我们中的许多人，特别是那些既想吃蛋糕又不想看起来吃过的人，对人工甜味剂抱有一种爱恨交加的关系。这些看似神奇的分子提供甜美的味道，却没有通常的热量冲击。我们大量摄入这些化学物质，主要以阿斯巴甜、三氯蔗糖和糖精的形式，它们被用于增强从健怡可乐到牙膏等各种食物的风味。然而，也存在担忧。许多人怀疑，所有这些甜味都以某种隐藏的健康代价为代价，尽管科学仅指出与问题存在模糊的联系。
然而，去年，一个以色列科学家团队提出了一个更有力的论据。研究人员从对小鼠的研究中得出结论，摄入人工甜味剂可能导致——最令人惊讶的是——肥胖以及相关的疾病，如糖尿病。这项研究并非首次注意到动物身上的这种联系，但它是第一个找到合理原因证据的研究：甜味剂似乎会改变指导新陈代谢（即将食物转化为能量或储存燃料）的肠道细菌群落。这一结果表明，这种联系也可能存在于人类身上。
在人类以及小鼠中，从食物中消化和提取能量的能力不仅取决于我们的基因，还取决于我们消化道内数万亿微生物的活动；这些细菌统称为肠道微生物群。以色列的研究表明，人工甜味剂会增加肠道细菌的数量，这些细菌更有效地从我们的食物中提取能量，并将能量转化为脂肪。加州大学旧金山分校的彼得·特恩博夫说，换句话说，人工甜味剂可能会促进细菌的生长，从而使我们获得更多卡路里，而这些卡路里可能会进入我们的臀部、大腿和腹部。特恩博夫是细菌与新陈代谢相互作用方面的专家。
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细菌饕餮
在以色列的实验中，10周大的小鼠每天喂食阿斯巴甜、三氯蔗糖或糖精。另一组小鼠则喂食掺有一种或两种天然糖（葡萄糖或蔗糖）的水。11周后，接受糖喂养的小鼠状况良好，而喂食人工甜味剂的小鼠则出现异常高的血糖（葡萄糖）水平，这表明它们的组织难以从血液中吸收葡萄糖。如果不加以控制，这种“葡萄糖不耐受”会导致一系列健康问题，包括糖尿病以及肝脏和心脏病风险增加。但这又是可逆的：在用广谱抗生素杀死所有肠道细菌后，小鼠的微生物种群最终恢复到原来的组成和平衡，血糖控制也恢复了。
“这些细菌并非对人工甜味剂不敏感，”以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的计算生物学家埃兰·西格尔说，他是领导这项研究的两位科学家之一。研究人员还发现，在人工甜味剂上茁壮成长的微生物种群，正是其他研究人员表明在遗传性肥胖小鼠的肠道中特别丰富的那些微生物种群。
圣路易斯华盛顿大学的内科医生和生物学家杰弗里·戈登已经做了研究，表明细菌与肥胖之间的这种关系不仅仅是巧合。戈登指出，肠道中超过90%的细菌物种来自仅仅两个亚群——拟杆菌门和厚壁菌门。戈登和他的团队在几年前发现，遗传性肥胖小鼠（这些动物缺乏产生瘦素的能力，瘦素是一种限制食欲的激素）的拟杆菌门细菌比正常小鼠少50%，而厚壁菌门细菌则多50%。当他们将肥胖小鼠的厚壁菌门细菌种群样本转移到正常体重的小鼠体内时，正常小鼠变得更胖了。戈登说，这种反应的原因是双重的：从肥胖小鼠移植过来的厚壁菌门细菌产生了更多的酶，这些酶帮助动物从食物中提取更多的能量，而且这些细菌还以触发脂肪储存而不是分解脂肪用于能量的方式操纵正常小鼠的基因。
戈登认为，类似的情况也发生在肥胖人类身上。他发现，随着肥胖人群通过低脂或低碳水化合物饮食减肥，拟杆菌门与厚壁菌门的比例会增加。斯坦福大学微生物学家大卫·雷尔曼说，这一发现表明，人类肠道中的细菌不仅可能影响我们从饮食中提取卡路里和储存能量的能力，还可能影响激素（如瘦素）的平衡，而瘦素会影响我们的进食行为，导致我们中的一些人在任何特定情况下都比其他人吃得更多。
当然，最迫切的问题是，人工甜味剂是否真的会使人类生病和肥胖。西格尔认为它们很可能会，至少在某些情况下会。他和他的团队分析了一个包含381名男性和女性的数据库，发现使用人工甜味剂的人比其他人更有可能超重。他们也更有可能出现葡萄糖耐量受损。事实上，众所周知，肥胖是葡萄糖不耐受以及更严重的葡萄糖相关疾病（如糖尿病）发生的风险因素。
这些模式并不能证明甜味剂导致了这些问题。事实上，超重人群可能只是比其他人更有可能食用人工甜味剂。但西格尔的团队更进一步，在一个由少量通常避免食用人工甜味剂的精瘦健康志愿者组成的小组中直接测试了这种关联。在五天的时间里，志愿者们食用了美国食品和药物管理局规定的最大剂量的糖精后，七名受试者中有四名表现出葡萄糖反应降低，以及肠道微生物的突然变化。葡萄糖耐量没有下降的三名志愿者，他们的肠道微生物没有变化。
科学家们说，尽管并非所有人都容易受到这种影响，但这些发现确实值得进一步研究。以色列小组在其论文中得出结论，人工甜味剂“可能直接促成了它们本身旨在对抗的流行病的加剧”——也就是说，甜味剂可能至少使我们中的一些人更胖、更不健康。
纽约大学胃肠病学家伊尔森·乔研究肠道细菌在人类疾病中的作用，他说，从甜味剂到微生物再到肥胖的因果链可以解释关于肥胖人群的一些谜团。他指出，在研究中，大多数为了减肥而从糖转向低热量甜味剂的人，未能以预期的速度减肥。“多年来，我们一直怀疑肠道细菌的变化可能在肥胖中起一定作用，”他说，尽管很难准确指出这种影响。但乔补充说，很明显，“无论你的正常饮食是什么，都可能对你肠道中的细菌种群产生巨大影响，这种影响很难被高估。我们知道，我们没有看到人们期望从这些非营养性甜味剂中获得的减肥益处，而肠道细菌平衡的转变很可能就是原因，特别是导致荷尔蒙平衡发生转变的转变。激素就像一个力量倍增器——如果肠道微生物的变化对控制饮食的激素产生影响，那么这将解释很多问题。”
微生物与基因
当然，还有许多问题有待解答。芝加哥大学的病理学家、肠道细菌和食物过敏专家凯瑟琳·纳格勒说，人类巨大的基因变异使得从小鼠身上推断出的结论值得怀疑。“尽管如此，我发现这些数据非常引人注目，”她说起以色列的人工甜味剂研究。雷尔曼也同意，啮齿动物研究并不总是能反映人类身上发生的情况。“动物研究可以指出一种普遍现象，但这些研究中的动物往往在基因上是相同的，而在人类中，生活方式史和基因差异可能发挥非常强大的作用，”他说。人体内微生物的组合反映了该身体的特定历史——包括基因和环境。
“微生物组是交织在一个复杂谜题中的一个组成部分，”雷尔曼继续说道。“有时，基因的力量非常强大，以至于它会覆盖并反过来驱动微生物群。”例如，基因变异可能解释了为什么在七名食用糖精的人类中只有四人的肠道细菌发生了变化，尽管基因只是众多可能因素之一。如果某人在基因上易患肥胖症，并且饮食习惯会促进肥胖症，那么微生物可能会发生变化以利用这种饮食，从而放大这种效应。
以色列研究人员同意，现在就断定人工甜味剂会导致代谢紊乱还为时过早，但他们和其他科学家都确信，至少有一种——糖精——对人类肠道中微生物的平衡有显著影响。“证据非常令人信服，”特恩博夫说。“肯定有事情正在发生。”西格尔表示，他本人不会冒险：他说他已经将早晨咖啡中的甜味剂从人工甜味剂换成了天然甜味剂。