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01 糖:与毒药仅仅只是一线之隔

作者:汪诘

2023-05-11·阅读时长14分钟

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01 糖:与毒药仅仅只是一线之隔

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提到糖,老一辈人一直把它当作是一种好东西。还记得小的时候,每当我考试取得了好成绩,家里的大人都会发几颗糖作为鼓励。在他们看来,这种能够给人感到甜味的东西,作为奖品和礼物来说是再好不过了。又比如,含糖量极高的蜂蜜,也经常会作为礼品在逢年过节,走亲访友的时候登场。吃糖会觉得甜似乎是我们人类的生物学本能。这种感觉确实已经深深地刻在了我们的DNA里。然而,就在最近几十年,一个颠覆人们传统观念的结论已经得到了广泛的公认:糖与慢性毒药之间仅仅只隔着一条线。现在有一句听上去极其反常识的俗语,叫“嗜糖如吸烟”,给人送糖,在今天这个时代,就像是给人送慢性毒药。

要把这个道理给你讲明白,你不妨耐下性子,听我给你从头讲这个故事。让我从人类为什么要呼吸开始讲起。

对于一个活着的人来说,呼吸似乎是一件天经地义的事情。这项让空气进出口鼻的简单运动,似乎比进食更加重要。一个人如果不吃不喝,大概能坚持3-5天左右。但如果不呼吸,可能连几分钟都坚持不了。哪怕是憋气世界纪录,也只有24分钟。吃东西是为了补充能量,这个问题比较好理解。但是在历史上,呼吸的目的一直以来都是个谜。人类很久以来,都不明白,为什么我们吸进去的空气居然比食物还重要?它究竟在体内起到了什么作用呢?这两个问题从古希腊时期就一直困扰着当时的哲学家们。直到几千年以后,现代科学的慢慢萌芽,才让呼吸之谜,在20世纪50年代得到了解答。

18世纪,现代化学之父拉瓦锡(Antoine-Laurent de Lavoisier, 1743-1794)将火焰燃烧和豚鼠的呼吸作用前后过程做了精确的定量比较。他发现火焰燃烧和呼吸作用在利用相同体积的氧气时,居然也会生成几乎相同体积的二氧化碳。在产生相同体积的二氧化碳的同时,竟然也释放出了几乎相同的热量[1]。作为一个研究化学反应的化学家,眼前的这一现象足以让拉瓦锡将两种反应划等号了。于是,拉瓦锡提出:呼吸作用目的就是利用氧气,氧化食物而放出能量。换句话说,它实质上与火焰燃烧放热相似,只不过是在人体中缓慢进行。

然而,随着科学家们对呼吸作用的研究越来越深入,试图弄清楚食物的氧化过程之时,才发现这里头的复杂程度远远超出了想象。就这么和大家说吧,这项研究工作共诞生了3个诺贝尔奖,前后经历了上百年,直到1978年才得以结束[2],[3],[4]。在现在的初中生物学教材中,我们也能看到这一过程的简化版,它讲的是人体利用氧气,通过化学反应将食物氧化分解成了水,二氧化碳,和能量。而这个化学反应的源头物质就是一个叫做“葡萄糖”的物质。没错,人类呼吸作用氧化的其实是糖。不过今天我想稍微讲一下这个简化之前的版本到底是个什么样子的。这个过程其实得分成三大部分。这三个部分的反应场所还不一样,分别是在细胞质,线粒体内部和线粒体膜上进行的。粗略的来说,第一部分和第二部分都涉及10步化学反应,第三部分则包含了5步反应。每个部分都有着自己的专业名字,第一部分叫做“糖酵解”,第二部分叫做“三羧酸循环”,第三部分叫做“氧化磷酸化”。我们不需要知道这些名词的具体含义,因为它们过于专业。不过就从名字来看,我们不难猜出,氧气是在最后一部分才参与反应的。

确实,氧气是在最后一部分,也就是第25步才参与反应,从而释放出葡萄糖中所有可以被利用的能量。如果在第25步当中没有氧气的参与,或者说氧气供应不足的情况下。整个反应就会在第一部分的最后一个反应处就停下来,这个时候,葡萄糖刚经历了10步化学反应,变成了叫做丙酮酸的物质。它会在细胞质里转化成乳酸来提供能量。这就是所谓的“无氧呼吸”。无氧呼吸其实也很常见,比如剧烈运动时,肌肉的需氧量就会剧增,氧气一旦供应不足便会导致肌肉细胞中乳酸的积累。这也是为什么我们剧烈运动后往往会肌肉酸痛的原因。

无论是有氧呼吸还是无氧呼吸,供能来源均来自于葡萄糖。而葡萄糖则来自食物中有各种各样的糖原,比如我们熟知的麦芽糖、果糖、蔗糖等等。它们最终都会经过消化道被转化为葡萄糖才能被人体利用。多出来消耗不掉的热量,会被进一步转换为脂肪储存起来,以备不时之需,这是写在我们基因之中的法律。糖和人体的关系,有点像是汽油和汽车的关系。但区别在于,汽车是用多少烧多少,所以不怕汽油装得多,人就不一样了,如果糖装得多了(除去那些吸收不正常的少数人),必然导致一个结果:肥胖。糖的过多摄入与肥胖有确定的因果关系。

糖和糖尿病之间的相关性其实很早就被发现了。考古学家发现,古埃及王国在引进了养蜂场,掌握了生产蜂蜜的技术之后,当时贵族和皇室成员的肥胖症和龋齿患者就不断增加。再比如,公元前400年的恒河谷地区,甘蔗的种植开始流行起来。当时的内科医生苏什鲁塔就发现,肥胖症和糖尿病的患者也开始增加[5]。

过去的一些文明会认为肥胖是财富和生育能力的象征。但是在今天,虽然很多人都知道糖吃多了会引发龋齿,可悲的是,肥胖在老一辈人眼中,依旧被当作“福气”的象征。福气是我国自古以来就存在的一个非常神秘的词语。家里的孩子在长身子的时候,家长都恨不得让TA多吃几碗饭,变得白白胖胖的来沾一下福气。然而,肥胖其实是导致许多疾病的万恶之源。

2013年,包括美国医学协会和美国心脏协会在内的许多医学协会把肥胖归类为一种疾病,并认为这是21世纪最严重的公共卫生问题之一。它是导致残疾的主要原因,并与各种疾病有关,特别是心血管疾病、2型糖尿病、某些癌症、阻塞性睡眠呼吸暂停、骨关节炎和抑郁症等。在世卫组织的定义中,肥胖被认为是体内异常或过量的脂肪堆积,能够对健康造成风险的一种病症。衡量是否肥胖的指标叫身体质量指数,简称为BMI,也就是用一个人的体重(千克)除以身高(米)的平方,假如算出来的数字超过25就是超重,超过30就是肥胖。此外,按照世卫组织的估计,每年至少有280万人因为超重或肥胖而死亡[6],[7]。

就拿心血管疾病当中比较具有代表性的冠心病来说,2007年的一项包含了21个独立研究,总样本数量超过30万人的综合荟萃分析表明,45%的冠心病患者的原因来自于超重和肥胖。即使是轻度超重,冠心病的发病风险也会有显著增加[8]。BMI指数每增加5个单位,冠心病风险就增加29%。

关于肥胖与癌症的相关研究,2014年一篇柳叶刀上的研究已经给出了结论[9]。这项研究中,作者们以524万英国成年人作为研究对象。他们估计:“如果BMI指数每增加1,英国每年就会新增约3790名患者,患上以下10种癌症之一:子宫癌、胆囊癌、肾癌、宫颈癌、甲状腺癌、白血病、肝癌、结肠癌、卵巢癌和绝经后乳腺癌。”

美国的弗雷明汉心脏研究(Framingham Heart Study),从1948年开始对马萨诸塞州5036位弗雷明汉居民进行了长达48年的追踪调查后发现,如果居民的BMI指数超过了30,并且一直持续这个状态长达10年以上的话,那么2型糖尿病的发病率就会增加7%[10]。

所以,肥胖跟“福气”这两个字其实根本沾不上边。相反,它与疾病和死亡的联系才是最密切的。

但麻烦的是,人人都爱吃糖,它也许是正常食物中最容易让人“上瘾”的东西。因为我们在摄入糖分的时候,负责提供快感的中枢神经就会因为多巴胺的分泌而激活,给人提供类似于期望达成、得到满足的快乐。科学家们做过实验得出结论,糖与盐和脂肪不同,它能够让刚出生不久的婴儿体现出愉悦的反应,可以说最接近于本能驱使[11]。

这背后的生物演化学原理不难理解,人类能够普遍吃饱饭其实是最近这半个世纪的事情,我们的身体根本没有时间演化出能抵御甜味诱惑的基因。

所以,从这个意义上来说,“嗜糖”和“吸烟”是很像的。香烟不是烈性毒药,不会抽一根就能立马要命。而且每次在抽的时候,其中的主要精神活性化学物质——尼古丁,会刺激脑内多巴胺的分泌,让人短暂获得快乐的感觉。但是如果长期抽烟,它就会损害身体的每一个器官,随之而来的,就是心脏病、中风、慢性阻塞性肺病和肺癌。糖也是类似,短期来看,多摄入一些也就是多长点赘肉罢了。但是不加以节制,一旦长期处于肥胖状态的话,一系列的疾病将会接踵而来。

像蜂蜜、果汁、糖水罐头这些过去普遍被认为是好东西的养生补品,其实并不养生。不仅不养生,吃多了反而对身体有害。当然,如果你属于那种天生怎么吃都不会胖的体质,那当我没说。

拿普遍被当做礼品的蜂蜜举例,它的含糖量有70%,虽然它也有许多微量成分,比如氨基酸、矿物质和维生素等,是对身体有益的。但是这些微量成分所带来的好处,远远弥补不了那70%的糖给人体带来的危害。

水果虽然是好东西,但是榨成汁以后,它里面很重要的成分——膳食纤维被剔除了,反而留下了大量可溶于水的糖类物质。商家可能会在果汁上面标注无添加糖。但是请记住,所有的果汁,无论是苹果汁、橙汁、葡萄汁,还是桃子、芒果、蓝莓等,它们的含糖量都很高,根本不需要额外添加糖。一般人可以轻易喝下一杯240 ml的果汁,平均来说,含有约30克糖。这几乎相当于8茶匙白砂糖的量了。想补充营养素,最好吃整个的水果,而不是喝果汁。虽然吃三个苹果之后,糖的摄取量也会达到30克,但是请您仔细想一下,是一口气吃掉三个苹果容易,还是一口气喝下240ml的果汁比较容易呢?所以,每天大量喝果汁不等于吃水果,弊大于利[12]。

喜欢吃糖这一点确实是大自然给我们的本能,但是作为这个星球上最具有智慧的人类,更应该学会控制自己的本能,做到科学吃糖。

但控制糖的摄入量说起来容易,做起来却极为困难。有人可能会以为我只要忍住不吃甜食就可以了。超市里的什么QQ糖、奶糖、硬糖、软糖、冰激凌,只要甜的和糖有关我就一概不碰。逼急了,以后我什么零食都不吃,就只喝茶水,吃饭菜。

没错,确实应该如此,这也是世界卫生组织(WHO)强烈建议的。超市里卖的含糖饮料和糖果,能不喝就不喝。如果实在忍不住,摄入量最好控制在每天摄入食物总量的10%以内[13]。如果按照一天摄入3000大卡的热量来计算的话,每天吃个一两颗糖果就超标了[14]。不过这些类型的糖,在世卫组织的定义里叫做游离糖。用稍微专业一点的话就说就是:

“游离糖包括由生产商、厨师或消费者在食品中添加的单糖和双糖以及天然存在于蜂蜜、糖浆、果汁和浓缩果汁中的糖分。”

但我必须很遗憾地告诉大家,仅仅只减少游离糖的摄入量是不够的。因为游离糖只是糖类中的一小部分,糖其实还有一个名字,叫做碳水化合物

碳水化合物这个词对于部分朋友来说可能有点陌生。我们还是从蔗糖开始讲起吧。从化学结构的角度来看,蔗糖只是一个普通的双糖。它是由两个单糖,也就是一分子葡萄糖和一分子果糖形成的。那么如果由三个单糖组成,那么这个糖就是三糖。四个就是四糖。随着组成的单糖数量越来越多,这个糖的结构就越来越复杂。如果实在是复杂到数不清了,那么这种糖就可以统称为多糖。在我们日常消费的食物中,这种高度复杂的糖类几乎无处不在。比如糊精、淀粉和糖原。而所有的这些糖类都统称为碳水化合物。

如果理解了糖类就是碳水化合物,那么就不难理解我们平时所吃的米饭、面条、面包、蛋糕都是糖类。不仅如此,就算是不怎么甜的蔬菜、水果当中,也含有碳水化合物。如果想要控制糖类的摄入量,那就必需对这些食物也进行控制。

早在1981年,科学家戴维·詹金斯(David Jenkins)就引入了一个叫做“升糖指数(Glycemic index)”的概念,它的意思是食用该食物两小时后血糖水平的相对上升量。有了这个指标的好处就是,这样就不用管食物中碳水化合物的含量占比了,毕竟我们关心的是吃了之后到底上升了多少血糖。一种食物如果升糖指数低于或等于55则可认为是碳水化物含量较低。升糖指数如果等于或高于70,则可认为是碳水化物含量较高。大多数的蔬菜和水果都是低升糖指数的,而像白米饭、白面包、玉米片和土豆,则都属于高升糖指数。我简单整理了一下,以表格的形式把常见的食物与升糖指数的关系列给了大家。这个方法简单易懂,我相信也一定会对大家有帮助[15]。

表:常见食物与GI值[16]

分类

GI値

例子

低GI

55以下

大多数水果和蔬菜,豆类,全谷物,坚果

中GI

56 - 69

全麦制品,红薯,白砂糖

高GI

70以上

土豆,西瓜,白面包,白米饭,玉米片,麦片,葡萄糖,麦芽糖

科学家们还发现,并不是所有的碳水化合物都能被人体所利用,来自蔬菜、水果和全谷类物质的细胞壁多糖,就不能被消化系统消化。这类糖也叫做膳食纤维。对于这类物质,科学家们都是推荐可以适当多吃一些,已经有足够的证据证明,它们可以减少大肠癌的发病率。

关于每天到底该摄入多少碳水化合物,我查阅了1997和2002年粮农组织和世卫专家的协商会议,两者都建议碳水化合物的每日摄入量应为总能量的55-75%。需要注意的是,这里的碳水化合物推荐摄入量不仅有75%的上限也还有55%的下限。一些不以米饭为主食的国家把下限调到了50%,但本质上碳水化合物的主食地位还是没有变[17]。

你可能会觉得我查阅的数据是20多年前的,这么老的数据都拿出来说话,是不是太不负责任了?我想说的是,这个数据一直经历着科学共同体的考验,并且沿用至今。在2018年《柳叶刀》的一篇关于碳水化合物与死亡率的论文中,也指出碳水摄入量占整个热量来源 50% - 55% 的人群,死亡率是最低的[18]。

按照这个比例,我们也可以自己动手算一下。如果还是假设我国成年人平均每天会摄入3000大卡的总能量,那么每顿吃个2到3两的米饭还是需要的。每顿吃4两饭,那就有超标的风险了。小时候长辈们都会觉得不吃饭的孩子长不好。饭吃得多,长得快,才是好事。但这种看法其实并不科学,只有合理吃饭才是最健康的。

前面我说的那些数据,与我国的膳食指南的数据也是一致的[19]。谷薯类主食,也就是米、面、杂粮、马铃薯、红薯等推荐每日摄入量为250-400克,50 克一两的话,也就是 5 到 8 两的量。

好了,讲了那么多,我不知道大家是否有收获呢。为了加深一点印象,我在这里做一个简单的总结。

1. 首先我们要知道糖类是给我们人体提供能量的主要物质,它是主食。

2. 糖对于人体来说不像汽油对于汽车那样多多益善,我们必需少吃糖,将摄入量控制在每日总能量的50%-55%。

3. 蜂蜜、果汁之类的食物,不是什么好东西。所谓的保健效果在它们的含糖量面前一文不值。

4. 并不只有甜的东西才是糖,糖类指的是“碳水化合物”。它出现在几乎所有的食物中。我们需要注意食物的升糖指数。

5. 通俗地讲,给人送糖,就好像给人送香烟,是送人慢性毒药。

我觉得,只要能牢记这5点,那么对于糖的认识,就差不多了。


[1] https://www.karger.com/article/FullText/369474

[2] https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1922/summary/

[3] https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1953/summary/

[4] https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1978/summary/

[5] https://academic.oup.com/advances/article/8/3/412/4558122

[6] https://www.who.int/health-topics/obesity#tab=tab_1

[7] https://www.who.int/news-room/facts-in-pictures/detail/6-facts-on-obesity

[8] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17846390/

[9] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25129328/

[10] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22759723/

[11] 果壳网《量产甜蜜:为什么我们无法停止吃糖和变胖?》

[12] https://www.heartandstroke.ca/articles/the-truth-about-juice

[13] https://apps.who.int/nutrition/publications/guidelines/sugars_intake/zh/index.html

[14] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%90%84%E5%9B%BD%E4%BA%BA%E5%9D%87%E6%91%84%E5%85%A5%E9%A3%9F%E7%89%A9%E7%83%AD%E9%87%8F%E5%88%97%E8%A1%A8

[15] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%87%E7%B3%96%E6%8C%87%E6%95%B0

[16] https://www.otsuka.co.jp/en/health-and-illness/glycemic-index/glucose-level/

[17] https://www.nature.com/articles/1602943#:~:text=Both%20the%201997%20FAO%2FWHO,400%20g%2Fday%20or%20more.

[18] https://www.thelancet.com/journals/lanpub/article/PIIS2468-2667(18)30135-X/fulltext

[19] https://www.chinanutri.cn/yyjkzxpt/yyjkkpzx/yytsg/zgjm/202103/t20210311_224598.html

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