香港腸道微生態心理健康中心/ 心油心理健康中心
作者: 梁姍博士（中國科學院心理研究所行為生物學博士、中國科學院微生物研究所博士後、日本未來食品研究所所長） July 2021
萃取
1.偏愛高熱量食物是包括人類在內所有動物的本能，偶爾獲得的高熱量食物能幫助動物獲得更多熱量，有利於生存。但正常情況下，所有動物為生存去取食也能權衡利弊，一旦發覺危險也能迅速放棄難得的高熱量食物；但對於大腦獎賞回路受損（鈍化）的動物，對於垃圾食品的偏愛已經成為強迫性行為，變成無限熱愛的程度，能讓它們明知道有危險也要吃，這就像可卡因等藥物成癮情況下對藥物的瘋狂渴望一樣！
2. 長期食用垃圾食品會改變人的第二基因組（腸道微生物基因組），會在腸道中篩選出一批嗜好垃圾食品的微生物，這些微生物會抑制有益微生物生長、通過誘發腸漏和炎症、釋放毒素（如細菌內毒素），分泌腦腸肽和瘦素等方式影響人體多巴胺系統，從而鈍化獎賞回路，讓人明明下定決心少吃減肥，依然停不下來食用垃圾食品的行為。
內文：
垃圾食品這個名字是舶來品的外來語，是junk foods的準確意譯。因為在中國垃圾食品的登陸是伴隨著改革開放之後，長期饅頭稀飯鹹鴨蛋的早餐習慣被口味一新的麥肯必推翻，加上店頭上的行銷手段新穎和熱情，垃圾食品變成了少兒到工作壓力大的白領們最鍾情的食物。
實際上近十年以來，垃圾食品已經變成一個充滿爭議的話題，有人強調它對健康的危害，也有人對它情有獨鍾非吃不可，還有人竟然完全依戀它。難怪世界衛生組織食品安全部主任也出來為垃圾食品月臺，讚美它在解決人類溫飽問題中的積極作用以及它的美味。它到底是好是壞不能一言以蔽之，需要從科學上做一個了斷。
一. 人們對於垃圾食品的感受差異
對於食物，不同人常常有不同感受，喜歡的人沒它不行，不喜歡的人則避之不食，但沒有哪一種食物能像垃圾食物這樣引起如此兩極化的爭議。
即便大部分人都知道垃圾食品的危害，卻真的很少人能抵抗垃圾食品的誘惑。有些人說“不都是吃的嗎，垃圾食品就是比別的好吃呀”，有人說“每天工作累成狗，吃點垃圾食品才能撫慰我疲憊的身心”，還有人說“還有什麼食物能像垃圾食品這樣物美價廉，還色香味俱全呢”……明知是垃圾食品，偏去這裡消費的人真不少。
對於垃圾食品魅力最有體會的恐怕是家長了，不少家長說“我知道垃圾食品不好，但孩子就是要吃，不給就又哭又鬧，我也沒辦法呀”；也有家長說“孩子就是不聽話，就是挨了打還是要吃垃圾食品，算了算了，由他/她吧”；還有家長說“孩子每天學各種東西，太辛苦了，吃他們喜歡的東西放鬆快樂，剝奪他/她這點快樂太殘忍了”……
曾幾何時，人類進化歷史上的任何食物都是用來充饑和提升營養健康的必選，不管好吃不好吃、愛吃不愛吃，人們一般都會有所節制地理智消費，再喜歡吃的東西也不會癡迷貪食。但人類自然飲食過程中，垃圾食品卻完全不適合這個進化規則。
不吃的垃圾食品的人根本無法理解酷愛垃圾食品者的那種癡迷，比如已經肥胖到嚴重影響生活威脅生命的人，甚至知道這一切都是自己喜歡吃的垃圾食品導致，依然無法停止，是因為人的自製力不夠強？對垃圾食品的認識還不夠深刻？還是什麼別的原因呢？下面我們來看看科學家發現動物與垃圾食品之間發生了什麼。
二. 老鼠寧願挨電擊也要吃垃圾食品
科學家進行了一系列實驗來研究垃圾食品對老鼠的影響。
1. 吃垃圾食品鈍化大腦獎賞回路的敏感性
實驗1：健康成年大鼠分為三組，對照組每天不吃垃圾食品，限制組每天可食用1小時垃圾食品，無限制組每天可食用18-23小時垃圾食品，三組大鼠均隨時可食用常規食物，且無時間限制。實驗持續40天。
40天后，與對照組大鼠相比，無限制組大鼠不僅出現肥胖，大腦獎賞回路也明顯改變，主要表現在：
i. 無限制組大鼠體重顯著增加，限制組大鼠體重增加但未達顯著水準；
ii. 無限制組大鼠獎賞回路逐漸“鈍化”，獎賞閾限不斷升高，這與大鼠對於注射海洛因和可卡因的反應相似；
iii. 限制組大鼠每天攝入的熱量與對照組相似，而未限制組每天攝入的熱量則增加一倍；
iv. 限制組大鼠形成了暴飲暴食的飲食模式，在1小時時間內食用垃圾食品獲得每天66%的食物熱量；無限制組大鼠每天從垃圾食品中獲得95%的食物熱量；
v. 隨著時間推移，無限制組大鼠對於垃圾食品的食用量有所降低，但相比常規食物，仍然更偏愛垃圾食品。
40天后，停掉垃圾食品時，與對照組大鼠相比，無限制組大鼠進食量顯著減少，體重減輕，但升高的大腦高獎賞閾限持續至少14天，而注射毒品可卡因的獎賞閾限提升效果僅為2天。
2. 無限制進食通過減少紋狀體多巴胺2受體表達鈍化獎賞回路
實驗2：三組健康成年大鼠與實驗1相同分組飲食，直至無限制組大鼠體重與對照組出現顯著差異，取大鼠腦樣本進行分子和生化分析。結果發現：與對照組和限制組大鼠相比，無限制組大鼠紋狀體高度糖基化膜結合多巴胺2受體（D2R）表達顯著下調，且紋狀體D2R的表達水準與體重呈反比（即體重越大，D2R表達越少）。
實驗3：實驗組大鼠用提前設計好的慢病毒感染來敲除D2R基因，對照組無基因敲除。結果發現：
i. 敲除了D2R基因的大鼠食用垃圾食品後，大腦獎賞閾限迅速升高；而對照組大鼠短時間（14天）食用垃圾食品後獎賞閾限並未改變。
ii. 不接觸垃圾食品並正常飲食時，無論是否敲除了D2R基因，大鼠的獎賞閾限都不會改變。
iii. 接觸過垃圾食品後，D2R基因敲除大鼠的獎賞閾值升高可持續至少15天。也就是說，D2R基因突變或表達減少的人或動物更難以抵制垃圾食品的誘惑。
3. 寧願遭受電擊也要吃垃圾食品的強迫性進食行為
實驗4：與實驗1相同，健康成年大鼠分為對照組、限制組和無限制組，連續進食40天；之後所有大鼠每天都有30分鐘時間在操作箱中食用垃圾食品，持續5-7天直至食用垃圾食品量相對穩定；之後三組大鼠均分為兩組，一組食用垃圾食品時遭受光刺激和電擊刺激，一組只遭受光刺激。結果發現：
i. 在基線水準測試（無刺激）時，與無限制組大鼠相比，對照組和限制飲食組大鼠攝入的垃圾食品更多；這與自然條件下，動物接觸到來之不易的高熱量食物時會忍受不住地大吃表現一致。
ii. 光刺激對三組大鼠的垃圾食品進食量無顯著差異。
iii. 光刺激+電擊刺激會顯著減少對照組大鼠和限制組大鼠吃垃圾食品的量，但不影響無限制組大鼠吃垃圾食品的量。提示無限制組大鼠對於懲罰性的電擊刺激不敏感，換句話說，長期無限制吃過垃圾食品的大鼠寧願受到嚴厲懲罰也不能放棄吃垃圾食品！無限制組大鼠的這種強迫性進食行為與可卡因成癮大鼠的強迫性“注射”可卡因的行為類似。
4. 強迫性進食行為與獎賞回路鈍化密切相關
實驗5：D2R基因敲除大鼠和未敲除大鼠各分為兩組，對照組和無限制組，共4組，進食14天后進行與實驗4相同的刺激測試。結果發現：
i. 四組大鼠基線水準的垃圾食品食用量都很高，光刺激不影響各組大鼠的垃圾食品食用量。
ii. 對於之前食用常規食物的大鼠，無論是否敲除D2R基因，光刺激+電擊刺激都會顯著減小垃圾食品食用量。
iii. 對於之前無限制食用垃圾食品的大鼠，光刺激+電擊刺激會不影響D2R基因大鼠的垃圾食品食用量，但會顯著降低基因未敲除大鼠的垃圾食品食用量。
iv. 14天無限制食用垃圾食品的D2R基因大鼠大鼠在測試後48小時內大腦獎賞閾限一直居高不下，而其他三組獎賞閾限處於穩定低水準。
三. 作者點評
偏愛高熱量食物是包括人類在內所有動物的本能，偶爾獲得的高熱量食物能幫助動物獲得更多熱量，有利於生存。但正常情況下，所有動物為生存去取食也能權衡利弊，一旦發覺危險也能迅速放棄難得的高熱量食物；但對於大腦獎賞回路受損（鈍化）的動物，對於垃圾食品的偏愛已經成為強迫性行為，變成無限熱愛的程度，能讓它們明知道有危險也要吃，這就像可卡因等藥物成癮情況下對藥物的瘋狂渴望一樣！
近幾十年來，人類的飲食模式發生了顯著改變，便利的城市生活讓不少人的餐飲不再定時，也不限三餐，隨時隨地都可以吃到好吃的高熱量食物，這種情況與可以無限制食用垃圾食品的大鼠相同。與這種飲食改變相伴隨的，是全世界各國肥胖人數的不斷增加，垃圾食品連鎖店如同雨後春筍出現在城市的角角落落。
大量人類研究顯示，超重或者胖人大腦獎賞回路神經元對於高熱量食物的反應減弱，獎賞閾限升高，相當於原來你吃一點就滿足的東西，後來吃兩點才解饞，接著三點四點都不能解決問題了。而這種大腦獎賞回路的鈍化在出現明顯超重或肥胖前已經存在。研究者把大腦對獎賞不敏感的遺傳背景稱之為獎賞缺陷綜合征（Reward Deficiency Syndrome）。
10年過去了，這篇文章的研究者當時主要關注垃圾食品對於大腦獎賞回路的改變，注重人體基因突變的影響，他們當時可能並不知道其中腸道微生物在這個垃圾食品偏好中發生了什麼樣的作用和改變。現在則有更多研究揭示，垃圾食品對於腸道微生物有顯著的擾亂，異常的腸道菌群會通過菌-腸-腦軸影響人的大腦獎賞回路功能，驅使大腦的表觀遺傳學改變，從而引發對於垃圾食品的敏感性降低，偏愛程度增加，直至出現無法自控的強迫性進食行為。
TaqIA A1等位基因突變與大腦紋狀體D2R密度減低有關，攜帶有這種等位基因的人對高熱量食物敏感性比未攜帶者低，更可能因過多食用垃圾食品出現超重、肥胖及相關心理行為和健康問題。
大腦獎賞回路相關基因的表達受飲食影響，長期食用垃圾食品的人紋狀體D2R表達會下調，獎賞回路鈍化，從而出現肥胖和超重相關問題。
長期食用垃圾食品會改變人的第二基因組（腸道微生物基因組），會在腸管中篩選出一批嗜好垃圾食品的微生物，這些微生物會抑制有益微生物生長、通過誘發腸漏和炎症、釋放毒素（如細菌內毒素），分泌腦腸肽和瘦素等方式影響人體多巴胺系統，從而鈍化獎賞回路，讓人明明下定決心少吃減肥，依然停不下來食用垃圾食品的行為。
無論什麼原因造成的大腦獎賞回路的脆弱，健康飲食就不會出現強迫性進食行為，只有在有高熱量垃圾食品這個觸發因素在，大腦獎賞回路才會出現明顯鈍化。
綜上，垃圾食品確實有著令人難以抗拒的魅力，可以像毒品一樣吸引人並引起相應的大腦改變。從這個意義上來說，對幼兒少兒和青年人的一定程度上的食育和干預是有必要的，即便我們生理上會愛偏愛吃垃圾食品，也很容易對垃圾食品難以限量，只要不多吃和常吃，依然可以保護我們的大腦獎賞系統，避免自己掉進控制不了的強迫性進食行為深坑。
參考文獻:
https://www.nature.com/articles/nn.2519
https://link.springer.com/article/10.1007/s00213-019-05265-5
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