摘要

添加糖的攝入量，如高果糖玉米糖漿和蔗糖，在過去的一百年中顯著增加，並與肥胖、代謝綜合征和2型糖尿病的流行密切相關。我們最近報道了葡萄糖和果糖誘導產生的甘油醛(GA)導致了GA衍生的晚期糖基化終產物(GA- ages)，這可能被用作預測生活方式相關疾病的生物標誌物。因此，我們分別評估了日本885種和298種常用飲料的總糖和葡萄糖濃度。我們的研究結果顯示，在一些碳酸飲料、加糖水果飲料、牛奶飲料、水果混合果汁、牛奶、可可、紅茶、果汁和其他飲料中，總糖濃度明顯更高。一些碳酸飲料、加糖果汁、混合果汁和果汁中的總葡萄糖濃度也更高。根據標準飲用量，約40%的飲料每瓶含糖量超過25克。這是美國心髒協會和世界衛生組織為預防婦女和成人/兒童的健康問題而製定的指南中建議的每日糖攝入量上限。這項研究提供了關於常見飲料中糖含量的潛在有用數據。

關鍵字

高果糖玉米糖漿;含糖飲料(單邊帶);高級糖基化終產物(AGEs);甘油醛(GA);有毒的年齡(為主);代謝綜合症(大都會);與生活方式有關的疾病

縮寫

AGEs:高級糖基化終產物;美國心髒協會;(CML: Nε)-羧甲基賴氨酸;CRF:慢性腎功能衰竭;心血管疾病:心血管疾病;GA:甘油醛;GA-AGEs: GA-derived年齡;GAPDH: G-3-P脫氫酶;葡果糖玉米糖漿;Glu-AGEs:單糖進行年齡; G-3-P: GA-3-phosphate; HbA1c: Hemoglobin A1c; HFCS: HighFructose Corn Syrup; HMG-CoA: 3-Hydroxy-3methylglutaryl-CoA; HOMA-IR: Homeostatic Model Assessment of Insulin Resistance; IR: Insulin Resistance; JAS: Japanese Agricultural Standard; MetS: Metabolic Syndrome; NAFLD: Nonalcoholic Fatty Liver Disease; NASH: Nonalcoholic Steatohepatitis; RAGE: Receptor for AGEs; SSB: Sugar-Sweetened Beverages; TAGE: Toxic AGEs; T2D: Type 2 Diabetes; WHO: World Health Organization

簡介

高果糖玉米糖漿(HFCS)和蔗糖這兩種單糖的組合，被用於許多含糖飲料(SSB)和商業產品中，在世界範圍內被廣泛消費。越來越多的流行病學和機製證據表明，過量攝入糖對人類健康的影響不僅僅是熱量[1]的簡單增加。糖與代謝綜合征(MetS)相關的所有疾病的發展都有關聯[2,3]，包括高血壓、心血管疾病(CVD)、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)/非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、2型糖尿病(T2D)和衰老過程，衰老過程是由糖的非酶結合(所謂糖基化)導致的蛋白質損傷所促進的[4-8]。晚期糖基化終產物(AGEs)有兩種主要來源，即外源性和內源性AGEs[4-7]。AGEs是由蛋白質賴氨酸殘基的末端α-氨基或ε-氨基與葡萄糖、果糖和甘油醛(GA)等還原糖的醛基或酮基之間的美拉德反應(Maillard reaction)形成的[4-7]。我們最近證實，合成AGEs(有毒AGEs, TAGE)和AGEs受體(RAGE)之間的相互作用改變了細胞內信號、基因表達和促炎分子的釋放，並在許多類型的細胞中引發氧化應激，所有這些都可能有助於在生活方式相關疾病中觀察到的病理改變，如T2D、糖尿病血管並發症、高血壓、阿爾茨海默病、CVD、NAFLD/NASH、以及腫瘤的生長和轉移[8-13]。

兩種不同的途徑負責在活的有機體內GA是TAGE的前體:i)糖酵解途徑(糖酵解)和ii)果糖代謝途徑(果糖分解)[10- 14]。在途徑i中，酶ga -3-磷酸(G-3-P)脫氫酶(GAPDH)通常分解糖酵解中間產物G-3-P。然而，GAPDH活性的降低導致G-3-P在細胞內的積累。因此，G-3-P開始通過替代途徑代謝，導致GA濃度升高，從而促進TAGE的合成。因此，正反饋機製在起作用;即GA抑製GAPDH活性促進了TAGE的合成。在途徑ii)中，在高血糖條件下，細胞內葡萄糖濃度的增加會刺激非胰島素依賴性組織(如神經組織、腎髒、晶狀體、紅細胞和大腦)通過多元醇途徑產生果糖[15,16]。果糖是高果糖玉米糖漿和蔗糖的組成部分，因此，果糖通常包含在人類的飲食中[17,18]。果糖激酶將果糖磷酸化成果糖-1-磷酸，然後通過醛縮酶B將果糖-1-磷酸分解成GA和二羥基丙酮磷酸[19,20]。合成的GA被運輸(或被動泄漏)穿過細胞膜。 GA induces the synthesis of TAGE in the intracellular and extracellular compartments.

我們最近指出，血清中TAGE水平，而不是血紅蛋白aba1c (HbA1c)、葡萄糖衍生AGEs (glug -AGEs)或Nε-(羧甲基)賴氨酸(CML)，一種食物中發現的代表性AGE化合物，可能被用作預測生活方式相關疾病進展的生物標誌物[21-25]。我們還報告了正常大鼠服用富含葡萄糖age的飲料[26]後，肝髒RAGE的表達增加，TAGE的生產/積累增加。這些發現表明，通常包含在飲料和食物[27]的glug - ages被口服到體內，促進了TAGE的生產/積累，導致age - rage相互作用。因此，本研究的目的是評估日本常見飲料中總糖和葡萄糖的濃度，總糖和葡萄糖在肝髒中作為TAGE的前體代謝為GA。

方法

總糖含量的測定

在日本，人們經常飲用的飲料都是從金澤市的自動售貨機、便利店或超市購買的。我們根據日本農業標準(JAS)對飲料進行分類。使用數字折光儀(ATAGO Palette PR-201 α)分析了885種不同市售飲料中的總糖含量。每種飲料的含糖量以每個樣品至少三次測量的平均值為基礎，並以含糖量(g)表示。這些飲料用蒸餾水稀釋或稀釋2- 10倍(在控製稀釋後)。總糖的含量是根據飲料的標準食用量(65 mL-500 mL/瓶)計算的。

葡萄糖含量測定

在用蒸餾水稀釋或稀釋2- 10倍(稀釋控製後)後，用葡萄糖C ii -測試試劑盒Wako (Wako純化學工業，日本大阪)分析了298種不同的市售飲料中的葡萄糖含量。每種飲料中的葡萄糖含量以每個樣品至少三次測量值的平均值為基礎，以葡萄糖含量(g)表示。總葡萄糖含量根據飲料的標準食用尺寸(65 mL-500 mL/瓶)計算。

結果

普通飲料的總糖含量

每種飲料的平均總糖含量如(圖1)所示。每種飲料中含≥50;25 - 49.9;(表1)顯示了12.5-24.9和<12.5 g/瓶的總糖。約40%的被檢測飲料的總糖含量≥25 g/瓶。這些結果表明，需要避免過度飲用飲料，特別是碳酸飲料、加糖水果飲料、牛奶飲料、水果混合果汁、牛奶、可可、紅茶、果汁和其他飲料，因為它們含有大量的糖。另一方麵，烏龍茶和茶的含糖量很低。此外，碳酸飲料中使用人工甜味劑(如阿斯巴甜、安賽蜜鉀和三氯蔗糖)的產品含糖量也很低。

普通飲料中的葡萄糖含量

每種飲料的平均總葡萄糖含量如圖2所示。每類飲料中含≥20的數量;10 - 19.9;5 - 9.9;和<5 g/瓶總葡萄糖如表2所示。在檢測的飲料中，約32%的飲料中葡萄糖含量≥10克/瓶。這些結果表明，需要避免過度飲用飲料，特別是碳酸飲料、加糖水果飲料、水果混合果汁和果汁，因為它們含有大量的葡萄糖。另一方麵，黑咖啡、咖啡、可可、健康飲料和豆漿的葡萄糖含量較低。此外，在碳酸飲料中使用人工甜味劑的產品葡萄糖含量很低。茶和烏龍茶不含任何葡萄糖(數據未顯示)。

普通飲料中果糖和蔗糖含量的計算

表3和表4顯示了在日本，在總糖超過50克/瓶的飲料中，一種典型的飲料中總糖和遊離葡萄糖的含量以及計算出的果糖/蔗糖。總糖和遊離葡萄糖含量最高的是商品名稱如表3所示的碳酸飲料，其次是商品名稱如表4所示的含糖水果飲料。其他總糖含量最高的是果汁(MAX - min: 61-53 g, 4種)、其他飲料(60-51 g, 9種)、咖啡(GEORGIA MAX coffee - x，可口可樂，60 g)、水果混合果汁(Oishii 100%混合果汁，SANGARIA, 57 g;100%混合橙汁，SANGARIA, 55克)和乳酸菌飲料(THE PREMIUM CALPIS, CALPIS, 56克)，這些飲料的總糖含量超過50克/瓶。總葡萄糖含量最高的其他飲料(Calpis水和Calpis, 21克/57克糖)、果汁(美汁源asano - kenkouo -kazoku黑醋酸葡萄100%，可口可樂，20克/42克糖)和水果混合果汁(維生素-水果，成熟葡萄，糖含量12°C, ITOEN, 20克/45克糖)，這些飲料的總葡萄糖含量超過20克/瓶。

討論

包括日本在內的亞洲國家T2D患者數量的增加是一個重要的公共衛生問題[28]。在亞洲和其他地區，一個有充分記錄的可能導致T2D風險的變化是SSB的消耗[29,30]。不僅在西方，在亞洲國家也觀察到SSB的攝入增加[31]，而且與T2D風險增加、體重增加、肥胖、MetS、高甘油三酯血症、冠心病和高血壓廣泛相關[32-38]。在肥胖和T2D流行的背景下，美國心髒協會(AHA)最近發布了科學建議，將添加糖的攝入量減少到大多數美國人每天不超過100(女性)-150(男性)千卡(25-37.5克糖)。世界衛生組織(世衛組織)一項新的[40]指南建議成人和兒童將每日添加糖攝入量減少到其總能量攝入量的10%以下(每日飲食2 000千卡50克糖)。另外減少到總能量攝入的5%以下或每天大約25克糖可能會帶來額外的健康益處。這一限製已明顯被當今社會所超越。根據標準飲用量，約40%的飲料每瓶含糖量超過25克。這是美國心髒病協會(2009年)和世界衛生組織(2015年)為預防婦女和成人/兒童的健康問題而分別推薦的每日糖攝入量上限(表1)。一瓶500毫升的碳酸飲料(可樂、雪碧或芬達)含有大約50- 60克添加糖;因此，一瓶的攝入量等於一天推薦的添加糖量。 Imamura et al. [42] prospectively examined the relationship between consumption of SSB and risk of T2D from 17 cohorts (38,253 cases/10,126,754 person years). They repeated meta-analysis to estimate the relative risk for each 250 mL/ day. Higher consumption of SSB was associated with a greater incidence of T2D, by 18% per one serving/day (95% confidence interval 9% to 28%) and 13% (6% to 21%) before and after adjustment for adiposity. Habitual consumption of SSB was associated with a greater incidence of T2D, independently of adiposity. These findings suggested that the continued intake of negligible amounts of SSB increased the risk of T2D. The consumption of SSB has been directly and indirectly linked to an increased risk of T2D. Extensive and lasting changes in public policies are needed to curb the worldwide obesity and T2D epidemics, and limiting the consumption of SSB may be an important strategy to achieve this.

圖1:各種常見飲料的平均總糖含量。飲料按照日本農業標準(JAS)進行分類。每種飲料的平均總糖含量以其平均值為基礎，並以標準飲用量下每瓶飲料的總糖含量(g)表示。

圖2:各種常見飲料的平均葡萄糖含量。每種飲料中的總葡萄糖含量以平均值為基礎，並表示為標準飲用量下每瓶飲料的葡萄糖含量(g)。

表1:經測試含糖的普通飲料的數量(共885種)。

我們在此展示了日本典型飲料中的總糖、遊離葡萄糖和計算果糖加蔗糖的量(表1-4)。在接受檢測的飲料中，約32%的葡萄糖含量≥10克/瓶(日本糖尿病患者在低血糖時規定的葡萄糖含量)(表2)。在總糖超過50克/瓶的飲料中，總糖和遊離葡萄糖含量最高的是碳酸飲料，其次是商業名稱如表3和表4所示的加糖水果飲料。在這些表中，大多數SSB(特別是含有HFCS的SSB)中果糖的含量高於葡萄糖，而葡萄糖-果糖玉米糖漿(GFCS)中葡萄糖的含量高於果糖。果糖的幾種代謝特性使其毒性比葡萄糖更大。它是一種強力的興奮劑新創導致異位脂肪沉積和胰島素抵抗(IR)[43]。它不刺激胰島素或隨後瘦素的分泌，因此不能誘導飽腹信號[44,45]。最近的研究表明，SSB的過量攝入與肥胖、心髒代謝風險、心血管疾病和NAFLD相關[46-49]。SSB被認為是肥胖率和T2D上升的主要罪魁禍首之一，為了促進心血管健康和減少心血管原因造成的死亡，減少添加糖被認為是必要的。

表2:經葡萄糖含量檢測的普通飲料的數量(共298種)。

肝髒對營養傳遞的變化非常敏感，特別適合代謝攝入的單糖，如果糖和葡萄糖。果糖和葡萄糖被代謝為GA，這是肝髒中TAGE的前體(圖3)。我們最近的研究發現，i) NASH期間TAGE的形成增強，血清和肝髒的TAGE水平，而不是Glu-AGEs和CML，在NASH患者中顯著高於健康對照組或單純脂肪變性[50]患者，ii)阿托伐他汀，一種3-羥基- 3-甲基戊二酰(HMG)-輔酶a還原酶抑製劑，血脂異常[51]的NASH患者血清TAGE水平降低，iii)血清TAGE水平，而不是CML，在非糖尿病受試者的IR (HOMA-IR)穩態模型評估中是獨立相關因素之一[21]，iv) TAGE，但不是HbA1c或glug - ages，可作為反映T2D患者餐後累積高血糖的生物標誌物[22]，v) TAGE水平，但不是HbA1c或CML，與血管炎症獨立相關，如[¹⁸F]門診患者[23]的氟氧葡萄糖正電子發射斷層掃描(FDG-PET)， vi)在明顯健康的受試者[24]中，TAGE水平是循環內皮祖細胞數量減少和遷移活性受損的獨立相關因素之一，vii)在日本急性冠狀動脈綜合征試驗(the Japan - acs亞研究)中評估比伐他汀和阿托伐他汀的高基線TAGE水平與斑塊進展相關。這些發現表明，血清TAGE水平，而不是HbA1c、CML或GluAGEs水平，可以作為預測生活方式相關疾病的發展和進展的生物標誌物。在預防疾病時需要考慮到SSB，特別是在發生與生活方式相關疾病的高風險人群中。

圖3:通常食用的膳食糖代謝物，甘油醛(GA)的影響。長期攝入過量的SSB (HFCS/蔗糖)會增加肝髒中糖代謝物GA的水平。已知GA與蛋白質的氨基發生非酶反應形成GA- ages (TAGE)。TAGE和RAGE之間的相互作用改變了細胞內信號、基因表達和促炎分子的釋放，並在許多類型的細胞中誘導ROS的產生，所有這些都可能有助於在生活方式相關疾病中觀察到的病理改變[8-13]。此外，長期攝入過量的膳食AGEs(主要是Glu-/ fruu -AGEs)會增加RAGE的表達，增強TAGE的生產/積累，從而導致age -RAGE相互作用。AGEs:高級糖基化終產物;DHA-P:二羥丙酮磷酸;F-1-P: Fructose-1-phosphate;顆:果糖激酶;G-3-P: Glyceraldehyde-3-phosphate; GA: Glyceraldehyde; GA-AGEs: Glyceraldehyde-derived AGEs; GAPDH: Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase; HFCS: High-Fructose Corn Syrup; RAGE: Receptor for AGEs; ROS: Reactive Oxygen Species; SSB: Sugar-Sweetened Beverages; TAGE: Toxic AGEs; TG: Triglyceride; Protein-NH2: Free Amino Acids of Proteins.

我們之前報道過，正常大鼠在飲用富含葡萄糖- age的飲料[26]後，RAGE的肝髒表達升高。此外，即使給這些大鼠飲用的飲料中不含TAGE，也發現其肝細胞中含有TAGE和GluAGEs。這些結果表明，通常在SSB和食物[27]中發現的Glu-AGEs促進了TAGE的合成和肝髒積累，導致TAGE- rage相互作用增加[26,52]。在另一項研究中，口服吸附劑kremzin通過促進尿毒症毒素的清除來減緩慢性腎功能衰竭(CRF)的發展，降低了非糖尿病CRF患者的血清Glu-AGE和TAGE濃度[52]。長期攝入過量的SSB(含HFCS、蔗糖和膳食AGEs)會增加肝髒中糖代謝物GA的水平。已知GA與蛋白質的氨基發生非酶反應形成TAGE，增強TAGE的產生/積累，上調RAGE mRNA水平，增加血清TAGE水平，導致age -RAGE相互作用。TAGE和RAGE之間的相互作用已被證明可以改變細胞內信號、基因表達和促炎分子的釋放，並在多種類型的細胞中誘導活性氧的產生，所有這些都可能有助於在生活方式相關疾病中觀察到的病理改變(圖3)[8-13]。目前和以往的研究結果表明，糖(葡萄糖、果糖和蔗糖)在常見飲料中存在顯著水平，外源性膳食GluAGEs[27]可能有助於太古糖在體內的積累。在預防疾病方麵，需要考慮到飲料/食品中HFCS/蔗糖和膳食AGEs的含量，特別是在發展與生活方式相關疾病的高風險人群中。

結論

我們在這裏提供了有關在日本經常消費的許多飲料的糖濃度的有用信息。如今人們攝入的大部分糖都“隱藏”在加工食品中，而這些加工食品並不被視為糖果。添加糖是指製造商、廚師或消費者在飲料和食品中添加的高果糖玉米糖漿和蔗糖，以及蜂蜜、糖漿和果汁中天然存在的糖。目前的社會和環境因素與SSB的購買和消費有關，包括廣告和促銷、增加的份量、快餐消費(在便利店、超市(食品市場)、餐館和自動售貨機)、看電視、寬容的育兒方式、父母SSB消費、離家吃飯，以及在家庭和學校[53]中增加SSB的獲取。因此，自由果糖攝入可能是全球SSB相關心血管風險的主要原因，其不良代謝影響也可能與其果糖過糖分數[54]有關。更多的臨床研究可能會為我們提供更多的信息，關於限製飲食中的糖和GluAGEs是否有利於預防和發展與生活方式相關的疾病，並可能是預防這些疾病的新的治療靶點。

表3:含總糖，遊離葡萄糖和果糖加蔗糖的碳酸飲料清單:高果糖玉米糖漿

表4:含總糖、遊離葡萄糖和果糖加蔗糖的加糖水果飲料一覽表*GFCS:葡萄糖-果糖玉米糖漿

致謝

本研究由日本科學促進會(JSPS)資助(KAKENHI資助號22300264 & 25282029用於M.T.)。

利益衝突

作者聲明沒有潛在的利益衝突。

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Aritcle類型:研究文章

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出版的曆史:

收到日期:2015年11月05

接受日期:2015年12月10

發表日期:2015年12月15日