砂糖をやめると脳では何が起きるのか

Test person Niklas Thiel poses with an electroencephalography (EEG) cap which measures brain activity, at the Technische Universitaet Muenchen (TUM) in Garching near Munich September 9, 2014. The researchers from TUM and the Technische Universitaet Berlin (team Phypa) try to find ways to control an airplane with computer translated brain impulses without the pilot touching the plane's controls. The solution, if achieved, would contribute to greater flight safety and reduce pilots' workload. Picture taken September 9, 2014.
This is what happens to your brain when you give up sugar.Image: REUTERS/Michaela Rehle
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私を知る人なら誰でも、私が大の甘党だと知っています。昔からずっとそうです。友人で大学院の同級生でもあるアンドリューも同じくらい甘いものに目がなく、ペンシルベニア州ハーシーに住んでいることも、私たち二人にとって助けにはなりません。ハーシーは「世界のチョコレートの首都」と呼ばれる街です。

けれど、アンドリューは私より勇気があります。昨年、彼は四旬節の間、甘いものを断ちました。今年、私も彼にならうとは言えませんが、あなたが今年の四旬節に甘いものを控えるなら、この先40日間に何が起こるかをご紹介します。

砂糖――自然な報酬、不自然な刺激

神経科学では、食べ物は「自然な報酬」と呼ばれます。種として生き残るために、食べることや性行為、他者を養い育てることなどは、脳にとって快いものでなければなりません。そうすることで、こうした行動が強化され、繰り返されるからです。

進化の結果、中脳辺縁系経路が生まれました。これは、こうした自然な報酬を脳が見分けるためのシステムです。快いことをすると、腹側被蓋野と呼ばれる神経細胞の集まりが、神経伝達物質ドーパミンを使って、側坐核という脳の部位に信号を送ります。側坐核と前頭前皮質のつながりは、運動を左右します。たとえば、おいしいチョコレートケーキをもう一口食べるかどうかの判断です。前頭前皮質はまた、体に「このケーキは本当においしい。次のために覚えておこう」と伝えるホルモンを活性化します。

もちろん、どの食べ物も同じように報酬となるわけではありません。私たちの多くが、酸っぱいものや苦いものより甘いものを好むのは、進化の過程で、中脳辺縁系経路が、甘いものは体にとって健全な炭水化物源だと学習させてきたからです。たとえば、祖先がベリー類を探し回っていたころ、酸味は「まだ熟していない」、苦味は「気をつけろ――毒だ!」を意味していました。

果物は別として、現代の食生活は独自の道を歩むようになりました。10年前、米国人は平均して添加糖を1日小さじ22杯摂取していると推定されており、余分なカロリーは350キロカロリーに上りました。それ以降、さらに増えている可能性もあります。数か月前には、ある専門家が、英国人は平均して小さじ238杯を摂取する量にして、毎週の砂糖の摂取量はそうなると述べました。

今日、食品を選ぶ際に利便性がかつてないほど重視されるなか、ほとんど不可能です風味づけや保存、あるいはその両方のために糖類が加えられていない加工食品や調理済み食品を見つけるのは。

こうした添加糖は巧妙に隠れていて、多くの人が気づかないうちに、私たちはやみつきになっています。ニコチン、コカイン、ヘロインなどの依存性薬物が脳の報酬経路を乗っ取り使用者を依存させるのと同じように、神経化学的・行動学的な証拠が積み重なり、砂糖にも同じような依存性があることが示されています。

砂糖依存は実在する

「最初の数日は少しつらいよ」と、アンドリューは昨年の砂糖断ちについて話してくれました。「薬物から抜け出そうとしているような感じさえする。砂糖がない分を埋め合わせるために、炭水化物をたくさん食べていた」

依存には主に4つの要素があります。過剰摂取、離脱、渇望、交差感作(ある依存性物質を使うと、別の物質にも依存しやすくなるという考え方)です。これらすべての要素が観察されています砂糖の場合も、依存性薬物の場合も、依存症の動物モデルにおいてです。

典型的な実験は次のように行われます。ラットは毎日12時間食物を与えられず、その後12時間、砂糖水と通常の餌を摂取できるようにされます。この日課を1か月続けると、ラットには依存性薬物を使う動物に似た行動が現れます。短時間のうちに砂糖水を過剰に飲み、通常の餌よりはるかに多く摂取します。また、食物を与えられない間には、不安や抑うつの兆候も示します。砂糖を与えられたラットの多くは、その後、たとえばコカインやオピオイドなどの薬物にさらされると、事前に砂糖を摂取していないラットと比べ、薬物への依存行動を示します。

薬物と同じく、砂糖は側坐核でのドーパミン放出を急増させます。長期的には、砂糖を नियमित的に摂取することで、中脳と前頭皮質の両方においてドーパミン受容体の遺伝子発現と利用可能性が実際に変化します。具体的には、砂糖はD1と呼ばれる興奮性受容体の一種を増やす一方、抑制性の別の受容体D2を減らします。砂糖の नियमित的な摂取はさらに、ドーパミントランスポーターの働きを阻害します。ドーパミントランスポーターは、神経細胞が信号を発した後、シナプスからドーパミンをくみ出して神経細胞内へ戻すタンパク質です。

つまり、時間をかけて砂糖を繰り返し摂取すると、ドーパミンの信号が長く続き、脳の報酬経路がより強く興奮するようになり、以前と同じように中脳のドーパミン受容体を活性化するには、さらに多くの砂糖が必要になります。脳は砂糖に慣れてしまい、同じ「シュガーハイ」を得るために、より多くの砂糖を必要とするのです。

砂糖の離脱症状も実在する

こうした研究はげっ歯類を対象に行われたものですが、同じ原始的なプロセスが人間の脳でも起きていると言っても、無理な話ではありません。「渇望はずっと消えなかった。(でも)たぶん心理的なものだった」と、アンドリューは話してくれました。「でも、最初の1週間くらいを過ぎると楽になったよ」

プリンストン大学のカルロ・コラントゥオーニらによる2002年の研究では、一般的な砂糖依存の手順を経験したラットに、「砂糖の離脱」を経験させました。食物を与えないか、オピオイド依存の治療に使われ、脳の報酬系にある受容体に結合する薬剤ナロキソンを投与することで、離脱を引き起こしました。どちらの方法でも、歯をカチカチ鳴らす、前足が震える、頭を振るなどの身体的な問題が生じました。また、ナロキソンの投与によってラットの不安が強まったようで、左右に壁のない高所の装置で過ごす時間が短くなりました。

同様の離脱実験を行った他の研究でも、強制水泳試験などの課題で、抑うつに似た行動が報告されています。砂糖を断っているラットを水に入れると、活動的な行動(逃げようとするなど)よりも、受動的な行動(浮かぶなど)を示す傾向が強く、無力感を抱いている可能性が示唆されます。

新たな研究として、ビクトル・マンガベイラらが今月の『Physiology & Behavior』誌に発表した論文は、砂糖の離脱が衝動的な行動とも関連していると報告しています。まずラットに、レバーを押して水を得る訓練をしました。訓練後、動物を飼育ケージに戻し、砂糖水と水、または水だけを与えました。30日後、再びレバーを押して水を得る機会を与えると、砂糖に依存するようになったラットは、対照群よりも大幅に多くレバーを押しました。これは衝動的な行動を示唆しています。

もちろん、これらは極端な実験です。人間は12時間も食事を抜いた後、一日の終わりにソーダやドーナツを好きなだけ食べるようなことはしません。それでも、こうしたげっ歯類の研究から、砂糖依存や離脱、行動を支える神経化学的な基盤を知ることができます。

何十年にもわたるダイエットプログラムやベストセラー本を通じて、私たちは長い間、「砂糖依存」という考えをあれこれ論じてきました。「砂糖の離脱」を経験した人が食べ物への渇望を語る例もあり、それが再発や衝動的な摂食につながることがあります。また、数え切れないほどの記事や本が、砂糖をきっぱり断った人々のあふれる活力や新たに得た幸福感について取り上げています。しかし、食生活に砂糖が広く行き渡っているにもかかわらず、砂糖依存という考えは今なお、かなりタブー視されています。

四旬節に砂糖を断つ決意は、まだ続いていますか。渇望や副作用がいつまで続くのか気になるかもしれませんが、答えはありません。人それぞれで、これについて人間を対象にした研究も行われていないからです。それでも40日後には、アンドリューが最もつらい時期を乗り越え、変化していたドーパミンの信号伝達の一部さえ元に戻した可能性があることは明らかです。「初めて甘いものを食べたとき、甘すぎると思ったのを覚えている」と彼は言います。「甘さへの耐性を作り直す必要があった」

ハーシーの地元のベーカリーに通う者として、読者の皆さんに保証できます。彼はまさにその耐性を取り戻したのです。

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