摘要

背景:蔗糖對腦功能的影響還沒有很好地闡明。

方法:在給糖或蔗糖後，用莫裏斯迷宮對大鼠進行空間記憶測試。在人體中，給年輕婦女服用葡萄糖、蔗糖或果糖，並進行內切達克拉佩林試驗以了解其工作能力。

結果:在大鼠中，給予蔗糖的大鼠停留在目標區域的比例明顯大於給予葡萄糖的大鼠。在人類中，用內切達akraepelin試驗測定的工作能力在食用蔗糖後有顯著提高。在服用葡萄糖或果糖後，工作能力有增加的趨勢，但不具有統計學意義。

結論:給糖改善了大鼠的記憶力和年輕女性的工作能力，可能不僅是通過葡萄糖運輸到大腦，而且通過刺激甜味感受器t1r23增加了大腦享樂區的活動。

我回顧了這些研究成果，並試圖為蔗糖改善腦功能提出一個假設。

關鍵字

葡萄糖;蔗糖;果糖;血糖指數(GI);Uchida-Kraepelin測試;記憶;甜受體;T1R 23

簡介

大腦的能量需求幾乎完全是由葡萄糖降解[1]實現的。

大腦的能量需求是整個有機體在休息時的20-30%，但它的重量隻有2%。氨基酸、脂類和核酸的代謝隻需要30%的葡萄糖。

動物研究表明，血糖水平的提高與記憶力和注意力的提高有關。先前的研究發現，葡萄糖可以促進人類的記憶[3-6]。

血糖值與記憶單詞數之間存在顯著相關性。血糖水平上升的人比血糖水平下降的人記住的單詞明顯多。

大量證據表明，相對適度的循環葡萄糖濃度的增加可以增強齧齒動物和人類的學習和記憶過程[5]。在大鼠身上，在許多情況下，全身注射葡萄糖可以增強學習和記憶能力。

蔗糖在腸道中被降解為葡萄糖，葡萄糖被運輸到血液中，但蔗糖對大腦功能的影響卻鮮有係統研究[6,7]。

我們最近通過Morris迷宮實驗證明，盡管葡萄糖傾向於增強記憶，但蔗糖比葡萄糖更顯著地增強了大鼠的記憶[8,9]。

我們還通過內田- kraepelin試驗表明，攝入蔗糖提高了年輕女性的工作能力。給糖有改善工作能力的趨勢，但[10]不顯著。

現在我想回顧一下葡萄糖和蔗糖在大腦功能中的作用，介紹我們在大鼠和人身上的研究結果。

葡萄糖和蔗糖對大鼠記憶影響的研究

Gold PE(1992)使用自發交替任務[11]。實驗裝置是一個y形的迷宮，老鼠在迷宮中自由漫步8分鍾。當老鼠在迷宮中移動時，它們會訪問最近訪問次數最少的手臂，並連續進入。這項任務中的記憶部分是，大鼠記住它們最近進入的哪隻手臂來選擇另一隻手臂。在控製條件下，大鼠交替約70%。

年輕小鼠的交替率為70%，老年小鼠的交替率為50%。如果老年小鼠在測試前接受葡萄糖注射，它們的交替評分接近年輕小鼠的70%。

Morris使用了延遲匹配到地點的任務，這是水迷宮協議[12]的一個不同尋常的變體。

我們使用這種技術來檢測自我給糖或蔗糖對大鼠空間記憶的影響。

實驗程序

11周齡的Wistar大鼠進行水中訓練，學習平台的位置。經過6-12次試驗，大鼠在15分鍾內學會到達目標。大鼠腹腔給予葡萄糖(2 g/8 mL/kg)或8 mL水。24小時後，大鼠進入Morris水迷宮，測量在目標區域停留時間與其他區域停留時間的比值。同時比較葡萄糖處理大鼠與對照組大鼠的靶點距離。

這些結果清楚地表明，與Morris迷宮實驗相比，蔗糖改善了記憶鞏固(圖1和圖2)。

圖1:給糖對改善記憶的影響-這表明給糖後停留在目標季度的比率比其餘的更大，但不顯著。

圖2:蔗糖對記憶改善的影響顯示，與給予三氯蔗糖的大鼠相比，給予蔗糖的大鼠在目標區域停留的時間明顯更長。給予大鼠蔗糖和三氯蔗糖之間的接近性測量沒有顯著下降。

年輕女性服用葡萄糖、蔗糖或果糖後的工作能力

我們邀請女大學生參加實驗。如果沒有糖尿病、高血壓等健康問題，或過去沒有嚴重疾病，就會被招募。他們過去不抽煙。我們還排除了服用治療血脂異常、高血糖或高血壓藥物的患者。

我們一大早就采集了血樣。參與者被要求在前一天晚上23點之後不要吃任何東西。在實施該方案之前，我們獲得了昭和女子大學倫理委員會的知情同意。

健康的參與者根據他們所吃的食物的回憶，自行填寫了飲食曆史食物頻率問卷。從這些問卷中，我們計算了能量、碳水化合物、脂肪和蛋白質的攝入量。

使用指棒(TERUMO kit)測量血糖水平。

早上9點，從禁食的參與者身上抽取血液。他們進行了內田- kraepelin試驗，喝了500毫升含有50克蔗糖、葡萄糖或果糖的溶液，或者喝了500毫升水。在飲酒後15分鍾進行內田- kraepelin試驗，在飲酒後30、60、120分鍾采血。

我們在0分鍾采血，同時測量血糖水平。參與者進行了內田- kraepelin試驗他們服用了500毫升含有50克葡萄糖，果糖或蔗糖的溶液。作為對照，他們喝了500毫升水。

Uchida-Kraepelin測試[13]

有一排數字的數字。兩個連在一起的數字相加。高數字的數字被描述。此過程重複1分鍾。然後進行第二行數字相加，重複15分鍾。計算相加總數，並在實驗前後進行比較。

1分鍾的工作重複了15次，然後喝了酒。在30分鍾的血液測量後，重複測試。

蔗糖組血糖水平為138±23 mg/dL，葡萄糖組血糖水平為143±25 mg/dL。對照組(水)為82±8 mg/dL。血糖指數(GI)由Jenkins及其同事於1981年提出[14-17]，定義為攝入50克試驗碳水化合物兩小時後測得的血糖曲線下麵積與50克葡萄糖或白麵包的比值。

蔗糖組GI分別為88，果糖組為16。果糖的攝入並沒有導致GI的增加(圖3)。

圖3:顯示糖的攝入和工作能力之間的關係-顯示了工作能力在蔗糖攝入後顯著提高，雖然在葡萄糖或果糖攝入後工作能力有增加的趨勢，但不顯著。

我們檢測了血糖水平與工作能力之間的相關係數。雖然隨著血糖水平的升高，工作能力有增加的趨勢，但並不顯著。

討論

有許多論文研究了葡萄糖注射對大腦功能的影響[18-25]。

最近，糖的攝入與肥胖或糖尿病有關。2016年11月8日，在美國總統大選期間，包括舊金山和科羅拉多州博爾德在內的加州舊金山灣區部分地區的居民以較大優勢通過了一項對含糖飲料[26]征稅的議案。世界衛生組織(WHO)於2016年10月中旬支持在全球各國征收這種稅。美國其他城市以及法國、墨西哥、英國、菲律賓和南非等國家也實施了這種稅。這種稅的支持者認為，它可以顯著減少含糖飲料的消費，並有助於對抗肥胖和糖尿病。

這些觀點想當然地認為，糖攝入與肥胖或糖尿病之間存在著確鑿的關係。

最近，在營養學領域有一篇關於“糖陰謀”的文章[27]。一項針對製糖業的指控聲稱，受製糖業支持的著名研究人員在20世紀90年代淡化或隱瞞了糖與心髒病有關的證據。經過對曆史的調查，作者得出的結論是，不存在所謂的“糖陰謀”。

我們已經報道過糖或甜飲料的攝入量與BMI或血液中葡萄糖或胰島素[28]水平沒有關係。

蔗糖是向大腦供應葡萄糖的重要因素。我們想知道為什麼蔗糖比葡萄糖更有效地改善記憶或工作能力。由於與葡萄糖攝入相比，果糖攝入並沒有導致血糖水平升高，並且在一定程度上觀察到工作能力的改善，我們認為味覺可能有助於這種改善。

研究表明，甜味刺激導致伏隔核多巴胺釋放增加，並引起快感反應[29]。舌頭的果糖受體為t1r2 3，蔗糖受體為[30](圖4)。

圖4:示意圖顯示了舌頭上受刺激的味覺感受器到大腦的路徑。

蔗糖對甜味受體的刺激可促進快感區多巴胺的釋放，同時促進導水管周圍灰質β內啡肽的釋放。這些對大腦區域的刺激可能有助於葡萄糖更有效地提高工作能力和記憶力。

有報告[31]表明，高血糖(不僅僅是2型糖尿病)對無癡呆的老年人的認知能力下降有特定的有害影響。此外，這項研究表明，基於飲食的升糖負荷是較差認知表現的預測因素。

我們同意這一說法。我們隻是說葡萄糖改善了大鼠的大腦活動，而不是糖尿病人。在T2DM患者中，升高的血糖水平可能是有害的，因為葡萄糖可能對神經元造成損害，這在健康神經元中是看不到的。這提示高血糖對T2DM患者的心理健康不利。beplay最新下载在目前的研究中，我們正在討論葡萄糖在健康人大腦中的作用。

統計數據

結果以均數±標準差表示。采用單因素方差分析計算組間差異的統計學意義。當方差分析顯示有顯著差異(p<0.05)時，采用Tukey 's最小顯著差異檢驗(p<0.05)比較處理平均值。采用Spearman相關檢驗檢驗統計學顯著性。

參考文獻

1. Siesjo BK(1979)腦能量代謝1978。神經病學雜誌5:308。［Ref。］
2. Siebert G, Gesner B, Klasser M(1986)中樞神經係統的能量供應。《聖經·營養學》38:1-26。［Ref。］
3. Benton D, Owens DS, Parker PY(1994)血糖影響年輕人的記憶力和注意力。神經心理學32:595- 607。［Ref。］
4. Benton D, Owens DS(1993)血糖與人的記憶。精神藥理學113:83 - 88。［Ref。］
5. 金PE(1995)葡萄糖在調節大腦和認知中的作用。Am J Clin Nutr 61: S987-S995。［Ref。］
6. Van der Zwaluw NL, Van de Rest O, Kessels RP, de Groot LC(2014)葡萄糖和蔗糖對老年人認知能力和情緒的短期影響。臨床神經精神病學雜誌36:517-527。［Ref。］
7. Zamora Navarro S, Pérez Llamas F(2013)蔗糖在認知功能中的重要性:知識和行為。4: 106-111。［Ref。］
8. Shinohara K, Hata T, Ishii Y, Takao T, Ogawa M，等。(2015)葡萄糖和蔗糖對記憶功能的影響。澱粉和蔗糖信息，農業和畜牧業公司42-47。［Ref。］
9. 高田A，石井Y，高尾T，小川m，清水F(2017)大腦如何利用葡萄糖?抗衰老醫學13:96-103。
10. 小川M, Shimizu F, Ishii Y, Takao T, Takada A(2018)葡萄糖和蔗糖對年輕女性工作能力的影響。綜合食品，營養與代謝5:1-4。［Ref。］
11. Gold PE(1995)情緒和非情緒記憶的調節;相同的藥理係統，不同的神經遞質係統。在:McGaugh JL, Weinberger NM, Lynch GS (eds)大腦與記憶;神經可塑性的調節與中介。牛津出版社，紐約41-74。［Ref。］
12. Morris RG(1984)研究大鼠空間學習的水迷宮程序的發展。神經科學方法11:47-60。
13. Sugimoto K, Kanai A, Shoji N (2009) UchidaKraepelin測試對心理應激的有效性:血漿和唾液應激物質的分析。生物心理醫學3:3 -5。［Ref。］
14. Jenkins DJ, Wolever TM, Taylor RH, Barker H, Fielden H, et al.(1981)食物的升糖指數:碳水化合物交換的生理基礎。中華醫學雜誌:362-366。［Ref。］
15. Salmerón J, Ascherio A, Rimm EB, Colditz GA, Spiegelman D，等(1997)飲食纖維、血糖負荷和男性NIDDM的風險。糖尿病護理20:545-550。［Ref。］
16. Salmerón J, Manson JE, Stampfer MJ, Colditz GA, Wing AL(1997)飲食纖維、血糖負荷和女性非胰島素依賴型糖尿病的風險。《美國醫學會雜誌》27日:472 - 477。［Ref。］
17. Takao T, Ogawa M, Ishii Y, Shimizu F, Takada A(2016)老年和年輕男性對蔗糖和葡萄糖的不同血糖反應。堅果食品科學6:460。［Ref。］
18. 葡萄糖、果糖和兩種葡萄糖類似物對記憶的改善:對外周葡萄糖轉運的可能影響。行為學神經生物學l48: 104-127。［Ref。］
19. Messier C, Destrade C(1988)訓練後葡萄糖對小鼠操作性反應記憶的改善。Behav Brain Res 31: 185-191。［Ref。］
20. Messier C, Durkin T, Mrabet O, Destrade C(1990)葡萄糖改善記憶的作用:促進海馬乙酰膽堿合成的間接證據。Behav Brain Res 39: 135-143。［Ref。］
21. Packard MG, White NM(1990)訓練後注射葡萄糖對兩種食欲學習任務習得的影響。Psychobiol 18: 282 - 286。［Ref。］
22. Means LW, Fernandez TJ(1992)每日注射葡萄糖有助於小鼠完成win-stay - water-escape工作記憶任務。神經科學雜誌106:345-350。［Ref。］
23. Rodriguez WA, Van Ausdle LR, Dhanens K, Mondragon AN(1993)葡萄糖調節最近重新激活的記憶。Psychobiol 21: 93 - 100。［Ref。］
24. Ahlers ST, Shurtleff D, Schrot J, Thomas JR, Paul-Emile F(1993)葡萄糖可減輕大鼠低溫誘導的延遲匹配-樣品性能損傷。Psychobiol 21: 87 - 92。［Ref。］
25. Kopf SR, Opezzo JW, Baratti CM(1993)葡萄糖對記憶的影響不是狀態依賴性的。行為神經生物學雜誌60:192-195。［Ref。］
26. (2016)結晶糖科學。自然醫學22:1369。［Ref。］
27. 約翰DM，奧本海默總經理(2018)真的有過“糖陰謀”嗎?科學359:747 - 749。［Ref。］
28. Shimizu F, Ishii Y, Ogawa M, Takao T, Matsuoka K，等(2017)年齡和性別對日本年輕和老年男性和女性的各種食物攝入量、體重指數(BMI)和各種血漿參數水平的不同影響。Obes開放存取3:134 [Ref。］
29. Berridge KC(2000)測量動物和嬰兒的享樂影響:情感味覺反應模式的微觀結構。神經科學與生物行為雜誌24:173-198。［Ref。］
30. Nelson G, Hoon MA, Chandrashekar J, Zhang Y, Ryba NJ，等(2001)哺乳動物的甜味感受器。細胞106:381 - 390。［Ref。］
31. Seetharaman S, Andel R, McEvoy C, Dahl Aslan AK, Finkel D, et al.(2015)無癡呆老年人的血糖、飲食血糖負荷和認知衰老。中華老年生物學與醫學雜誌70:471-479。［Ref。］

在此下載臨時PDF

條信息

文章類型:迷你回顧

引用:高田一，小川M(2018)蔗糖與大腦功能。Obes開放訪問4(1):dx.doi.org/10.16966/2380-5528.135

版權:©2018高田A等。這是一篇開放獲取的文章，根據創作共用署名許可協議(Creative Commons Attribution License)發布，該協議允許在任何媒體上不受限製地使用、分發和複製，前提是注明原作者和來源。

出版的曆史:

收到日期:2018年3月06

接受日期:2018年3月31日

發表日期:04年4月,2018