生物學家研究為什麼含糖食物冷卻後甜味會減弱

你有沒有注意到，一口溫暖的櫻桃派讓你的嘴裡充滿了甜味，但從冰箱裡拿出來的那塊卻一點都不誘人？科學家們知道這種現象是真實的，但其背後的機制卻知之甚少。

加州大學聖巴巴拉分校的著名教授克雷格·蒙泰爾（Craig Montell）以果蠅為研究物件，發現了導致這種現象的一個過程。Montell的團隊，包括李秋蘭、尼古拉斯·德博比安和高木索卡比，發現低溫會抑制甜味的吸引力。然而，這些條件並不影響糖神經元本身。更確切地說，它們是透過一種最初被發現用來感知眼睛光線的蛋白質，透過其他感覺細胞進行活動的。儘管如此，甜味食物的涼爽感覺不會因為光線而改變。研究結果發表在《當代生物學》雜誌上。

“食物的吸引力不僅僅受到化學成分的影響，”蒙特爾說，他是分子、細胞和發育生物學系的達根教授。“我們已經知道，低溫會降低人類對甜味的喜愛程度。”他和他的同事想知道這是否也適用於果蠅，如果是，其潛在的機制是什麼？

研究小組發現，在23攝氏度（73。4華氏度）和19攝氏度（66。2華氏度）之間，果蠅對進食的興趣存在顯著差異，也就是說，儘管果蠅的行為發生了變化，但他們並沒有檢測到果蠅感知甜味神經元的活動存在差異。

蒙特爾指出：“由於溫度不會直接影響糖神經元，它一定會影響其他型別的細胞，進而間接影響糖的消費傾向。”

果蠅用一種味覺神經原來檢測糖。苦是由另一種神經元感知的，而機械感覺神經元則感知食物的質地，如硬度。然而，溫度感覺並不那麼簡單。苦味神經元和機械感覺神經元也參與了冷感的探測。只有當兩者都被啟用時，大腦才會將其解釋為一個很酷的訊號。

蒙泰爾解釋說，所有這些刺激似乎都降低了動物的進食慾望。含苦味的化合物會觸發含苦味的神經元，這些神經元會告訴果蠅停止進食。堅硬的食物會觸發機械感覺神經元，這些神經元也會告訴果蠅停止進食。而低溫則會引發這兩種反應，產生同樣的效果。

這種反應的關鍵是一種叫做視紫紅質6的蛋白質。視紫紅質通常與視覺有關，但在過去的幾年裡，蒙泰爾集團已經將視紫紅質與其他多種感官聯絡起來。事實上，就在幾周前，蒙特爾的實驗室發表了第一項研究，將這類蛋白質的不同成員與化學口味聯絡起來。

他說：“苦神經元表達一種叫Rh6的視紫紅質，如果你擺脫了它，那麼低溫就不再會抑制糖的吸引力。”

沒有了Rh6，探測苦味和寒冷的神經元就不會再被低溫啟用。由於冷感覺需要啟用多種不同型別的神經元，失去Rh6會阻止果蠅識別較低的溫度，從而消除對含糖食物的吸引力。

蒙特爾說：“令人驚訝的是，發現其實是其他神經元，而不是糖神經元的活動增加了，而其他神經元的冷啟用間接地抑制了糖神經元的活動。”

糖感覺神經元在低溫下仍被糖啟用；然而，透過降低體溫來啟用這些其他神經元會抑制探測甜味神經元和動物大腦之間的交流。這可能是由苦味/冷啟用的神經元釋放的一種抑制性神經遞質實現的。

至於為什麼果蠅在寒冷的時候不吃東西，蒙特爾懷疑是因為它們的新陳代謝。果蠅的新陳代謝和對食物的需求會受到溫度的影響。較低的溫度意味著較慢的新陳代謝和更少的食物需求。一般來說，如果食物是冷的，蒼蠅也是冷的。

事實上，當溫度從25攝氏度降至18攝氏度時，蒼蠅的繁殖時間（一個卵變成一隻成年蒼蠅所需的時間）從10天增加到20天。“一切都變慢了，”蒙特爾說，“這就是為什麼餵養減少了。當你的新陳代謝減慢時，你不會想要吃同樣多的食物。”這種解釋不適用於像人類這樣的溫血動物，即使我們表現出類似的行為。

未來，蒙特爾和第一作者李喬然計劃透過研究顆粒大小如何影響進食行為，進一步研究食物吸引力的機械感覺方面。例如，他提供了新鮮和再冷凍冰淇淋的明顯區別。儘管有相同的化學成分和溫度，大多數人還是更喜歡沒有融化和重新凍結成塊的冰淇淋。

在反思這一驚人的發現時，蒙特爾說：“如果你的預期是錯的，那很好，只要你能找出什麼是對的。”