不含热量的甜味剂（如三氯蔗糖）会干扰大脑的食欲信号
南加州大学凯克医学院的一项研究发现，一种常见的糖替代品会改变与饥饿有关的大脑活动并增加食欲，尤其是对肥胖人群。
洛杉矶–南加州大学的一项新研究表明，与糖相比，食用广泛使用的糖替代品三氯蔗糖会增加下丘脑（调节食欲和体重的大脑区域）的活动。三氯蔗糖还会改变下丘脑与其他大脑区域的沟通方式，包括与动机有关的区域。这项研究发表在《自然代谢》杂志上。
大约 40% 的美国人定期食用糖替代品，通常是为了减少卡路里或糖的摄入量。 “但这些物质真的有助于调节体重吗？当我们摄入这些物质时，身体和大脑会发生什么变化？这些变化对每个人的影响是否不同？”这项研究的通讯作者、南加州大学糖尿病和肥胖研究所所长、南加州大学凯克医学院内分泌和糖尿病科联席主任凯瑟琳·阿兰娜·佩奇 (Kathleen Alanna Page) 说道。
佩奇和她的同事设计了一个随机实验来测试三氯蔗糖如何改变大脑活动、激素水平和饥饿感。早期的研究（主要是通过动物模型和大规模人口研究）暗示了无热量甜味剂与肥胖之间的联系，但并没有直接显示这些物质如何影响人类的饥饿感。
在美国国立卫生研究院的资助下，研究人员测试了 75 名参与者在饮用水、用三氯蔗糖加糖的饮料或用普通糖加糖的饮料后的反应。他们在参与者饮用饮料之前和之后收集了功能性磁共振成像 (fMRI) 脑部扫描、血液样本和饥饿评级。
三氯蔗糖会增加下丘脑的饥饿感和活动，尤其是肥胖人群。它还改变了下丘脑与其他大脑区域的交流方式。与糖不同，三氯蔗糖不会增加血液中产生饱腹感的某些激素的水平。
研究结果表明，三氯蔗糖通过提供甜味而不提供预期的热量能量来混淆大脑，佩奇说，她也是凯克医学院的医学副教授。这种“不匹配”甚至可能引发食欲和饮食行为的变化。
“如果你的身体因为甜味而期待卡路里，但没有得到它所期望的卡路里，这可能会改变大脑随着时间的推移渴望这些物质的方式，”她说。
改变的大脑反应
这项研究包括 75 名参与者，男女比例大致相等，体重状况（健康体重、超重或肥胖）也大致相同。在三次不同的访问中，每位参与者都接受了三氯蔗糖、糖或水的测试，研究人员借此寻找个体内部和个体之间的差异。
每次访问时，研究人员都会收集基线脑部扫描和血液样本。他们还要求参与者评估他们的饥饿程度。接下来，参与者喝下 300 毫升水、加糖饮料或加三氯蔗糖的饮料。研究人员随后在接下来的两个小时内多次收集后续脑部扫描、血液样本和饥饿评级。
与喝糖相比，喝三氯蔗糖会增加下丘脑的大脑活动，并增加饥饿感。与喝水相比，三氯蔗糖会增加下丘脑的活动，但不会改变饥饿感。这些影响在肥胖人群中最为明显。
研究人员还使用 fMRI 扫描来研究功能连接，这显示了大脑各个区域如何相互通信。食用三氯蔗糖可增强下丘脑与几个与动机和感觉处理有关的大脑区域之间的连接，包括前扣带皮层，它在决策中发挥作用。佩奇 说，这些发现表明，三氯蔗糖可能会影响食欲或饮食行为。
正如预期的那样，食用糖会导致血糖和调节血糖的激素增加，包括胰岛素和胰高血糖素样肽 1 (GLP-1)。另一方面，饮用三氯蔗糖对这些激素没有影响。
“身体利用这些激素告诉大脑你已经摄入了卡路里，以减少饥饿感，”Page 说。“三氯蔗糖没有这种效果——肥胖参与者对三氯蔗糖和糖的激素反应差异更加明显。”
年龄、性别和长期影响
虽然这项研究回答了大脑和身体如何对三氯蔗糖作出反应的关键问题，但它提出了其他几个问题。观察到的结果是否会影响大脑和身体对三氯蔗糖的反应？
大脑和激素活动的变化会产生长期影响吗？需要进行测量体重和饮食行为的纵向研究来帮助阐明这种联系。
佩奇 和她的同事还观察到了性别差异：女性参与者的大脑活动变化比男性参与者更大，这表明三氯蔗糖对两性的影响可能不同。
研究人员现在已经开始了一项后续研究，探讨无热量甜味剂如何影响儿童和青少年的大脑，他们消耗的糖和糖替代品比任何其他年龄段的人都多。
“这些物质是否会导致有肥胖风险的儿童正在发育的大脑发生变化？大脑在这段时间很脆弱，所以这可能是一个关键的干预机会，” 佩奇 说。
关于这项研究
除了 佩奇，这项研究的其他作者还有 Sandhya P. Chakravartti、Hanyang Liu、Alexandra G. Yunker、Brendan Angelo、Kay Jann 和 John R. Monterosso，他们都来自南加州大学；南加州凯撒永久医疗中心的 Anny H. Xiang；德国图宾根大学的 Stephanie Kullmann 和 Ralf Veit。
这项工作得到了美国国立卫生研究院国家糖尿病和消化及肾脏疾病研究所的支持 [R01DK102794、F31DK137584]。
