作者
玛格丽特·麦科伊
摘要
在今天的美国，人们非常关注肥胖问题。为了平衡忙碌的日常生活和健康的饮食，消费者现在依靠人工甜味剂来帮助他们向更好的生活方式迈出一小步。有了这个概念，就有了这些人造甜味剂是否健康的问题。本文讨论了人工甜味剂对体重和热量补偿的影响，并考虑了一些关于体重增加原因的假设。
一项文献综述得出结论，人工甜味剂比蔗糖甜100- 13000倍，每天使用人工甜味剂的蔗糖消费者可以对其建立耐受水平(Bellisle & Drewnowski, 2007)。在设定耐受水平后，消费者对糖的渴望相对于糖本身会有更大的风险，这可能导致他们肥胖(Bellisle & Drewnowski, 2007)。此外，Swithers, Martin, Davidson(2010)在两项研究中发现，当给大鼠喂食人工甜味剂糖精和安赛蜜钾时，它们比喂食葡萄糖的大鼠体重增加更多。总的来说，研究发现消费者在食用人造甜味剂时需要谨慎。
提交
大约有1.493亿20岁及以上的美国人的身体质量指数(BMI)为25或更高(美国心脏协会[AHA]， 2011)。BMI的计算方法是用体重(公斤)除以身高(米)，这有助于确定肥胖(Must, Dallal， & Dietz, 1991)。到目前为止，2011年肥胖症的成本估计超过2540亿美元(AHA, 2011)。这项研究的目的是试图回答这个问题:用人工甜味剂代替糖是减肥的有效策略吗?
多巴胺的作用
根据Gearhardt, Corbin和Brownwell(2009)的说法，多巴胺的影响被假设为肥胖的一个诱因。Gearhardt et al.(2009)报告称，在353名耶鲁大学本科生中，11%符合该研究基于耶鲁食物成瘾量表对食物依赖的要求制定的标准。接受调查的学生报告称，他们一直希望减少食物摄入量，并且不顾有害后果大量进食，所有这些都可能是食物成瘾的迹象。(Gearhardt et al.， 2009)。Wang et al.(2001)发现10个病态肥胖者，被疾病控制和预防中心定义为BMI为40或以上，体重在275-389.4磅之间，BMI在42-60之间，在他们大脑的“奖励”区域，多巴胺的水平低于正常体重的人(疾病控制和预防中心[CDC]， 2010)。多巴胺是一种刺激我们进食的神经递质。
肥胖人群在进食时食欲满足较慢的原因是他们的大脑在进食时释放的多巴胺较少(Liebman, 2012)。由于感知到的奖励水平较低，肥胖的人想要越来越多的食物，因为他们从未达到满意的水平。糖是一种极易上瘾的食物。Liebman(2012)举了一个例子，当动物吃糖时，它们会吃得过多，最终对糖产生耐受性，从而不得不吃更多来获得满足感。可以假设，为了打破多巴胺和糖瘾的循环，从糖转向人造甜味剂可能会导致肥胖的人减肥，因为他们不再追求“含糖的快感”。
人工甜味剂的好处
食用含糖量高的食物会导致肥胖和胰岛素抵抗，这两者都可能是一个人从糖转向人工甜味剂的好理由(Bachman, Baranowski， & Nicklas, 2006)。人工甜味剂可以在许多包装食品和碳酸饮料中找到，如健怡可乐、零度可乐和百事可乐。人造甜味剂是有益的，因为它们为食物提供甜味，热量比天然糖低。对于那些试图减肥的人来说，吃低卡路里的食物是有价值的。然而，尽管人造甜味剂因其低热量而被证明有一些好处，研究人员已经发现证据表明人造甜味剂对身体有潜在的令人担忧的影响。
人工甜味剂的负面影响
选择人工甜味剂作为一种减肥策略可能并不有利，因为人工甜味剂可能有危险的副作用。Whitehouse, Boullata和McCauley(2008)引用了一项研究，该研究观察了阿斯巴甜(一种人工甜味剂)对14名II型糖尿病患者运动时血浆和葡萄糖水平的影响。研究中使用的阿斯巴甜早餐提高了葡萄糖和胰岛素水平，就像基线天然蔗糖餐一样，因此表明，如果用户从蔗糖转向人工甜味剂，使用阿斯巴甜将不是降低胰岛素和葡萄糖的有效方法。
对糖精等人工甜味剂的研究引发了人们对其安全性的担忧。Whitehouse等人(2008)发现的一项研究表明，在发育的各个阶段(即子宫内、哺乳期和成年后的食物中)将大鼠暴露于糖精中，表明当大鼠食用含有5%或7.5%糖精的饮食时，它们患膀胱癌的数量增加。根据这项研究的结论，Whitehouse等人(2008)指出，FDA在1977年禁止使用糖精，但后来在1991年取消了这一禁令，同时增加了一个警告标签，将糖精描述为潜在的致癌剂。Whitehouse等人(2008)指出，2000年，当研究表明该产品的安全性时，糖精的警告标签被删除了。
安赛蜜钾是另一种引起人们对其潜在影响担忧的人工甜味剂。Whitehouse等人(2008)指出，它于1988年被批准用于饮料，2003年被批准用于一般食品。Whitehouse等人(2008)发现了一项研究，该研究测试了接受剂量为60、450、1100和2250毫克/公斤的安赛蜜钾的小鼠，并发现它会产生遗传损伤。Whitehouse等人(2008)指出，测试的水平高于可接受的每日摄入量(ADI)。ADI被定义为“一个(亚)群体中的个体在其一生中可能每天接触而没有明显健康风险的摄入量”(Whitehouse等人，2008年，第257页)。
考虑到安赛蜜钾的供应量很大，比如在便利店就能买到，超出安赛蜜钾的推荐摄入量并不困难。例如,“Big Gulp”或“Biggie Size”苏打水各含有42到44盎司的含人工甜味剂的无糖苏打水(Whitehouse et al.， 2008)。这表明，根据摄入的安赛蜜钾的量，当摄入的剂量高于ADI时，可能会对健康产生负面影响。
根据上述信息，我提出了一个假设:如果消费者通过用人工甜味剂代替糖来减肥，那么随着时间的推移，当消费者使用大量的人工甜味剂代替糖时，他们的体重也会下降。
方法
我找到的研究来自于南加州大学-哥伦比亚大学数据库、CINAHL和学术搜索Premier的文献综述。
结果
人工甜味剂的使用仍然存在争议。一些研究表明，在饮食中加入低热量的食物和饮料时，他们会产生一些减肥效果。然而，其他研究表明，人造甜味剂会导致体重增加。
Raben, Vasilaras, Moller和Astrup(2002)所做的一项研究表明，使用人造甜味剂可以减轻体重。这项为期十周的研究将人类参与者分为两组，一组是蔗糖组，另一组是人工甜味剂组。参与者被补充了含有蔗糖或人工甜味剂的饮料和食物，他们可以自由摄入，只限制他们可以摄入的最低量。参与者还被允许继续他们的日常饮食，同时使用含有蔗糖或人工甜味剂的食物和饮料，试图复制这些产品在现实生活中的使用情况。
Raben et al.(2002)得出结论，蔗糖组的人类参与者增加了1.6公斤或3.52磅，而人工甜味剂组减少了1.0公斤或2.2磅。研究人员假设，蔗糖组比人工甜味剂组体重增加更多的一个主要原因是，70%的蔗糖是从液体中摄入的，比固体食物更容易过量摄入。
相比之下，Whitehouse等人(2008)的一项研究让我们了解了为什么使用人造甜味剂可能导致肥胖。研究发现，人造甜味剂的甜味可以像可卡因一样让人上瘾，因为在吃甜食时，身体会刺激腹侧纹状体中的多巴胺，而腹侧纹状体是吃甜食时负责奖励和学习的区域。Bellisle和Drewnowski(2007)指出，人工甜味剂的甜度是蔗糖的100- 13000倍。安赛蜜钾的甜度是天然蔗糖的100 ~ 200倍，纽甜的甜度是蔗糖的1.3万倍。
斯威瑟斯、马丁和戴维森(2010)的三项研究表明，人们在使用人造甜味剂时很难减肥。swwithers et al.(2010)的第一项研究得出结论，喂食人工甜味剂糖精的老鼠比喂食葡萄糖(一种天然糖)的老鼠体重增加更多。第二项研究表明，喂食糖精的大鼠比喂食葡萄糖的大鼠热量补偿更弱。第三项研究发现，除了糖精之外，其他人造甜味剂也可能导致人们体重增加。
swwithers等人(2010)进行的第一项研究发现，喂食糖精饮食的大鼠比喂食葡萄糖饮食的大鼠体重增加更多。该小组的研究人员使用巴甫洛夫条件反射模型，该模型表明“味觉和其他感官线索……不仅引起食物摄入，还引起各种激素、神经和代谢条件反应，为有效利用能量做准备”(swwithers et al.， 2010, p.56)。利用这个模型，研究人员提出，如果味觉预测热量摄入的能力下降，那么它将改变身体对能量调节反应的有效性。
一组在某些日子里喝30克无糖酸奶，在其他日子里喝30克含20%葡萄糖的酸奶，而另一组在某些日子里喝无糖酸奶，在其他日子里喝含0.3%糖精的酸奶。结果显示，在五周结束时，喂食糖精组的大鼠并没有表现出酸奶热量的增加。反过来，当甜味确实提供了热量的有效信号时，糖精喂养组的老鼠比葡萄糖喂养组的体重增加了更多。图1显示了这些结果。
图1:与食用含糖酸奶的大鼠相比，食用含糖精酸奶的大鼠体重增加更大。
Swithers等人(2010)的第二项研究发现，与葡萄糖饮食喂养的大鼠组相比，糖精饮食喂养的大鼠组消耗了更多的卡路里，并且热量补偿较弱。swwithers等人(2010)定义的热量补偿是指“动物通过减少随后进食机会的热量摄入来调整一次消耗的卡路里”(第57页)。热量补偿减弱，即动物在吃完一顿饭后不补偿其他食物，可能会导致多余的卡路里累积。例如，典型的美国感恩节午餐包括火鸡、调味酱、豆类、米饭、肉汁、通心粉和奶酪以及甜点。通常在用餐结束时，进食者会摄入大量累积的卡路里。为了弥补这样一顿丰盛的感恩节午餐，接下来的几顿饭的卡路里含量会更低，这样就不会增加已经摄入的高卡路里了。如果一个人的热量补偿能力减弱，在吃完感恩节大餐后，他们会继续吃高热量的食物，这将在一天结束时累积成高热量的食物。
在swwithers et al.(2010)的热量补偿研究中，葡萄糖组的大鼠在14天中的7天中接受了普通的、不加糖的酸奶，在14天中的其余7天中接受了20%的葡萄糖。糖精组的大鼠在14天中的7天食用不加糖的普通酸奶，其余7天食用0.3%的糖精。葡萄糖组的大鼠被训练成甜味是卡路里增加的预测因素，而糖精组摄入甜味并不能预测更多的卡路里。在一个测试日，老鼠吃了5克巧克力，持续30分钟，看它们在吃完巧克力后是否会吃更多的老鼠粮。在另一个测试日，老鼠不吃巧克力，只吃普通的老鼠粮。结果表明，在给予巧克力保证餐后，葡萄糖组消耗的大鼠食物更少，而在巧克力保证餐后，大鼠可以食用这些食物，因此，与只食用正常大鼠食物的对照组相比，葡萄糖组获得了更大的热量补偿，热量摄入更少(swwithers et al.， 2010)。
糖精组不太能减少老鼠食物的摄入量来补偿巧克力保证餐，在吃了巧克力保证餐后继续吃。因此，糖精组显示他们有一个较弱的热量补偿。Swithers等人(2010)假设，热量补偿较弱的原因是糖精没有表明巧克力保证餐的热量含量增加，因为糖精组被训练成甜味并不意味着更多的卡路里。图2显示了这些结果。
图2糖精甜味饮食组的老鼠，被训练过甜味并不意味着更多的卡路里，在吃了一顿巧克力保证餐后，在吃了老鼠的食物后，它们的热量补偿减弱，而且总热量摄入量更高。相比之下，加糖饮食组在吃了巧克力保证餐后摄入的卡路里更少，而甜味确实预示着卡路里的增加。
Swithers等人(2010)的第三项研究比较了0.3%安赛蜜钾，0.3%糖精和20%葡萄糖。研究结果表明，不仅糖精等人造甜味剂会影响体重增加，其他人造甜味剂也可能会使人体重增加。安赛蜜钾被标记为日落、甜蜜和安全、甜蜜一号等名称，是一种流行的人工甜味剂，可以在零度可乐、百事可乐和美汁源轻糖中找到(swwithers et al.， 2010)。该研究比较了这三组，看哪一组体重增加最多。这项研究让三组老鼠连续7天连续23小时食用无味酸奶，然后再连续7天食用添加了人工甜味剂的酸奶。在这段时间里，老鼠接受训练，知道甜味并不意味着食物中的卡路里更多。结果表明，糖精组和安赛蜜钾组的体重增加相似，都比葡萄糖组增加了更多的体重。图3显示了这些结果。
图3:大鼠饮用含安赛蜜钾和糖精的酸奶，体重增加的幅度大于饮用含葡萄糖的酸奶。
在我的文献回顾中，我发现了一些关于为什么美国人体重增加的假设。Karras(2012)引用了一项研究，指出人工甜味剂可以提高胰岛素水平和降低血糖，这可能会刺激饥饿感，并将现有的卡路里转移到脂肪细胞中储存起来。
我在文献搜索中发现的另一项研究表明，人体在摄入食物时产生的热特性与所摄入的卡路里量有关(Swithers et al.， 2010)。Swithers等人(2010)所做的研究测试了喂食糖精饮食的大鼠组与喂食葡萄糖饮食的大鼠组所产生的热量。他们假设，摄入营养物质后，身体产生的热量为胃肠道的营养利用和维持稳态做好了准备。他们认为，大量的卡路里会产生更多的热量，而少量的卡路里会产生更少的热量。
研究人员给大鼠喂了七天加了葡萄糖或糖精的普通酸奶，然后再喂了七天不加糖的酸奶。在每只大鼠身上放置一个微型射频发射器来测量核心体温。糖精饮食组的大鼠被训练为甜味并不意味着更多的热量，而葡萄糖饮食组的大鼠被训练为甜味确实意味着更多的卡路里。葡萄糖加糖酸奶比糖精和不加糖酸奶的热量含量更高，而糖精加糖酸奶的热量含量与不加糖酸奶相同。总的来说，用葡萄糖饮食喂养的大鼠，当它们吃含葡萄糖的酸奶时，它们的体温比不含糖的酸奶时要高。尽管糖精加糖酸奶的卡路里含量与不加糖酸奶相同，但与不加糖酸奶相比，糖精饮食喂养组在食用糖精加糖酸奶时产生的体温升高更低(Swithers et al.， 2010)。
当给这两组大鼠同样的产品，高热值的巧克力保证，观察它们的体温会有什么反应时，糖精组的体温升高比葡萄糖组低。研究结果表明，人造甜味剂可能会扰乱人体对摄入卡路里的准备和体内卡路里利用的生理效应。
结论
我的研究为这个问题提供了一些答案:用人工甜味剂代替糖是减肥的有效策略吗?我以前假设消费者可以通过使用人造甜味剂来减肥，但我在文献综述中发现的信息证明了这一假设是错误的。我发现人工甜味剂的甜度可能是蔗糖的100- 13000倍，如果消费者每天都使用人工甜味剂，他们可能会对其产生耐受性(Whitehouse et al.， 2008)。这驳斥了我的假设，即人工甜味剂可以帮助人们停止对糖的渴望及其产生的快感。
毫无疑问，一旦一个人的食欲对人造甜味剂的甜味产生了耐受水平，这个人就会继续追求“糖的快感”，这最终可能导致他们肥胖(Bellisle & Drewnowski, 2007)。swwithers等人(2010)的一项研究表明，喂食人工甜味剂糖精和安赛蜜钾的大鼠比喂食葡萄糖的大鼠体重增加更多。swwithers等人(2010)进行的另一项研究发现，有证据表明，当身体习惯于定期食用人工甜味剂时，身体为准备胃肠道食物而产生的热量会受到干扰，这可能会中断身体自然发生的卡路里利用。
总的来说，虽然有证据表明人工甜味剂对身体产生负面影响，但没有足够的确凿证据表明人工甜味剂对一个人整体是有益的还是有害的。由于缺乏确切的发现，消费者应限制使用人工甜味剂，直到找到更确凿的证据。
影响
在开始控制体重的饮食计划时，医疗保健提供者需要告知患者人工甜味剂及其用途的模糊性。当个人计划开始节食减肥时，护士应该包括一个如何减少每日卡路里摄入量的计划，并在初级保健提供者的帮助下实施体育活动计划(Whitehouse et al.， 2008)。
未来的研究
在未来，我计划进行更广泛的文献检索，以加强我在文献综述中发现的研究结论。此外，由于不断有新的甜味剂进入市场，我会研究这些甜味剂，看看它们是如何代谢的，以及它们是如何影响身体的纵向研究。
作者简介
玛格丽特·麦科伊
玛格丽特·麦科伊毕业后，我打算做一年的注册护士。之后，我想在和平队工作两年，然后申请科罗拉多大学丹佛分校的家庭护士专业硕士学位。在注意到初级保健提供者如何鼓励他们的糖尿病患者用糖代替人工甜味剂作为改善血糖水平管理的干预措施后，我选择了研究这个主题。由于做了这个课题的研究，我对食品中的人工甜味剂有了更多的认识，并鼓励其他人也这样做。我要感谢Kevin Elliott博士、Iris Walliser教授、Linda Heraldo-Gacad博士和Julia Ball博士。我还要感谢罗纳德·e·麦克奈尔学士学位后成就计划对我研究的支持。
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