甜食讓大腦難以抗拒

圖片來源:Pixabay.com

文/陳敦理

清涼順口的汽水、奶茶、手搖飲料,美味迷人的巧克力、冰淇淋、蛋糕讓人垂涎欲滴一口接一口停不下來,一天沒吃就渾身不對勁。為什麼明明知道高糖、高鹽、高脂的「垃圾食物」對健康有害卻還是無法抗拒誘惑?食物會不會讓人上癮這個問題巳經爭論許久,營養學家和科學家大多反對食物成癮的說法。儘管之前研究發現習慣甜食的大白鼠在停止供應高糖食物出現身體顫抖類似戒斷的生理症狀,卻對糖會在大腦、行為產生什麼影響不甚清楚。

丹麥奧胡斯大學 (Aarhus University) 臨床醫學系研究團隊在實驗動物身上發現,攝取糖會改變大腦獎賞機制的迴路,這與毒品對大腦的影響十分相似。

想要探討糖對人體大腦、行為的影響,最理想的研究對象當然是人,然而想要以人做實驗卻面臨兩大難題,除了難以控制之外還加上人體多巴胺 (dopamine) 濃度會受到許多不同因素的影響。人體多巴胺濃度會因為吃東西、玩手機遊戲、或是在實驗期間墜入情網而讓實驗數據產生極大的變化。

多巴胺是一種神經傳導物質,在大腦分佈廣泛,影響睡眠、情緒、注意力與學習。神經細胞之間形成微小空隙,當神經訊息傳到神經細胞末端,需要透過化學物質來傳遞訊號。 體內神經傳導物質如果不平衡會導致疾病。像是帕金森氏症 (Parkinson's disease) 患者大腦多巴胺不足,而思覺失調症 (Schizophrenia) 患者則是多巴胺過多。之前有類似研究使用大白鼠做實驗,然而牠們的體重調節、代謝恆定系統機制卻和人類非常不同。最後研究團隊選擇哥廷根小豬 (Göttingen minipig) 做為實驗動物。拿小豬作實驗的好處是小豬腦部比大白鼠複雜且大小適中,可以使用掃描人腦的儀器來得到腦部深處影像。

正子造影研究獎賞系統

研究團隊在實驗開始對七隻母豬麻醉進行腦部正子造影掃描 (positron emission tomography,PET)。正子造影的原理是以斷層造影儀掃描利用藥劑產生的帶正電荷電子在身體組織與帶負電荷電子撞擊產生輻射線形成的影像,目前常用在診斷身心疾患、癌症、心臟病與基因治療。正子造影診斷身心疾患可以瞭解腦部代謝、神經傳導物質變化。七隻小豬在平常飲食外每天有一小時可以暢飲蔗糖水,實驗總共進行十二天。到第十二天喝完糖水24小時後再次讓小豬接受腦部正子造影。其中有五隻小豬在第一次喝完糖水後多做一次正子造影 。為了瞭解攝取糖對大腦影響,正子造影針對小豬腦中類鴉片受體促效劑 (opioid receptor agonist) 、多巴胺受體拮抗劑 (dopamine receptor antagonist) 觀察分析來了解大腦獎賞系統 (reward system) 運作。

高糖飲食改變大腦讓人難以抗拒

結果發現,取攝十二天糖水的小豬腦部可以觀察到類鴉片、多巴胺系統發生重大改變。

腦部類鴉片系統化學反應與滿足、愉悅感覺相關,在小豬第一次暢飲糖水就開始啟動,許多腦部區域都發生改變,像是紋狀體 、依核 (nucleus accumbens)、視丘 、杏仁核、扣帶皮質 (cingulate cortex)、前額葉皮質。研究發現高糖飲食令人難以抗拒、欲罷不能的原因在於高糖飲食影響腦部獎賞迴路的方式與毒品對腦部的影響十分類似。毒品進入大腦會刺激神經細胞分泌大量多巴胺,產生愉快滿足的感覺,遠遠超過日常生活中人際關係與學習。

在這個惡性循環下人體獎賞系統便催促我們去尋找更多毒品。這個發現出乎科學家意料之外,長久以來人們對於糖會對大腦、行為產生什麼影響並不清楚,只知道高糖飲食會對人體生理產生影響,而糖對身體不健康的原因有許多種。正如在實驗豬身上看到的一樣,蔗糖水只要十二天就改變大腦獎賞系統,不難想像原本大腦的天然刺激物像學習、人際關係將會被現代生活中充斥的蔗糖、其他人工刺激物所取代。

人類天生有尋求多巴胺的衝動,如果可以找到更好、更多的選擇,不管理性感性上都難以抗拒。食物成癮的說法仍然充滿爭議與反對聲浪,然而高糖、高鹽、高脂食物對健康的危害卻是不容忽視,當我們對於高糖飲食如何改變大腦讓人難以抗拒的機制有更多瞭解,才更有機會找出解決方法減少對健康的危害。

 

參考資料

1、Michael Winterdahl, Ove Noer, Dariusz Orlowski et al , Sucrose intake lowers μ-opioid and dopamine D2/3 receptor availability in porcine brain, Scientific Reports, 2019.

2、濮家和。現代人的成癮行為與靈性健康。彰基醫療健康防治季刊。2019。

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