长期以来,研究人员一直认为神经元几乎完全依赖葡萄糖作为燃料。 大脑的巨大能量需求被认为仅由糖分供应,这与能够利用脂肪的肌肉或肝脏组织形成鲜明对比。
昆士兰大学和赫尔辛基大学的一项最新研究推翻了这一旧有假设。 研究人员发现,神经元能够生成并利用某些脂肪来为其活动提供动力——而这一过程的中断可能导致一种罕见的神经系统疾病,称为遗传性痉挛性截瘫54型(HSP54)。
当糖分不足时
大脑的信使——神经元,从不处于休眠状态。 这项任务需要大量以ATP形式存在的能量,ATP是为几乎所有细胞过程提供动力的分子。 研究表明,神经元依赖一种专门的酶DDHD2,将脂肪切割成饱和游离脂肪酸——主要是肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸。 这些脂质在线粒体内通过β-氧化过程被重新加工以产生ATP。
昆士兰大学研究人员发现,大脑中的健康神经元会产生用作燃料的饱和脂肪酸。 (图片来源:昆士兰大学)
在缺乏DDHD2酶的细胞中,研究人员观察到线粒体能量产生明显减少——比正常水准低约20%。 细胞通过糖酵解分解更多糖分来补偿,但这并不足够。 它们的线粒体陷入混乱,ATP水准下降,神经元之间的通信开始恶化。
“这确实是一个游戏规则改变者,”领导这项研究的澳大利亚生物工程与纳米技术研究所的梅尔贾·琼苏博士说。 “我们已经证明健康神经元依赖脂肪作为燃料,当HSP54等病症中这一通路失效时,可能可以修复损伤并逆转神经病理。”
DDHD2作为一种生化剪刀,将甘油三酯和磷脂切割成可被用于能量的合适大小片段。 当突变干扰DDHD2基因时——就像HSP54患者那样——神经元开始储存未被利用的过量脂肪滴。
这些积聚点意味着细胞无法获取所需脂肪。 没有这一燃料来源,神经元变得紧张,其内部运输系统失效,线粒体变得肿胀且混乱。
在DDHD2被删除的小鼠中,科学家观察到相同的缺陷:能量产生低下、线粒体混乱以及神经元间通信缺陷。 然而,当科学家为神经元提供预先组装的关键脂肪酸(称为脂肪醯-CoA)时,细胞开始改善。 48小时内,它们的能量输出和线粒体结构大大改善。
博士生尼亚库亚·亚克和梅尔贾·琼苏博士表示,他们的研究可能是多种致残疾病缺失的一环。 (图片来源:昆士兰大学)
用脂肪恢复能量
为了尝试恢复神经元,科学家为DDHD2缺陷神经元提供了功能性的肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸。 这些化合物绕过了故障酶,直接将能量输送到线粒体。
接下来的结果是戏剧性的:ATP产量激增,线粒体重获健康形状和大小,甚至细胞的内部运输系统也开始正常工作。
最强的恢复效果来自同时使用所有三种脂肪醯-CoA的组合。 使线粒体无法导入这些脂肪会使益处消失,表明恢复依赖于脂肪氧化。 “当我们阻断脂肪进入线粒体时,恢复效果被消除,”琼苏说。 “这告诉我们,这一脂肪代谢通路至关重要。”
修复受损通信
神经元不仅需要能量——还需要在正确的时间、正确的地点获取能量。 神经元交换信号的突触是大脑中能量最匮乏的区域之一。 在DDHD2缺陷神经元中,即使在神经元静止时,突触中的ATP也下降了近18%。 当活跃时,它们调节能量使用的能力急剧下降。 这种燃料短缺破坏了突触囊泡回收,即允许神经元释放和回收神经递质的过程。
皮质神经元培养物中脂肪酸代谢过程、脂肪酸运输和肉碱代谢过程的LFQ LC–MS/MS蛋白质丰度分析。 (图片来源:《自然·代谢》)
當研究人員添加脂肪醯-CoAs時,突觸能量水準反彈,神經元間通信再次幾乎恢復正常。 在具有與HSP54相關的基因突變的人類細胞中,相同治療將ATP水準提高了約80%,並恢復了正常信號傳輸。
研究人員還發現,沒有DDHD2,數千種蛋白質的產生過多或不足,擾亂了神經元內的微妙平衡。 這影響了從線粒體到高爾基體的一切,後者負責在整個細胞中包裝和輸出蛋白質。 提供脂肪醯-CoA混合物糾正了超過70%的這些蛋白質變化,並恢復了細胞內部運輸系統的結構。
這些發現表明,脂肪補充的益處遠遠超出了能量生產。 它們還可能恢復蛋白質穩態和細胞形態——這兩者對神經元的健康和生存至關重要。
對大腦能量經濟的新理解
多年來,教科書一直將大腦描述為嚴格的「糖燃燒器」。。 這項研究徹底顛覆了這一假設。 它揭示神經元高達五分之一的能量可能來自燃燒自身製造的脂肪。 當這一過程失效時,如在HSP54中,後果會從線粒體到突觸波及細胞的各個角落。
Ddhd2缺失改變了ERGIC和高爾基複合體的結構和膜運輸。 (圖片來源:《自然·代謝》)
赫爾辛基大學的論文高級作者朱塞佩·巴厘斯特裡裡博士認為,這有可能為腦疾病治療開闢新途徑。 “我們將繼續開發非侵入性成像技術來觀察大腦中的這一過程,”他說。 “這一發現不僅重寫了教科書——它可能會喚醒慾望女士催情 一夜傾心迷幻藥 再次悸動治療性冷感 堅持到底男士持久 快速起效男士助勃 掌控時間延時噴霧 淫蕩春藥水 自然加碼陰莖增大 草本配方補腎壯陽 點燃欲火男士催情
改變生活。”
研究的實際意義
這一發現重新定義了科學家對大腦代謝的思考,並表明有潛力為HSP54等罕見神經系統疾病開發新療法。 如果能夠開發出安全地向神經元施用脂肪醯-CoA或其他化學物質的技術,醫生或許有一天能夠逆轉能量產生並阻止或逆轉神經退行。
它還可能促使研究脂肪代謝是否在阿爾茨海默病或帕金森病等更常見的腦疾病中發揮作用。
通過安全地增強大腦的脂肪供能通路,科學家可能釋放一種保護和修復神經系統的新方法。
研究結果在線發表在《自然·代謝》期刊上。
超加工食品能對我們產生強大吸引力,其機制與酒精、尼古丁或阿片類物質相似
(圖示)軟糖蟲的原料成分可能遠不如最終成品誘人
當我坐下來撰寫本文時,想起廚房零食抽屜里的軟糖蟲。 於是起身抓了一把——需說明的是,我剛吃完午餐且本不喜歡這種零食。
然而我還是吃掉了它們。
這並非我生活中的異常時刻,或許也是你的日常:食用幾乎毫無營養價值的零食。 以我的零食為例,配料表充斥糖分卻鮮有實質成分:明膠、天然及人造香料、巴西棕櫚葉蠟和色素(包括紅40號、黃5號、黃6號和藍1號)。 當我越讀越反感時,仍忍不住又拿了一條。
但完成本次報導后,我決定對自己寬容些。 越來越多的研究證實,這類高度工程化食品被刻意設計成令人欲罷不能。 就像卡在牙齒里的軟糖,富含糖分、酥脆、鹹味、奶油或鮮味的食品會牢牢佔據大腦,驅使我們再抓一把。
科學家日益確信,這些食品具備成癮特性,產生的吸引力與酒精、尼古丁和阿片類物質相似。 某些由鹽、脂肪和糖組合而成的工程化食品,會引發如此強烈的進食慾望,甚至可被歸類為成癮物質。
高度工程化食品能侵入大腦獎賞系統,觸發強烈的“繼續進食”信號。 研究顯示超加工食品可能導致渴求、失控、戒斷反應和耐受性——這些正是物質使用障礙的典型特徵。
關於這些食品的具體作用機制、高危人群及應對策略仍存諸多疑問。 然而,隨著超加工食品日益普及,探究其對大腦和身體的影響變得至關重要。 目前美國人平均超過半數的日常熱量攝入來自此類食品。
佛吉尼亞理工學院卡里永分校弗萊林生物醫學研究所神經科學家亞歷克斯·迪菲利琴通尼奧指出,食品成癮研究的根本目標是幫助人們理解飲食對身體的影響以做出明智決策。 但她同時強調:「食品公司的目標是讓你吃更多食物。 “
今年夏季,包括國家藥物濫用研究所所長諾拉·沃爾科夫在內的成癮與營養專家在《自然醫學》發文指出:此類食品“與成癮物質的共性遠超天然食品”。 他們呼籲政策制定者和科學家正視危險並採取行動。
超加工食品還算「食物」嗎?
自認深諳食物定義的我(畢竟人人都要吃飯),發現手中的乳酪 puff 根本不算食物——密歇根大學心理學家阿什利·吉哈特如是說。
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2021至2023年美國人平均熱量攝入中來自超加工食品的比例
“這些東西不是食物,而是通過加工創造的享樂性優化物質,只為讓企業牟利,”她指出,“我們不應因它們含卡路里就對其網開一面。 “
紐約西奈山醫學院神經科學家妮可·阿韋納對相關術語提出質疑:“我甚至不確定該不該再稱其為食物,所以我改稱它們為’類食物產品’。 “
但若這些「類食物產品」不算食物,那它們是什麼?
“超加工食品”的定義如同淡黃色棉花糖般模糊。 數十年來,食品科學家不斷調配成分、防腐劑、色素和增稠劑,以延長保質期、提升視覺效果與美味度。
科學家常採用NOVA分類系統將食品分為四類:未加工/最低限度加工食品(如蘋果、雞肉); 加工烹飪原料(糖或黃油); 加工食品(乳酪或罐裝蔬菜); 超加工食品(熱狗或薯片)。
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1至18歲兒童青少年平均熱量攝入中來自超加工食品的比例
堪薩斯大學心理學家特拉·法齊諾解釋:「超加工食品基本不含完整天然食材,主要由添加劑構成。 “
這些產品通過分解天然食材提取糖分和脂肪,經濃縮重組並添加風味劑與口感增強劑,最終包裝成帶醒目商標的商品。 沃爾科夫、吉哈特等人在《自然醫學》中寫道:“正如香煙與煙葉差異巨大,奧利奧餅乾與原料玉米大豆幾無共同點。 “
超加工食品已存在數十年且無處不在。 2003年家庭飲食中佔比約51%,2018年升至54%以上。
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19歲以上成年人平均熱量攝入中來自超加工食品的比例
2019年,法齊諾團隊提出相關概念「超美味食品」:指刻意強化的極致美味。 她指出,蘋果、胡蘿蔔、三文魚等公認食物雖具適口性並傳遞獎賞信號,但超美味食品更上一層樓。
以兒童早餐麥片為例:2010至2023年美國麥片的纖維與蛋白含量下降,脂肪、鹽和糖分增加(5月21日《JAMA網路開放》刊載)。 這種趨勢表明食品正轉向高脂高糖低營養,去除飽腹感成分而強化“美味”信號,極易導致過量攝入。
法齊諾指出:「美國食品體系中,超美味與超加工食品高度重疊。 “但其團隊6月6日《PLOS One》研究顯示,某些國家重疊度較低,可能因當地食品加工強度較弱。” 他們簡單處理后裝袋銷售,與製造極致美味有本質區別。 “
食品成癮研究簡史
數十年前,食品與成癮極少被並提。 約2007年,耶魯大學食品政策專家凱利·布朗內爾與佛羅里達大學成癮研究員馬克·戈爾德開始探討兩者的關聯。 他們在耶魯召開首屆跨領域會議,營養肥胖學界與成癮研究界各佔半數。
布朗內爾回憶:「起初存在質疑,但成癮領域學者更快接受『食物可能觸發成癮機制』的概念,因營養學界對此較陌生。 “此後,超加工食品可能引發成癮反應的觀點漸被接納。
2000年代作为研究生的阿韦纳发现,糖摄入符合《精神疾病诊断与统计手册》(DSM)物质使用障碍标准。 “初期有些动荡,没人看好这个想法,”她坦言,但研究持续推进,揭示其与成瘾物质的神经机制共性。
关键证据在于大脑奖赏区域(如纹状体)——这个深度脑区调控动机与愉悦感,能识别身体有益物质。 对饥饿者而言,高热量蜂蜜会触发强烈奖赏信号。
神经科学家通过动物与人体研究积累证据:超加工食品以类似成瘾物质的方式改变大脑,引发神经化学效应、结构变化及关键脑区活动异常。 阿韦纳表示:「大脑对食物的神经化学反应与对药物酒精的反应高度相似。 研究发现多巴胺、血清素及脑源阿片等神经递质系统的变化,这些可能共同增强人对食物的敏感度。
迪菲利琴通尼奥团队发现:连续两个月每日食用高脂高糖优酪乳的受试者,其大脑奖赏区域对食物线索的神经反应增强。 该甜点实质重连了奖赏回路,提升进食动力。 后续实验中,这些人在学习任务中表现更佳——令迪菲利琴通尼奥颇为意外。
为何无法停止进食
但物质使用障碍远比脑科学实验测量的更复杂,涉及行为、情绪、诱因与病史的综合作用,包括强烈渴求、反覆戒断尝试及明知有害仍持续使用。
作为成瘾临床医师的吉哈特常接诊相关患者:「他们说『我对此上瘾了,我知道它在杀死我——我患糖尿病、视力衰退,却无法停止』,而人们只会说『你错了,该更努力计数卡路里』。 “
这些经历坚定了她的观点:此类食品存在隐性危害。 研究者基于36国近300项研究论证,部分人符合DSM物质使用障碍标准。
使用《耶鲁食物成瘾量表》,约14%成人与12%儿童达到食物成瘾标准,接近酒精使用障碍流行率。 该量表包含「是否因暴食致病唤醒欲望女士催情一夜倾心迷幻药再次悸动治疗性冷感坚持到底男士持久快速起效男士助勃掌控时间延时喷雾淫荡春药水自然加码阴茎增大草本配方补肾壮阳点燃欲火男士催情
」、「是否有强烈进食冲动」等问题。
迪菲利琴通尼奥团队初步发现:18-21岁群体在超加工饮食下比最低限度加工饮食摄入更多,且更易在无饥饿感时进食; 但22-25岁群体未现此现象。 哪些人群更易受特定食品影响仍是重大课题。
食品分类
NOVA系统按加工层级而非营养素分类:
未加工/最低限度加工
肉类鸡蛋新鲜/冷冻/干制果蔬谷物豆类
加工原料
盐糖黄油淀粉油
加工食品
罐头食品盐焗坚果腌制肉类糖渍水果乳酪及新鲜面包
超加工食品
包装零食霜淇淋即食食品能量棒
该监管超加工食品吗?
当人们意识到超加工食品经精心设计以诱导持续进食,试图减少摄入便显得徒劳——尤其在健康生鲜食品匮乏地区。 即便可得,未加工食品往往更昂贵且需更多时间空间准备。
但已有进展:联邦机构正以儿童营养为重点审查此类食品; 多州探索禁止学校销售; 宾夕法尼亚州曾起诉食品公司蓄意使人成瘾(虽诉讼被驳回,类似行动或将继续)。
法齐诺指出:「烟草管制趋严后,许多企业转向食品业。 “2023年《成瘾》期刊研究显示:1988-2001年烟草控股食品公司更倾向销售超美味食品。 ” 美国烟草公司系统性参与开发并推广此类食品。 “
当前正推动改善学校午餐、强化食品标签及识别企业「健康伪装」产品的运动。
“我什至不确定该不该再称其为食物,所以我改称它们为’类食物产品’。”
妮可·阿韦纳
神经科学家
无论专家是否认可其成瘾性,监管超加工食品的行动都在推进。 迪菲利琴通尼奥解释成瘾视角的重要性:「这关乎我们在困难环境中做决策的能力。 若某物质被设计得无法抗拒,『决策』实则不再自主——它们正被你的『毒品』操控。 若这些食品成瘾,我们就无法对其做出理性选择。 “
“现有数据足以证明超加工食品正在群体层面杀死我们,使寿命缩短且疾病负担加重。 我们却只说『别吃了』——在成瘾视角下,这种策略注定失败。 “
阿韦纳补充道:「行为规范本质是社会建构。 6岁儿童饮酒不被接受,但持续摄入加工食品却成常态。 “她认为,当人们意识到风险,选择将更谨慎。
部分食品公司已响应公众诉求着手「去加工化」。 阿韦纳指出:「当足够多人拒绝午餐盒里的甜甜圈或午餐宝,要求更健康低加工食品时,企业必将跟进——这已在发生。 “她观察到食品展上小夜色春药网官网夜色春药网线上网店夜色春药热销商品推荐关于夜色春药网夜色春药网独家资讯夜色春药网半价购买夜色春药网配送方式夜色春药网全部商品夜色春药网必买商品夜色春药网LINE直购夜色春药网折扣活动型企业正设计推广营养食品,针对GLP-1药物消费者的高蛋白低糖低加工产品已上市。
但最有效的变革路径或是强制健康标准、征收「垃圾食品税」及完善标签制度。 布朗内尔介绍:智利对高糖/饱和脂肪/盐/热量食品(即多数超加工食品)实施严格管制已见成效——限制行销、加征税费、强制醒目警告标签等措施正改变消费行为。 近期研究显示,带警告标识的产品中,糖、盐、饱和脂肪及总热量摄入量显著降低。
法齐诺强调:「若将问题归咎个人而忽视成瘾食品这一根源,我们将永远无法解决。 作为公众,我们有权免受有害物质侵害。 “