector, DS)負責對糖的能量進行反應,而紋狀體區的腹側(ventral striatal sector, VS)則負責對糖的甜味進行反應。

當以葡萄糖餵食大鼠時,大鼠的紋狀體背區與紋狀體腹區都分泌多巴胺;而以人工甘味(蔗糖素,sucralose,為所有人工甘味中口味最接近天然糖)餵食大鼠時,大鼠只有紋狀體腹區分泌多巴胺。而當研究團隊以苦味劑苯甲地那銨(denatonium benzoate,全世界最苦的化合物,即使只有 10 ppm 時也可以感覺到苦味)遮蓋了糖的甜味時,大鼠只有紋狀體背區分泌多巴胺。

苯甲地那銨。圖片來源:wiki

苯甲地那銨。圖/wikipedia

大鼠究竟愛能量還是甜味多呢?研究團隊讓大鼠在只有人工甘味的溶液與加了苦味劑的糖中做選擇,發現大鼠寧可吃加了苦味劑的糖!這個現象在飢餓的大鼠上尤其明顯。當然,獲取能量是生存所需,所以要選擇時,當然能量優先囉!不過,研究團隊想更進一步了解,究竟這個行為是否真的與神經有關?

由於多巴胺分泌會使得 D1r 神經元興奮程度上升,研究團隊將大鼠的紋狀體腹區或背區的 D1r 神經元去除,再觀察這些大鼠的飲食行為。結果發現,在面對美味但不營養或營養但不美味的選擇時,紋狀體背區去除的大鼠會選擇美味;而控制組以及紋狀體腹區去除的大鼠,則都選擇了營養。類似的反應也在果蠅裡觀察到,顯示能量的獲取是所有生物的頭號重點。

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作為一個重要的能量獲取來源,糖的吸引力是難以抗拒的。圖/wikipedia

由於碳水化合物是生物能量獲取的第一順位,因此我們在演化的長河裡學會了喜愛甜味。只是沒想到在我們的腦中,還是將對於糖的能量與甜味進行反應的腦區給分開了

看到這裡,大家是否好奇,為何我們的腦要把甜味與能量分開反應呢?難道天然的糖也有徒具甜味但沒有能量的?

是的!我們平常攝食的糖是 D 構形(D-form),它的鏡像異構物 L 構形(L-form)雖有甜味,但它是不會產生能量的;而由甜菊(Stevia rebaudiana)所產生的甜菊糖苷(steviol),也是徒具美味但不產生能量的天然化合物喔!當研究團隊餵食大鼠 L 構形的葡萄糖時,大鼠的紋狀體只有腹區分泌多巴胺,背區就不會分泌呢!

參考文獻:

  • Tellez L.A. et. al., 2016. Separate circuitries encode the hedonic and nutritional values of sugar. Nature Neuroscience.

本文原出自臺灣大學科學教育發展中心其他單位需經同意始可轉載

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