碳水饮食为什么让人“上瘾”？
▲ 西藏日喀则，秋天的打谷场。（视觉中国 / 图）
人们喜欢食用碳水化合物，是因为人类很早就演化出了唾液淀粉酶基因（AMY1），且这个基因随着时间的推移演化出多个拷贝，可以帮助人们有效消化多种谷类的碳水化合物。
文｜张田勘
责任编辑｜朱力远
碳水化合物就是含有碳、氢和氧原子（H₂O，水）的化合物，也称糖类，是人体三大能量来源之一，其他二者是蛋白质和脂肪。近年来，碳水化合物有被污名化的趋势，不少人担心甚至拒绝食用碳水化合物，认为这类食物会让人增加体重，飙升血糖，引发肥胖、糖尿病和一系列相关疾病，因而转向低糖（碳）饮食、生酮饮食（极低碳饮食）等。
然而，无论是世界卫生组织（WHO），还是中国营养学会，都把碳水化合物作为人的食物最重要的基石。2023年7月17日，WHO根据最新科学研究结果更新了关于碳水化合物指南，重点推荐应该摄入全谷物、蔬菜、水果和豆类4种碳水化合物。中国营养学会制定的《中国居民膳食指南（2022）》（最新）的准则和核心是平衡膳食宝塔，分五层，分别代表五大类食物，包括谷薯类、蔬菜水果、畜禽鱼蛋奶类、大豆和坚果类以及烹调用油盐。第一层和第二层的谷薯类、蔬菜水果都是碳水化合物，第四层的大豆和坚果类也富含碳水化合物（大豆含10%碳水化合物，淀粉类坚果如板栗，含40%碳水化合物）。
无论从营养和供能来看，抑或从数量和质量来看，碳水就是力量。不过，新的研究还表明，人们喜爱碳水化合物不只是因为碳水有力量，还在于在长久的演化过程中，人类的基因习惯了消化碳水化合物并以其为力量的来源，而且习惯和喜欢上了碳水的味道、质地和内容，就连跟着人类一起演化的家禽家畜也随着人类得道，鸡犬升天。
美国纽约州立大学布法罗分校和其他机构的研究团队在2024年10月17日的《科学》杂志上发表的一项研究指出，无论是西方还是东方，人们喜欢食用碳水化合物是因为所有人的DNA中都有唾液淀粉酶基因（AMY1）。而且，这种基因随着人类的演化有多个拷贝，因而可以帮助人们有效消化谷类（稻米、麦面、玉米、薯类、豆类）等淀粉碳水化合物（淀粉是一种复杂的碳水化合物，由多个糖单元组成，天然存在于蔬菜、谷物中）。甚至在食物进入消化道的第一个环节——口腔，就能分解复杂的碳水化合物，为人提供能量奠定了基础。
人类的唾液淀粉酶基因并非是在农业文明形成之时，人们能大量生产谷类和其他粮食并作为主要食粮之时形成，而是在农业诞生之前就演化成功了，时间大约是在80万年前。
研究团队采用光学基因组制图（基因图谱）和长读测序，以绘制AMY1基因区域，这种方法比传统的短读测序更有利于获得较为详细的AMY1基因图谱和基因拷贝，而传统的短读测序方法难以准确区分AMY1基因拷贝，因为AMY1基因序列几乎相同。
研究人员分析了68个古人类的基因组，包括一个来自西伯利亚的4.5万年前的人类基因样本，结果发现，在人类形成农业前的狩猎采集者中，平均每个二倍体细胞就有4到8个AMY1基因拷贝。细胞内同源染色体的数目只有一组最基本的称为单套或单倍体，两组备份称为双套或二倍体，人类只有精子和卵子是单倍体，其他细胞都是双倍体。
这表明，在人类开始驯化植物和食用大量碳水化合物之前，就已经带着各种各样的高AMY1基因拷贝数在欧亚大陆上生存繁衍和移民了。这些人当中也包括已在人类演化中消失了的尼安德特人和丹尼索瓦人，只不过，他们的某些基因还存留在现代人身上。同时，这也表明，AMY1基因可能在八十多万年前首次复制，在时间点上比以前认为的要早得多，远远早于人类从尼安德特人分离出来。而人类基因组的最初复制为淀粉酶区域的显著变化奠定了基础，由此，使得人类能够适应不断变化的饮食，后来，随着农业的出现和发展，以及新技术和生活方式的出现，人类对碳水化合物的消费量急剧增加。
从饮食决定人类的演化来看，AMY1最初的复制就像池塘里产生的第一道涟漪，创造了一个基因扩大的机会，并在后来的漫长岁月中塑造了人类。同时，随着人类在不同的环境中繁衍和移民，AMY1基因拷贝数量越来越多，以适应农业出现后的人类以碳水化合物为主的食物模式，为消化富含淀粉的饮食，如大米、小麦、薯类等提供了生理基础。
最初的AMY1基因拷贝也许只有4个，到后来淀粉酶位点变得不稳定，并开始产生新的变异，以及人类所吃的碳水化合物变得更多，因而从4个AMY1拷贝可以增加到8个、16个，甚至更多。结果是，人所拥有的淀粉酶基因拷贝越多，产生的淀粉酶就越多，人也越能有效消化更多的碳水化合物。而淀粉酶不仅能将碳水化合物分解成葡萄糖，还能塑造面包和稻米口感。
无独有偶，加州大学伯克利分校一个研究团队在2024年9月4日的《自然》杂志上发表了相似的一项研究结果，在过去的1.2万年里，欧洲人将AMY1基因的平均拷贝数从4个增加到7个，原因也在于农业产生后，人们吃碳水化合物的数量增多了。
虽然人类早期的狩猎者体内有多个AMY1基因拷贝，但是，人类是在1.15万年前才开始种植作物并产生农业，大约在1万年前驯化了绵羊、山羊、猪、牛等家畜，并且在后来的数千年左右才有比较好的农业收成，因而人们食用的淀粉碳水化合物才增多，因此在过去的4000年里，欧洲农民的平均AMY1基因拷贝数量激增，这表明，可能是由于富含碳水化合物的饮食刺激了AMY1基因拷贝的增多。
另外，与人类生活在一起的家养动物，如狗和猪，与不依赖高淀粉饮食的动物相比，AMY1基因的拷贝数也更高。而且，从人类把狼驯化为狗的历程看，也表明了消化碳水化合物的基因在狗身上的演化。
AMY1基因只是人类最早的消化淀粉碳水化合物的基因之一，在人类漫长的演化过程中，人类还发展出了消化碳水化合物的其他两个基因，它们在一个基因座上彼此相邻，其中AMY1仅在唾液腺中表达，AMY2A和AMY2B则在胰腺中表达。
对狼和不同品种的狗的基因组之间进行比对，发现狗的基因组中有36个区域变化，其中，狗拥有比狼更多的AMY2B基因的副本，在狗的胰腺里，这种基因比狼体内的同样基因活跃28倍，而这种基因对消化淀粉碳水化合物至关重要。这也表明，狗是从被早期人类定居点的剩饭剩菜吸引过来的狼演化而来。近朱者赤，才让狗与人一样拥有了更多的消化碳水化合物的基因。
到了后来，人类中具有AMY1、AMY2A和AMY2B拷贝数更高的个体能更有效地消化碳水化合物，也就有更多的后代，他们的基因最终比那些AMY1、AMY2A和AMY2B拷贝数较少的人表现得更好，更容易传播下去，从而大量传播了这些消化碳水化合物的基因，使得今天的人类不只是易于摄食和消化碳水化合物，而且也从骨子里喜爱碳水化合物。
当然，碳水化合物未必就是完美的，而是分“好”碳水化物和“坏”碳水化合物。后者也称精致碳水化合物，包括白饭、面食、白面包、蛋糕、含糖饮料、果汁等，它们热量高，营养不是太高，因为经过加工处理，流失了许多天然的纤维素和维生素等；前者也称为非精致碳水化合物，包括全谷类、蔬菜、水果、豆类、土豆等。这类食物通常相对健康，除了拥有纤维和丰富营养素外，也不会造成血糖的剧烈变化。
人们之所以对碳水化合物印象不佳，主要是因为精致碳水化合物摄入较多，这类化合物与肥胖和第二型糖尿病高度相关，因为摄取这类食物，会被身体快速吸收，造成血糖值急遽上升，然后快速下降，使人们产生饥饿感，并渴望更多的精致碳水化合物，产生恶性循环。
因此，分清什么样的碳水化合物并合理摄食，才符合人的真正需求。世界卫生组织的推荐是，成人一天的碳水化合物的摄取量，应占整日热量摄取的 45%-65%，其中包括富含纤维的水果、蔬菜、全谷类或豆类等食物，尽量不要摄取过多的精致碳水化合物，同时应避免摄取人工添加糖。