健康與科學

人工甘味劑害你更胖了!

人工甘味劑可能會改變腸道微生物相,因而造成肥胖。

撰文/雪爾(Ellen Ruppel Shell)
翻譯/黃榮棋

健康與科學

人工甘味劑害你更胖了!

人工甘味劑可能會改變腸道微生物相,因而造成肥胖。

撰文/雪爾(Ellen Ruppel Shell)
翻譯/黃榮棋

大多數愛吃又怕胖的人,對人工甘味劑(代糖)有著愛恨糾葛的情結,這些神奇的分子,讓人能夠享受美味而不必擔心卡路里。吃入肚子裡的人工甘味劑,大多都是阿斯巴甜、蔗糖素以及糖精。這些人工甘味劑為各式各樣的食物及生活用品增添味道,從健怡可樂到牙膏都有。但也有令人擔憂之處,很多人懷疑人工甘味劑會危害健康,雖然這方面的科學證據還不是很清楚。

2014年以色列的科學團隊發現了有力的證據,食用人工甘味劑的小鼠,會導致肥胖並罹患肥胖相關的代謝疾病,例如糖尿病。這雖然不是探討人工甘味劑與肥胖的第一個動物研究,卻是找出可能原因的第一個研究:人工甘味劑似乎會影響並改變腸道微生物相。

不管是人或小鼠,消化食物並從食物取得能量的能力,不只受基因的影響,還受腸道數以兆計的微生物影響,這些微生物統稱為腸道微生物群系(microbiome)。以色列的研究指出,人工甘味劑會增加腸道中比較能夠把食物轉換成能量再把能量轉變成脂肪的菌種。美國加州大學舊金山分校研究細菌與代謝的學者騰堡(Peter Turnbaugh)說,人工甘味劑會促進這類腸道細菌的生長,產生更多卡路里,然後囤積在臀部、大腿與腹部。

在以色列的實驗中,10天大的小鼠每日餵食阿斯巴甜、蔗糖素或糖精,另一批小鼠則餵食摻了一、兩種天然糖(葡萄糖或蔗糖)的水。11個星期後,餵食糖水的小鼠沒有出現異常,而餵食人工甘味劑的小鼠則血糖過高,這代表小鼠無法有效吸收血液中的葡萄糖。若不加以控制,這種「葡萄糖耐受不良」會造成許多健康問題,包括糖尿病以及增加罹患肝臟與心臟疾病的風險。但這是可逆的:小鼠若以廣效抗生素治療,在殺死所有腸道細菌後,不僅微生物群系會回復原狀,血糖濃度也能受到控制。

以色列魏茲曼科學學院計算生物學家西格爾(Eran Segal)是主持這項研究的兩位科學家之一,他說:「這些細菌有辦法利用人工甘味劑。」研究人員也發現,因為人工甘味劑而壯大的微生物族群,與其他研究發現的先天肥胖小鼠腸道裡特別旺盛的微生物族群是相同的。

美國聖路易華盛頓大學的醫師高登(Jeffery Gordon)指出,細菌與肥胖的關係並非偶然。他說,90%以上的腸道細菌主要來自擬桿菌門與厚壁菌門這兩類細菌。高登的研究團隊幾年前發現,與正常小鼠相比,先天肥胖小鼠(這些小鼠無法製造抑制食慾的瘦身素)少了一半的擬桿菌門細菌,但多了一半的厚壁菌門細菌。當他們把肥胖小鼠的厚壁菌門細菌移植到正常體重的小鼠後,這些正常小鼠也變胖了。高登說,造成這種反應的原因有兩個:第一是從胖鼠移植的厚壁菌門細菌會製造更多酵素,幫助小鼠從食物中取得更多能量,第二是這些細菌也會操弄正常小鼠的基因,讓牠們囤積更多脂肪,而非分解脂肪來提供能量。

糖尿病的元凶

高登相信同樣的情形也會出現在肥胖的人身上。他發現,肥胖的人在透過低脂或低糖飲食而成功減重之後,其腸道擬桿菌門細菌對厚壁菌門細菌的比率也會增加。史丹佛大學微生物學家瑞爾曼(David Relman)說,這項發現意味著人體的腸道細菌,不僅可能會影響卡路里吸收與能量囤積的能力,也會影響瘦身素等改變飲食行為的激素平衡,使人在某些狀況下吃得過多。

最要緊的問題,當然是人工甘味劑是否真的會致病或變胖。西格爾認為,至少在某些狀況下這是很有可能的事情。他與團隊分析了381位男女的數據後發現,食用人工甘味劑的人比較容易過重,而且也比較可能出現葡萄糖耐受不良的情形。事實上,肥胖是廣為人知的高風險致病因子,會促進葡萄糖耐受不良的發生以及糖尿病。

但這些現象並沒有證明人工甘味劑就是造成這些問題的元凶,的確,過重的人很有可能就是比較喜歡食用人工甘味劑。但西格爾團隊進一步在一小群平常不食用人工甘味劑、纖瘦且健康的受試者身上檢驗其相關性。結果發現,在連續五天食用美國食品及藥物管理局(FDA)建議的蔗糖素上限劑量後,七人當中有四人的腸道微生物產生很大變化,而且也出現對葡萄糖反應下降的現象。而其餘三位葡萄糖耐受正常的受試者,其腸道微生物沒有改變。研究人員說,雖然不是每個人都會受到人工甘味劑的影響,但這項發現值得進一步研究。以色列研究團隊在論文中下了這樣的結論:人工甘味劑可能直接促進它原本想要對抗的肥胖疫情。也就是說,人工甘味劑也許讓某些人體重變得更重、更容易生病。

難以估計的影響

研究腸道細菌與疾病關係的美國紐約大學腸胃科醫師卓(Ilseung Cho,音譯)說,人工甘味劑、微生物與肥胖的因果關係,可以解釋某些令人困惑的問題。他的研究發現,想要減重而從天然糖改用低卡人工甘味劑的人,減重速率不如預期。他說,雖然難以確定原因,「但多年來我們一直懷疑,腸道細菌也許在肥胖扮演了某種角色。無論你每天吃了什麼,都對腸道細菌族群有難以估計的巨大影響。我們知道的是,我們看不到這些沒有營養價值的人工甘味劑應有的減重效應,也許腸道細菌的改變正是原因所在,尤其是那些會影響激素平衡的改變。激素就像一個反應放大器,如果腸道微生物的改變會影響控制飲食的激素,這就可以解釋很多問題了。」

芝加哥大學病理學家、也是腸道細菌與食物過敏專家納格勒(Cathryn Nagler)說,人類的基因與小鼠差異很大,令人懷疑可否把小鼠的研究結果應用到人體身上?但當她提到以色列的人工甘味劑研究時說:「不過,我覺得這些證據很有說服力。」瑞爾曼也認同,齧齒動物的研究結果不一定都能反應人體狀況。他說:「動物研究可以指出普遍現象,但人類情況則不同,個人的生活習慣和基因差異可能會是非常強大的因素。」人體微生物群系反應的是這個人的過往歷史,受遺傳、也受環境影響。

瑞爾曼說:「微生物群系只是複雜拼圖中的一塊,有時遺傳的影響力強過一切,足以讓微生物群系回復原狀。」舉例來說,雖然基因只是其中一項因素,但基因差異也許可以解釋,為什麼七位食用蔗糖素的受試者當中,只有四位的腸道細菌出現改變。因此,如果某人體質原本就比較容易變胖,而且飲食習慣也不良,那麼這個人的腸道微生物群系就可能改變成善用此飲食習慣的微生物群系,放大了效應。

以色列研究人員也同意人工甘味劑會造成代謝疾病的結論還言之過早,但他們與其他研究人員相信,至少蔗糖素會明顯影響人體腸道微生物的平衡。騰堡說:「這些證據很有說服力。」西格爾也說:「其中必有原因。」可以確定的是他對此不敢掉以輕心,他說,每天早晨他喝咖啡所加的糖,已經從人工甘味劑換成天然糖了!