果糖如何成为肥胖和癌症的帮凶

作为葡萄糖的同分异构体，果糖也是一种重要的热量来源，但甜度要比葡萄糖高很多，并且由于其不容易被口腔内的微生物分解聚合，因此食用后产生蛀牙的几率比葡萄糖和蔗糖小。日常生活中很多食物富含膳食果糖，如水果中的苹果、香蕉、梨、柑橘、各种瓜类，浆果中的蓝莓、草莓、覆盆子等，各种饮品如碳酸饮料、奶茶、果汁等。果糖与葡萄糖的代谢途径不同，其代谢起始于小肠上皮，由葡萄糖转运蛋白-5（GLUT-5）转运，并由酮己糖激酶磷酸化形成果糖-1-磷酸（F1P）。果糖并不会像葡萄糖一样刺激胰岛素的产生，因此摄入再多果糖也不会让人有饱腹感，但果糖和葡萄糖一样可以提供热量，因此人们可能会摄入更多食物和热量，反而更容易出现肥胖。既往有研究表明果糖摄入量过多可能与肥胖[1]、2型糖尿病[2]、脂肪肝[3]等疾病的发生有关，甚至在动物试验中观察到高果糖喂养加速了肿瘤细胞的生长[4]，但是上述表现的机制均未阐明。

Samuel R. Taylor等人通过动物实验发现了果糖代谢与其引起一系列健康变化的原因[5]：他们采用TEPP-46阻断果糖-1-磷酸（F1P）的作用，对比只喂养水、高果糖和果糖+TEPP-46的小鼠甘油三酯、肿瘤的大小，结果发现：喂养高果糖的小鼠甘油三酯和肿瘤大小显著高于其他两组，但是喂养TEPP-46与高果糖混合组的小鼠甘油三酯和肿瘤大小比只喂养水的小鼠还要低，这就说明F1P与肥胖和肿瘤大小是存在相关性的，将F1P通路抑制之后，甘油三酯和肿瘤生长都出现了显著抑制。

小肠绒毛的长度是处于动态平衡的状态的，其长度取决于上皮细胞的增殖率和死亡率，当长度达到一定程度时，顶端的细胞由于远离血管缺氧死亡，被排出绒毛，小肠绒毛的长度得以保持平衡，不会无限变长。但果糖-1-磷酸（以下简称为F1P）可以通过直接抑制丙酮酸激酶同工酶2（PKM2）及与1,6-二磷酸果糖（FBP）竞争PKM2，最终产生丙酮酸激酶同工酶2（PKM2）的显著抑制作用，提高缺氧HCT116和DLD1细胞的生存率 延长小肠细胞生存时间，进而提高小肠细胞生存率，增加小肠绒毛长度（长度与正常水平相比增加25-40%），增加肠道吸收的面积，促进营养物质的吸收，从而导致肥胖、高甘油三酯血症等疾病的发生。其对癌细胞的促进作用可能也与F1P对缺氧细胞的保护作用有关，在它的帮助下，肿瘤细胞更加适应缺氧环境，从而拥有无限生长的能力。

 图1：喂养水（第一列的两图）和喂养富含果糖的玉米糖浆（第二列）的小鼠肠绒毛对比

  

图2：喂养水、高果糖、高果糖+TEPP-46的小鼠甘油三酯及肿瘤大小对比（TEPP:中断F1P通路的药物）

但这项研究并不是把果糖彻底打死，让大家坚决不吃含有果糖的食物，作者认为果糖这种代谢方式及缺氧状态下对细胞的保护作用是有一定意义的。比如在寒冷或饥饿的时候，果糖通过延长绒毛长度提高吸收面积，有利于营养物质的利用和吸收，有益于抵御饥饿与寒冷，度过艰难的时间。作者提倡适量摄入果糖，Jang等人[6]认为当果糖摄入达到0.5g/kg后，果糖代谢趋于饱和，因此这个数值也被视为每日摄入果糖的高限。按照60kg计算，每日摄入果糖最大量为30g，相当于一瓶300ml的可乐。至于奶茶果茶等饮料，要根据其添加果浆的量决定，但可以肯定的是如果我们饮用了奶茶或可乐，在正常进食的情况下，每日果糖摄入是一定会超标的。因此饮料成瘾的朋友们需要考虑调整一下习惯，减少奶茶等饮料的饮用频率，适当快乐，保持健康才是我们应该追求的。

 

参考文献

[1] Ray K. Obesity: Metabolic effects of fructose[J]. Nat Rev Endocrinol,2013,;9(11):627.

[2] Choo VL, Viguiliouk E, Blanco Mejia S, et al. Food sources of fructose-containing sugars and glycaemic control: systematic review and meta-analysis of controlled intervention studies[J]. BMJ,2018,363:k4644.

[3] Jensen T, Abdelmalek MF, Sullivan S, et al. Fructose and sugar: A major mediator of non-alcoholic fatty liver disease[J]. J Hepatol,2018,(5):1063-1075.

[4] Goncalves MD, Lu C, Tutnauer J, et al. High-fructose corn syrup enhances intestinal tumor growth in mice[J]. Science,2019,363(6433):1345-1349.

[5] Taylor SR, Ramsamooj S, Liang RJ, et al. Dietary fructose improves intestinal cell survival and nutrient absorption[J]. Nature. 2021 Aug 18. doi: 10.1038/s41586-021-03827-2. Epub ahead of print.

[6] Jang C, Hui S, Lu W, et al. The Small Intestine Converts Dietary Fructose into Glucose and Organic Acids[J]. Cell Metab,2018,27(2):351-361.