《科學》:飲料餵了腫瘤!康奈爾科學家發現,飲料中的糖漿,哪怕少量食用,也可直接促進腸癌生長
糖吃多了有害健康這事,血糖高了後,胰島β細胞變得千瘡百孔,大量洩漏ATP,在高血糖中被活活餓死。
那麼,如果控制住了體重和血糖,是不是吃糖就沒啥危害了呢?這恐怕想的太美了。
今天,康奈爾醫學院的Marcus Goncalves、Lewis Cantley和Jihye Yun等研究發現,大致相當於每天一罐可樂劑量的玉米糖漿,就可以明顯促進小鼠結腸腫瘤的生長。更可怕的是,這些糖直接從腸道中被腫瘤吸收,不經過血液,糖耐量再好也沒用。相關研究發表在Science上<1>。
不過研究人員也發現,阻斷果糖的代謝或脂肪酸從頭合成就可以阻止這一過程,這或許可以成為控制腫瘤的新方法。
通訊作者之一的Jihye Yun
酸甜苦辣鹹五味,受眾最廣的恐怕就是甜味了。糖類的甜味確實讓人愉悅,讓人上癮,產生依賴性,甚至會有戒斷反應<2>,被有些人稱為使用最廣泛的「毒品」。
為了獲取甜味,人們可是費勁了周折,從遠古時摘野果採野蜜,到後來種甘蔗養蜜蜂,直到哥倫布發現美洲後,新大陸廣泛種植甘蔗,才讓甜味成為人們餐桌上的常客。而後工業化生產的轉化糖漿,讓甜味真正成為一種廉價的快樂來源<3>。
蜂蜜其實跟玉米糖漿差不多,主要成分都是一半果糖一半葡萄糖
轉化糖漿通常以玉米澱粉為原料,先水解成葡萄糖,再用轉化酶把其中大約一半的葡萄糖轉化成果糖,畢竟果糖可比葡萄糖甜多了<4>。因為其中主要成分是果糖和葡萄糖,主要原料是玉米,也被稱為果葡糖漿或者玉米糖漿。
自20世紀80年代,以玉米糖漿為原料的可樂等各種飲料在世界上流行開來後,肥胖率和結直腸癌的發病率也跟著上漲了<5>。這裡面,含糖飲料造成的肥胖,就是一個腸癌的危險因素<6>。不過這些含糖飲料的攝入,會不會還對腸癌的發生發展有著直接的影響?研究人員們展開了研究。
大規模種植的玉米讓玉米糖漿有了廉價的原料
研究人員使用敲除了APC基因的結腸癌模型小鼠,在用藥物誘發腸癌後,每天給小鼠餵食400μL的25%玉米糖漿溶液,這大概相當於人們每天喝一罐350mL的可樂的量,遠不足以讓小鼠肥胖和代謝紊亂。
雖說喝了玉米糖漿的小鼠並沒有出現肥胖等症狀。8周後,雖然它們腸道中產生的腫瘤總數並沒有增多,但其中的大腫瘤和高級別腫瘤數量都明顯多於對照組。
玉米糖漿促進了腫瘤生長!
玉米糖漿促進了腫瘤的生長
玉米糖漿裡主要有葡萄糖和果糖。這裡面,果糖在小腸主要由轉運體GLUT5被動運輸<7>,吸收效率十分有限。對人來說,一次性吃下5g左右的果糖,就能達到小腸的吸收上限,造成結腸內果糖濃度的升高<8>。而在這些服用了玉米糖漿的小鼠的結腸腔中,也確實出現了果糖濃度的升高。
進一步對腫瘤的研究發現,這些腫瘤中,吸收果糖用的GLUT5表達水平增高了,代謝果糖的己酮糖激酶(KHK)和醛縮酶B的表達也升高了。同位素示蹤試驗也顯示腫瘤截流利用了不少果糖。
葡萄糖和果糖的代謝
在腫瘤中,果糖先是在KHK催化下磷酸化成果糖-1-磷酸(F-1-P),然後由醛縮酶B裂解成兩個丙糖,或進入糖酵解氧化分解,或被用於合成葡萄糖和脂肪酸。
更重要的是,葡萄糖糖酵解的限速酶磷酸己糖激酶(HKs),受到ATP的負反饋抑制,而代謝果糖的KHK卻沒有這一機制。這也就使得,只要有足夠的果糖,就會不斷的生成F-1-P,超過醛縮酶B的代謝能力,造成F-1-P的堆積和ATP的耗竭。
ATP消耗光了,對磷酸己糖激酶的抑制解除了,葡萄糖的糖酵解大大增加。
糖酵解對腫瘤細胞來說,可不僅僅是提供能量這麼簡單,它同時也為腫瘤細胞極為依賴的脂肪酸從頭合成提供原料。
試驗中,研究人員也發現,飼餵葡萄糖+果糖後,相比單獨餵食葡萄糖,小鼠腫瘤中脂肪酸的合成增加了。而在小鼠中敲除的負責果糖代謝的KHK,或者負責脂肪酸從頭合成的脂肪酸合酶(FASN),都可以阻止果糖的促癌生長作用。
這麼一杯大約是220mL,比實驗中的用量換算到人身上少點
論文通訊作者Cantley表示:「這項研究揭示了一個令人驚訝的結果,結直腸癌利用玉米糖漿作為促進腫瘤生長的燃料。玉米糖漿是大多數含糖蘇打飲料和許多其他加工食品中的主要成分。雖然許多研究都將結直腸癌發病率的增加與飲食聯絡起來,但這項研究顯示了食糖與結直腸癌之間的直接分子機制。」
另一位通訊作者Jihye Yun補充道:「我們的發現也為治療開闢了新的可能性。與葡萄糖不同,果糖對正常細胞的存活和生長並不是必需的,這表明針對果糖代謝的治療方法值得探索。另外,儘量避免飲用含糖飲料,而不是依賴藥物控制血糖,會顯著降低結腸中的糖含量。」
炸雞能吃出腸癌,可樂也能喝出腸癌。還是做個腸鏡去吧。
參考文獻:
1. GONCALVES M D, LU C, TUTNAUER J, et al. High-fructose corn syrup enhances intestinal tumor growth in mice
2. Colantuoni C, Rada P, McCarthy J, et al. Evidence that intermittent, excessive sugar intake causes endogenous opioid dependence
3. Tappy L, Lê K A. Metabolic effects of fructose and the worldwide increase in obesity
4. Schiffman S S, Sattely–Miller E A, Graham B G, et al. Effect of temperature, pH, and ions on sweet taste
5. Hodge A M, Bassett J K, Milne R L, et al. Consumption of sugar-sweetened and artificially sweetened soft drinks and risk of obesity-related cancers
6. Bardou M, Barkun A N, Martel M. Obesity and colorectal cancer
7. Drozdowski L A, Thomson A B R. Intestinal sugar transport
8. Rumessen J J, Gudmand-Høyer E. Absorption capacity of fructose in healthy adults. Comparison with sucrose and its constituent monosaccharides