果糖和葡萄糖对人体代谢的影响：最新科学研究揭示健康摄入量
果糖和葡萄糖对人体代谢的影响：最新科学研究揭示健康摄入量
果糖和葡萄糖是生活中最常见的两种糖，虽然它们的化学式相同（C6H12O6），但果糖的甜度更大，常被用作甜味剂。然而，果糖与葡萄糖的代谢途径完全不同，过量摄入果糖可能会对人体健康造成严重影响。本文通过实验研究了不同剂量的果糖和葡萄糖对人体中心碳代谢途径和细胞间无线通信网络的影响，揭示了果糖摄入量与健康之间的关系。
实验设计
研究团队招募志愿者，给予不同剂量的果糖和葡萄糖（15、35、55 g/人），并测定其摄入后血清中中心碳代谢途径的代谢物水平变化、13 种主要酶活性的变化以及38 种细胞因子的浓度变化。通过制作代谢网络图和细胞因子网络图，研究葡萄糖和果糖对人体的不同生理作用。
实验结果
代谢酶的表达水平
当酶合成量发生变化时，往往会伴随不同代谢反应的产生。研究团队对代谢网络中涉及到的13 种酶进行表达量的测定，比较服用不同剂量的果糖、葡萄糖后代谢酶表达水平的变化。结果显示，与低剂量的葡萄糖相比，相同剂量果糖可以显著降低异柠檬酸脱氢酶（ICDH）的表达水平（P<0.01），增加丙酮酸脱氢酶复合物（PDHC）的活性（P<0.05）。
血清细胞因子浓度
采用液相芯片技术检测血清中 38 种细胞因子的浓度，并根据公式计算相同剂量 的果糖与葡萄糖相比的细胞因子浓度变化率。结果显示，与葡萄糖相比，服用低剂量（15 g/人）果糖后，有4种细胞因子和趋化因子的浓度变化率显著升高：IFN-γ（P<0.05）、MDC（P<0.01）、IP-10（P<0.05）和Eotaxin（P<0.05）。
细胞因子网络和中心碳代谢网络
研究团队构建了在低、中、高剂量情况下，果糖与葡萄糖差异的细胞通讯网络。结果显示，低剂量果糖与葡萄糖相比，以细胞间相互促进作用为主。同时，与空白组对比，低剂量葡萄糖后磷酸戊糖途径由36.07降为29.11，其核糖合成量减少，乳酸通量由27.93降为25.52，而同剂量果糖组磷酸戊糖途径由36.07降为27.68，核糖合成量减少，乳酸盐通量由27.93降为25.16；同时，相同剂量比较，低剂量的葡萄糖与果糖对比，磷酸戊糖途径通量、乳酸盐通量和酮体代谢均减少，胆固醇合成途径通量得到提升。
血清中38种细胞因子和13种酶与代谢途径相关的Pearson相关性分析
研究发现，嗜酸性粒细胞趋化因子（Eotaxin）分别与己糖激酶、3-磷酸甘油脱氢酶和丙酮酸脱氢酶呈正相关，皮尔逊相关系数（低剂量和高剂量均值）分别为：0.7765、0.7732、0.7420和0.7108（P＜0.05）。这表明果糖能显著促进机体内炎症趋化因子Eotaxin的表达，还能够激活3-磷酸甘油脱氢酶和丙酮酸脱氢酶的表达，而这两种酶的辅酶分别是NAD+，可以在分解代谢中接受电子生成NADH。
结论
代谢途径中的酶表达量会受到细胞因子或趋化因子的调控，说明了无线细胞通讯网络与“有向加权”代谢通量网络之间的相互关系，证明了食物对机体会产生调节属性的作用。本实验结果表明低剂量的果糖的食用可以降低分解代谢，增加合成代谢，这对人体是有益的，但随着果糖食用剂量的增加，分解代谢变化不明显的情况下，脂肪的合成代谢大幅增加，这无疑会导致肥胖，引起诸多代谢疾病。通过葡萄糖与果糖的对比，证明每日每人果糖摄入量在15 g以下则对人体有益，此实验也为食品加工及合理饮食提供新的分析模型。但本实验仍存在局限性，例如，实验对象仅为健康且年轻的男性志愿者，故实验结果不适应于各类人群。
本文原文来自《食品科学与人类福祉》