哈佛：肥胖和糖尿病風險竟與這個常見食品成分有關

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一項小規模隨機人體試驗和小鼠研究的綜合結果表明，食用丙酸鹽（一種廣泛用於預防黴菌的常見食品成分）會增加與糖尿病和肥胖相關的激素水準。

這項由哈佛T.H.Chan公共衛生學院的一個小組領導的研究發現，在小鼠體內，低劑量丙酸鹽的接觸激活了交感神經系統，觸發了禁食激素的產生，導致胰島素抵抗和高胰島素血症。

試驗表明，當長期暴露於一定的丙酸鹽劑量（相當於保存食物的劑量）下時，動物體重會逐漸增加，而對人體志願者的一項研究表明丙酸鹽可能擾亂代謝過程，並導致血胰島素過多。

研究人員表明，他們的發現對公共衛生有著重要影響，因為在FDA批準下，丙酸鹽的使用並沒有特別的限制。

「了解食物中的成分如何在分子和細胞水準上對身體新陳代謝的影響，可以幫助我們制定簡單而有效的措施，來解決肥胖和糖尿病的雙重流行病，」G_khan S.Hotamisligil說，他是詹姆士·史蒂文斯·西蒙斯遺傳學和代謝學教授，也是哈佛大學商學院的代謝研究薩布裡·勒克中心的主任。

Hotamisligil是該小組發表在《科學轉化醫學》上的一篇論文的資深作者，該論文的題目是「短鏈脂肪酸丙酸鹽增加了胰高血糖素和FABP4的產生，損害了小鼠和人身上的胰島素作用」。

「糖尿病困擾著全世界約4.15億人，預計到2040年糖尿病發病率將增加50%以上。」作者寫道。單就遺傳因素並不能對過去半個世紀肥胖和糖尿病的快速增長作出完美解釋，環境和飲食因素必須被考慮在內。飲食因素則包括了那些用於保存、加工和包裝食物的化學物質。

對此，特拉維夫大學Sackler醫學院醫學副教授、以色列Sheba醫學中心內分泌科主任、哈佛大學商學院研究員Amir Tirosh博士說道：「我們每天接觸數百種這類化學物質，大多數還沒有對其潛在的長期代謝影響進行詳細測試。」

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在這些化學物質中，丙酸鹽（丙酸）是一種天然短鏈脂肪酸（SCFA），被廣泛用作食品防腐劑，用以防止乳酪、烘焙食品、動物飼料和調味品中黴菌的生長。

研究人員指出，先前的研究表明，這種化合物可以刺激動物體內的葡萄糖生成，因此它也被用作奶牛和綿羊的能量來源，來增加奶中的葡萄糖含量。

先前一項針對人類的小規模研究也表明，在麵包中添加丙酸鹽與餐後胰島素水準高有關，「這表明這種化學物質可能會誘發餐後胰島素抵抗。」

在他們最新報告的研究中，研究小組證明，直接給小鼠服用丙酸鹽會導致與劑量有關的血糖升高、高血糖症和胰島素水準的升高。研究隨後發現，肝臟中與丙酸鹽相關的葡萄糖所增加的量是由胰島產生的空腹激素-胰高血糖素和脂肪組織分泌的FABP4產生的。

然而，丙酸鹽無法直接刺激分離的小鼠胰腺或胰島組織分泌胰高血糖素或FABP4。相反，丙酸鹽似乎激活了交感神經系統，觸發去甲腎上腺素的釋放，從而刺激了胰高血糖素和FABP4的分泌。

實驗證實，化學阻斷去甲腎上腺素釋放或抑製交感神經系統刺激也可以預防丙酸鹽誘導的高血糖症，並抑製丙酸鹽誘導的胰高血糖素和FABP4血漿濃度升高。

對小鼠的進一步研究表明，慢性、低劑量暴露於丙酸鹽當量（可能存在於以加工食品為基礎的人類飲食中）的動物的體重（即脂肪量）比起對照動物來說，有著顯著的增長。甚至在體重增長變得明顯之前，在飲用水中給予了丙酸鹽的動物表現出血糖升高、高胰高血糖素血症、FABP4血葯濃度升高和高胰島素血症的癥狀。

有趣的是，在長期暴露於丙酸鹽的小鼠中，基因刪除Fabp4足以阻止它們體重增加，並防止出現抗胰島素性。作者寫道：「這些結果表明，慢性丙酸鹽治療的效果至少部分是由FABP4介導的。」「在這項研究中，我們發現暴露於SCFA丙酸鹽——一種食品防腐劑，會引起小鼠餐後交感神經系統的快速激活，同時空腹激素、胰高血糖素和FABP4的增加。」

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為了測試丙酸鹽對人體的影響，研究小組設計了一個小規模的隨機試驗，有14名健康志願者參與。志願者被分為兩組，一組食用一頓含有與加工食品中所含丙酸鹽量大致相同的食物，另一組食用相同的食物，但不含丙酸鹽。一周後，重複這組測試，但組別互換。

結果表明，食用含丙酸鹽的食物後不久，個體的腎上腺素、胰高血糖素和FABP4顯著增加。研究結果表明：丙酸鹽可能是一種「代謝紊亂劑」，會增加人類患糖尿病和肥胖症的風險。

「與我們對小鼠的觀察相似，與食用安慰劑補充餐的志願者相比，那些食用含丙酸鹽的食物的志願者血漿內甲腎上腺素、餐後胰高血糖素和FABP4水準顯著增加……丙酸鹽引起的餐後胰島素反調節反應的增加導致餐後胰島素敏感性顯著下降，血清胰島素和C肽的代償性增加。」

這些結果證明了口服低劑量丙酸足以釋放去甲腎上腺素、空腹激素胰高血糖素和FABP4的結論。

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研究人員還分析了飲食乾預隨機對照試驗（DIRECT）的數據，以研究減肥乾預對循環丙酸鹽水準和代謝的任何影響。DIRECT是一項為期兩年的研究，旨在研究肥胖個體或不同減肥飲食的影響，包括低脂肪、限制熱量的地中海飲食和低碳水化合物、無限制熱量飲食。

對研究數據的檢查表明，使用抗胰島素性穩態模型評估（HOMA-IR）指數所進行測量，在基線時，血漿丙酸鹽水準與抗胰島素性直接相關。在經過6個月的飲食乾預、體重調整後，丙酸鹽水準較基線下降越大，抗胰島素性的改善越好。

因此，在人類肥胖受試者中，循環丙酸鹽與抗胰島素性直接相關，而在飲食乾預期間，不管飲食乾預或初始體重如何，丙酸鹽的減少都與HOMA-IR指數的改善有關。

作者們說，鑒於丙酸鹽在加工食品中的廣泛添加，以及「慢性高胰島素血症可導致肥胖和代謝異常的有力證據」，他們的研究結果特別令人關注。他們建議，應在接觸不同劑量丙酸鹽時間較長的較大人群中開展研究，以更好地了解這種化合物的代謝效應。合適的話，應尋求丙酸鹽的潛在替代品。

「我們的研究結果可能會對目前的食品保存產生影響。」他們總結道，「鑒於食品和藥物管理局已宣布丙酸鹽被普遍認為是安全的，沒有已知的副作用，且目前除了良好的生產規範要求外，丙酸鹽的使用沒有任何限制……正如我們對小鼠進行的慢性丙酸鹽治療中所顯示的那樣，長期反覆接觸丙酸鹽中可能會對公共衛生造成重要影響，我們應激發人們對研究與人類食物成分（如丙酸鹽）相關的潛在作用和潛在機制的興趣。」

參考資料：

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