摘要

背景:蔗糖对脑功能的影响尚未阐明。

方法:采用morris迷宫法对大鼠进行空间记忆测试。在人体中，给年轻妇女服用葡萄糖、蔗糖或果糖，并进行内田akraepelin试验，以了解她们的工作能力。

结果:在大鼠中，喂食蔗糖的大鼠在目标区域停留的时间比喂食葡萄糖的大鼠要长得多。在人类中，经UchidaKraepelin测试，在给糖后，工作能力有显著提高。在给予葡萄糖或果糖后，工作能力有增加的趋势，但无统计学意义。

结论:蔗糖可以改善大鼠的记忆和年轻女性的工作能力，这可能不仅是通过葡萄糖转运到大脑，而且通过刺激甜受体t1r23，增加大脑享乐部位的活动。

我回顾了这些工作，并试图提出一个假说，以改善大脑功能的蔗糖。

关键字

葡萄糖;蔗糖;果糖;血糖指数(GI);Uchida-Kraepelin测试;记忆;甜受体;T1R 23

介绍

大脑的能量需求几乎完全是通过葡萄糖的降解实现的。

大脑在休息时所需的能量占整个生物体的20-30%，但其重量仅为2%。氨基酸、脂类和核酸的代谢只需要30%的葡萄糖。

动物研究表明，升高的血糖水平与改善记忆力和注意力有关。以往的研究发现，葡萄糖可以促进人类记忆[3-6]。

血糖值和回想单词的数量之间有显著的相关性。那些血糖水平升高的人比那些血糖水平下降的人记住了更多的单词。

大量证据表明，循环中葡萄糖浓度相对适度的增加可增强啮齿动物和人类的学习和记忆过程[5]。在大鼠中，全身注射葡萄糖能在许多情况下增强学习和记忆。

蔗糖在肠道中被降解为葡萄糖，葡萄糖被输送到血液中，但蔗糖对大脑功能的影响尚未进行系统的研究[6,7]。

我们最近通过Morris迷宫实验发现，尽管葡萄糖有增强记忆的倾向，但蔗糖对大鼠记忆的增强作用比葡萄糖更显著[8,9]。

我们还通过内田- kraepelin试验表明，给糖可以提高年轻女性的工作能力。葡萄糖给药有提高工作能力的趋势，但[10]无显著性变化。

现在我想回顾一下葡萄糖和蔗糖在大脑功能中的作用，介绍一下我们在大鼠和人类身上的研究结果。

葡萄糖、蔗糖对大鼠记忆的影响

Gold PE(1992)使用了一个自发的交替任务[11]。该装置是一个y形迷宫，允许大鼠在迷宫中自由行走8分钟。当大鼠在迷宫中移动时，它们会访问最近访问次数最少的那只手臂，以便连续进入。在这个任务中的记忆成分是，大鼠记住它们最近进入的是哪只手臂，以选择另一只手臂。在控制条件下，老鼠的交替率约为70%。

年轻的老鼠以70%的几率交替，年老的老鼠以50%的几率交替。如果老年小鼠在测试前注射葡萄糖，它们的交替得分在年轻小鼠中接近70%。

Morris使用了延迟匹配位置任务，这是水迷宫协议[12]的一个不同寻常的变体。

我们用这种方法研究了自我给药葡萄糖或蔗糖对大鼠空间记忆的影响。

实验程序

将11周龄的Wistar大鼠在水中进行训练，学习平台的位置，6-12次试验后，大鼠在15分钟内学会到达目标。大鼠腹腔注射葡萄糖(2 g/8 mL/kg)或水8 mL。24小时后，老鼠在莫里斯水迷宫中游泳，并测量在目标区域停留的时间与其他区域的比例。同时还比较了给糖大鼠和对照组大鼠到靶点的距离。

这些结果清楚地表明，在Morris迷宫实验中，与三氯蔗糖相比，蔗糖可以改善记忆巩固(图1和图2)。

图1:葡萄糖给药对记忆改善的影响——这表明葡萄糖给药后，在目标四分之一的时间内停留的比例更大，但不显著。

图2:蔗糖的影响政府的改善内存列显示了,老鼠蔗糖在目标季度更与老鼠三氯蔗糖。给大鼠蔗糖和三氯蔗糖的接近度没有显著降低。

年轻妇女服用葡萄糖、蔗糖或果糖后的工作能力

我们要求女大学生参与实验。如果没有糖尿病、高血压等健康问题或过去没有经历过严重疾病，就会招募他们。他们过去不抽烟。我们也排除了服用药物治疗血脂异常、高血糖或高血压的患者。

我们一大早就采集了血样。参与者被要求在前一天晚上23点以后不要吃任何东西。在实施该方案之前，我们获得了昭和女子大学伦理委员会的知情同意。

健康的参与者被给予自我管理的饮食史食物频率问卷，基于食物组通过回忆他们的饮食。从这些问卷中，我们计算了能量、碳水化合物、脂肪和蛋白质的摄入量。

用手指棒(TERUMO试剂盒)测定血糖水平。

上午9点，研究人员从禁食的参与者身上抽取了血液。他们做了内田-克雷佩林试验，喝了500毫升含有50克蔗糖、葡萄糖或果糖的溶液，或者500毫升水。在饮酒15分钟后，他们参加内田-克雷佩林测试，然后在饮酒30分钟、60分钟、120分钟后采血。

我们在0分钟时采血，也测量了血糖水平。参与者参与内田- kraepelin试验，他们取500毫升溶液，其中包含50克葡萄糖、果糖或蔗糖。作为对照组，他们取了500毫升水。

Uchida-Kraepelin测试[13]

有一个数字排成一行。两个数连在一起相加。描述了高位数的数字。重复1 min，然后进行第二行数字相加，重复15 min，计算相加总数，对比实验前后。

工作时间为1分钟，重复15次后饮用。30分钟后进行血液测试。

血糖水平分别为138±23 mg/dL蔗糖和143±25 mg/dL葡萄糖。对照组(水)为82±8 mg/dL。血糖指数(GI)是由Jenkins和同事在1981年提出的[14-17]，它的定义是在摄入50克测试碳水化合物两小时后测量的血糖曲线下的面积与50克葡萄糖或白面包的比值。

蔗糖和果糖的GI分别为88和16。给药果糖并没有导致GI的明显增加(图3)。

图3:说明给糖量与工作能力之间的关系-表明给糖后工作能力显著提高，虽然给糖或果糖后工作能力有增加的趋势，但不显著。

我们检测了血糖水平与工作能力之间的相关系数。虽然随着血糖水平的升高，工作能力有增加的趋势，但并不显著。

讨论

有许多论文研究了葡萄糖注射对大脑功能的影响[18-25]。

最近，糖的摄入与肥胖或糖尿病有关。2016年11月8日，美国总统大选期间，包括旧金山和科罗拉多州博尔德在内的加州海湾地区部分地区的居民以巨大优势通过了一项措施，对含糖饮料[26]征税。2016年10月中旬，世界卫生组织(世卫组织)支持全球各国征收此类税收。美国其它城市以及法国、墨西哥、英国、菲律宾和南非等国家都实施了这类税收。这种税的支持者认为，它可以显著减少含糖饮料的消费，并有助于对抗肥胖和糖尿病。

这些论点想当然地认为，糖摄入量与肥胖或糖尿病之间存在确凿的关系。

最近，在营养领域[27]有一篇关于“糖阴谋”的文章。一项针对制糖业的指控声称，在19世纪90年代，著名的行业支持的研究人员淡化或隐瞒了糖和心脏病之间的联系。经过历史调查，作者得出结论，不存在所谓的“糖阴谋”。

我们已经报道过糖或甜饮料的摄入量与BMI、血糖水平或胰岛素[28]没有关系。

蔗糖是向大脑供应葡萄糖的重要因素。我们想知道为什么蔗糖给药在改善记忆或工作能力方面比葡萄糖给药更有效。由于摄取果糖并没有导致血糖水平的升高，并且在一定程度上观察到工作能力的提高，我们认为味觉可能有助于这种改善。

研究表明，甜味的刺激导致伏隔氮多巴胺释放增加，并引起享乐反应[29]。舌头的果糖受体是t1r2 3，蔗糖受体[30]也是如此(图4)。

图4:图示了舌头中受刺激的味觉感受器到大脑的通路。

蔗糖对甜味受体的刺激可能会促进快感区多巴胺的释放，同时也会促进导水管周围灰质β内啡肽的释放。这些对大脑区域的刺激可能有助于提高工作能力和记忆更有效的葡萄糖。

[31]的一项报告表明，高血糖(不仅仅是2型糖尿病)对无痴呆老年人的认知能力下降有特定的有害影响。此外，这项研究表明，饮食为基础的血糖负荷是较差的认知表现的一个预测因素。

我们同意这种说法。我们只是说，葡萄糖改善了老鼠的大脑活动，而不是糖尿病人。在T2DM患者中，血糖水平升高可能是有害的，因为葡萄糖可能损害健康神经元中看不到的神经元。提示高血糖对2型糖尿病患者的心理健康不利。在目前的研究中，我们正在讨论葡萄糖在健康人大脑中的作用。

统计数据

结果以平均值±标准差表示。采用单因素方差分析计算各组间差异的统计学意义。当方差分析显示有显著差异(p<0.05)时，采用Tukey最小显著差异检验比较处理的平均值。用Spearman相关检验检验统计学意义。

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条信息

文章类型:迷你回顾

引用:高田，小川(2018)蔗糖与大脑功能的关系。Obes开放获取4(1):dx.doi.org/10.16966/2380-5528.135

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出版的历史:

收到日期:2018年3月06

接受日期:2018年3月31日

发表日期:04年4月,2018