糖、大腦、身心健康

sugar overload

大腦是我們身上最重要的器官,在演化的過程中,大腦發展出一些重要的機制來保護它自己。其中最重要的就是諾貝爾生理醫學獎得主保羅·埃爾利希(Paul Ehrlich, 1854-1915)所發現的血腦障壁(Blood Brain Barrier, BBB), 當時他注意到當染色劑注入血管後,身體所有的細胞都會被染色,除了大腦,反過來如果在脊髓液內注射,則只有大腦被染色。這意味著大腦被某個組織包覆保護著,而那就是血腦障壁。

血腦障壁的內皮細胞與身體其他部位的微血管比較起來,在內皮細胞的排列上有很大差異,前者相對於後者在排列上緊密許多,簡直可以說是滴水不漏,如此一來,所有要進入大腦的物質都需要經過血腦障壁的嚴格“篩選”,不像其他部位有細胞間隙這樣的“旁門左道”。可以這麼說,大腦為了保護自己,變得很偏食及小心,幾乎只有最基本的原物料(小分子),例如葡萄糖、胺基酸、脂肪酸、離子、微量元素可以進入大腦,有了這些材料,大腦才自己去合成它所需要的物質,例如神經傳導物質、賀爾蒙等。這樣的安排立即的好處就是可以減少大腦受到吃進來或身體其他部位所製造的化學分子的干擾,但它也帶來一些問題,以葡萄糖為例:

不同於我們身體可以運用其他能量來源,例如脂肪酸,大腦幾乎只吃(葡萄)糖。我們的血糖被控制在一個狹窄的區間內,當血糖下降,大腦便開始焦躁不安,交感神經被活化,於是心悸、手抖、盜汗,催促我們快去吃東西。某個角度來說,這也是為何有人會覺得吃甜食會感覺心情被提昇,而小朋友對糖果沒有抵抗力甚至吃了糖會high,極端的例子還可能被認為是過動症1,這是因為演化過程裡,糖對大腦而言代表著珍貴而難得的能量來源,所以大腦鼓勵我們吃糖,暴食症往往吃的都是精製碳水化合物是有道理的,實際上筆者還沒看過有人暴食紅蘿蔔或小黃瓜之類的天然食物。

這原本不會是個大問題,然而,近一百多年來,我們的糖分攝取大幅增加近20倍,而且很大比例不是天然複合多醣,例如根莖類或五榖雜糧,而是單醣,特別被廣泛添加在加工食品、零嘴、飲料裡的高果糖玉米糖漿(High Fructose Corn Syrup, HFCS)。不像天然複合多醣,單醣甜度高,大腦很愛,所以吃了還想再吃,研究也發現HFCS的成癮性之高不輸給古柯鹼,台灣到處都有泡沫紅茶的茶飲文化,背後無名的推手之一或許就是HFCS。雪上加霜的是果糖在體內傾向被合成為脂肪而不像葡萄糖是可以被細胞直接利用,這是造成肥胖症的主因之一2,3,加上單醣不像複合多醣,需要經過消化分解才能吸收,含單醣的精製加工食品幾乎是馬上被吸收而快速推升血糖,如此一來胰臟被迫分泌大量胰島素來降血糖,時間一拉長,身體便會發展出胰島素抗性,此時不只血糖,血脂肪跟血壓可能都會出現變化,而這在臨床上稱為新陳代謝症候群,也就是糖尿病、高三酸甘油脂等疾病的前身。

對大腦而言,不穩定的血糖更是直接的衝擊,過高會讓人頭痛、疲憊、低落、提不起勁,過低則是焦慮、緊張、激動。同時飆高的胰島素會促使身體利用胺基酸,間接使得此重要原物料進入大腦的比例減少,沒有材料,大腦難以製造合成許多維持大腦運作的重要物質,例如讓人感到放鬆跟愉悅的血清素,或者是讓人正向有活力的多巴胺跟腎上腺素。這也不難想像為何研究發現糖尿病患者罹患憂鬱症是非糖尿病患者的兩倍4。如果憂鬱症還不夠讓您害怕,那想想失智症,因為血糖的上升會增加體內蛋白質醣化,而這些醣化蛋白在大腦沈積就會殺死神經細胞進一步導致認知功能退化,這也是為何有人稱失智症為第三型糖尿病 5,大腦不吃糖不行,但吃多了更不行。

我們的身體與大腦間雖有個血腦障壁,但是依然是同一個不可分割的整體,血糖、新陳代謝跟神經精神功能就是一個例子,如何避免見樹不見林,才可能有完整的評估跟治療,血糖不穩引起的情緒起伏或焦慮不應該僅使用抗憂鬱或抗焦慮劑來處理症狀,而忽視根本的問題。不管有沒有新陳代謝問題或神經精神障礙,檢視自己的飲食,減少精製加工食品的攝取絕對對身體跟大腦有所助益,但若想了解自己的身心狀態間的相互影響,則需要與醫師進一步討論。

1. Schnoll R, Burshteyn D, Cea-Aravena J. Nutrition in the Treatment of Attention-Deficit Hyperactivity Disorder: A Neglected but Important Aspect. Appl. Psychophysiol. Biofeedback. 2003;28(1):63–75. Available at: http://link.springer.com/article/10.1023/A%3A1022321017467. Accessed December 26, 2013.

2. Clifton P, Higgs S, Lee M, et al. High-fructose corn syrup causes characteristics of obesity in rats: Increased body weight, body fat and triglyceride levels. Pharmacol. Biochem. Behav. 2010;97(1):101–106. Available at: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0091305710000614. Accessed December 26, 2013.

3. Bray GA, Nielsen SJ, Popkin BM. Consumption of high-fructose corn syrup in beverages may play a role in the epidemic of obesity. Am J Clin Nutr. 2004;79(4):537–543. Available at: http://ajcn.nutrition.org/content/79/4/537.short. Accessed December 26, 2013.

4. Anderson RJ, Freedland KE, Clouse RE, Lustman PJ. The Prevalence of Comorbid Depression in Adults With Diabetes: A meta-analysis. Diabetes Care. 2001;24(6):1069–1078. Available at: http://care.diabetesjournals.org/content/24/6/1069.short. Accessed December 12, 2013.

5. De la Monte SM, Wands JR. Alzheimer’s disease is type 3 diabetes-evidence reviewed. J. Diabetes Sci. Technol. 2008;2(6):1101–13. Available at: http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=2769828&tool=pmcentrez&rendertype=abstract. Accessed December 12, 2013.

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