果糖與胰島素阻抗的關聯
2009年，加州大學舊金山分校的兒科內分泌專家羅伯特．路斯迪格（Robert Lustig）醫師發表了一個以「糖： 苦澀的事實」（Sugar：The Bitter Truth）為題的90分鐘演講。該大學將此演講發布於YouTube 上作為醫學教育的一部分。接著一件有趣的事情發生了，這部影片開始在網路上爆紅。這不是一段有趣的貓咪影片，也不是一段蹣跚學步的小孩往爸爸的鼠蹊部投擲棒球的影片，這是一段充滿生物化學和複雜圖表的營養學講座。
這個特別的演講吸引了全世界的注意力，而且一直被熱烈關注。現在該影片已經達到7 百多萬次的瀏覽量，該影片備受注目的重點是什麼？「糖有毒。」
路斯迪格並非首位警示糖分攝取過多有危險的醫師。1957年，著名的英國營養學家約翰．尤德金（John Yudkin）醫師便警告：「糖會增加心臟病的發病風險。」然而世界選擇遵循安賽．基斯（AncelKeys）醫師的譴責膳食脂肪理論。在離開醫學學術界後，尤德金撰寫一本具有先見之明的專書，名為《純，白，致死性》（Pure, White,and Deadly ），可惜依舊沒有獲得大多數人的共鳴。
1977年的《美國飲食指南》曾警示大眾糖分的危險，但很快地被反脂肪熱潮推得消失無蹤。膳食性脂肪成為頭號眼中釘，糖分相關的議題則如日落黃昏般消退。然後糖分的攝取量自1977年到2000年穩定地攀升，肥胖率也隨之上升。10年後，第2型糖尿病就像牛皮糖般怎麼也甩不掉。
單靠肥胖並不能完全解釋糖尿病近年來高漲的原因，一些肥胖率低的國家也有較高的糖尿病發生率，反之亦然。在2000年到2010年期間，斯里蘭卡的肥胖率僅上升0.1％，但糖尿病卻從3％上升到11％。同一時期，紐西蘭的肥胖率從23％上升到34％，而糖尿病從8％下降到5％。糖分攝取量可以解釋這樣的差異性。

糖的基本知識
碳水化合物是糖分、是一種單分子（也稱為簡單醣類（simplesugars）或單醣（monosaccharides）），也可以是糖鏈（也稱為複合糖（complex sugars） 或多醣（polysaccharides））。葡萄糖和果糖（fructose）就是一種單醣碳水化合物。食糖（Table sugar）也被稱為「蔗糖」（sucrose），是一種雙鏈碳水化合物，因為其含有一個葡萄糖和果糖分子。
天然生成的碳水化合物被視為「非精製」或「未加工」，包括水果、蔬菜和穀物（raw grains）中的糖分。精製碳水化合物皆已經過加工處理，例如磨製麵粉的小麥、拋光去殼且易於蒸煮的白米、用酸和酶處理過，可製成糖漿的玉米。
就如我們在第5章所看見的，血液中主要存在的糖分是葡萄糖，我們可以稱之為血糖。人體內的每一個細胞都可以使用葡萄糖，它能在整個身體內自由循環。如肌肉細胞需要葡萄糖來快速提升能量，某些如紅血球的細胞只能藉由葡萄糖來獲得能量。
果糖是存於水果中的天然糖分，它是自然產生的最甜的碳水化合物，且唯有肝臟可以代謝果糖，它並不會自由循環於血液中。大腦、肌肉和其他組織都無法直接使用果糖來獲取能量。攝取果糖不會明顯改變人體的血糖濃度，因為它們是不同的糖分子。果糖也不會直接刺激胰島素反應。
蔗糖是由一種葡萄糖分子和一種果糖分子連結而成的，具有半葡萄糖和半果糖的成分。化學上，高果糖玉米糖漿（high-fructose cornsyrup）與蔗糖類似，係由55％的果糖和45％的葡萄糖所組成。純果糖一般不直接食用，而是加進加工食品中。
澱粉是馬鈴薯、小麥、玉米和白米中主要的碳水化合物，其為長鏈葡萄糖。澱粉由植物產生，具有能量儲存的功能。有時這類植物會生長於地下，例如根莖類蔬菜；有時後會生長於地上，例如玉米和小麥。按重量計，澱粉的成分比重為約70％的支鏈澱粉（amylopectin）和30％直鏈澱粉amylose）（兩者皆為葡萄糖鏈）。包括人類在內的動物會將葡萄糖分子連接在一起作為糖原，而不是澱粉。
一旦食用，澱粉中的葡萄糖鏈會被分解成單獨的葡萄糖分子並被吸收到腸內。如麵粉等精製碳水化合物會被迅速消化，而如豆類等未加工的碳水化合物則需要更長的消化時間。正如第4章所解釋的，升糖指數（glycemic index）能反映各種碳水化合物提高血糖的量。純葡萄糖能引起最大的血糖上升，因此視其為最大參考值100。其他食物也都是根據這個標準來衡量的。
其他像是果糖或乳糖（在牛奶中發現的糖）等膳食糖類不會顯著升高血糖濃度，因此具有較低的升糖指數。由於蔗糖成分為葡萄糖和果糖各半，因此具有中等血糖指數。
果糖既不會使血糖升高，也不會讓胰島素增加，使果糖多年來被認為優於其他甜味劑。「源自水果且不會提高升糖指數的全天然甜味劑！」聽起來確實很健康。但它背後其實潛藏一面黑暗，幾十年來都沒有被注意到。當我們專注於血糖時，容易忽視果糖的毒性；唯有透過觀察肝臟脂肪的緩慢堆積才能發現端倪。

只要劑量足，萬物皆有毒
被認為是現代毒理學奠基者的瑞士醫師帕拉塞爾蘇斯（Paracelsus，1493～1541）把基本的原理簡單歸納為「只要劑量足，萬物皆有毒」（The dose makes the poison），意指：任何東西在過量時都可能是有害的，即便是那些被認為有益的東西。氧氣在高濃度下具有毒性；水也是如此，果糖當然也不例外。
在1900年以前，人們平均每天攝取15到20公克的果糖，而且全都來自野生水果。野生水果中的果糖含量並不多，舉例而言，一顆蘋果每100公克含有7.6公克的糖分；一顆葡萄柚只含有1.2公克。第二次世界大戰時，大片農地開始種植甘蔗和甜菜並加工成蔗糖，且比過去更加便宜與更容易取得。於是戰後每人平均的攝取量上升到每天24公克，1977年則達到37公克。
1960年代， 蔗糖糖液， 高果糖玉米糖漿（high-fructose cornsyrup，HFCS）的發明改變了一切。它是從美國中西部流出的廉價玉米所加工製成，它的生產成本遠低於其他種類的糖。為了增加利潤，大型食品公司開始以這種便宜的糖漿取代蔗糖。不久，所有可以想像的加工食品：披薩醬、湯、麵包、餅乾、蛋糕、番茄醬、抹醬等全都有高果糖玉米糖漿的身影。
果糖攝取量開始一飛沖天。到了1944年，每人每天平均要攝取55公克或總熱量的10％。果糖攝取量在2000年達到高峰，是過去100年來的5倍。尤其是青少年，他們每天攝取72.8公克的糖，占總卡路里的25％。在1970年代末到2006年之間，每人平均攝取含糖飲料的量幾乎翻了一倍，達到每天141.7大卡。那些使用大量高果糖玉米糖漿的國家，其糖尿病患病率比其他國家增加了20％。順道一提，美國是高果糖玉米糖漿競賽無可爭議的重量級冠軍，每人平均攝取將近約25公斤。只要劑量足，萬物皆有毒。

果糖與脂肪肝
果糖比葡萄糖更能影響肥胖的形成。從營養學的觀點來看，果糖和葡萄糖皆不含必需營養素。作為甜味劑，兩者的性質相似，但因為人體對果糖的代謝有其獨特方式，所以果糖會比葡萄糖更有害於人體健康。
身體中的每個細胞都可以使用葡萄糖來產生能量，果糖卻必須透過肝臟代謝。過量的葡萄糖可以分散到整個身體作為能量，果糖則像導彈一樣瞄準肝臟。
當我們吃下大量的葡萄糖，例如澱粉，這些糖分會循環到每個細胞，並幫助分散糖量負荷。肝臟以外的細胞能代謝人體攝取葡萄糖量的80％。在進食期間，心臟、肺部、肌肉、大腦和腎臟都可以吸收這種「自助餐式」的葡萄糖大餐，最後會剩下20％讓肝臟去消化，並轉化成糖原儲存。
換成另一種情況，當我們吃下大量的果糖，它們只會往肝臟衝，因為沒有任何細胞能夠使用或代謝它們。想想看這對於一個體重約77 公斤普通人的意義。蔗糖提供等量的葡萄糖和果糖。而77公斤的身體會代謝葡萄糖，但是僅有約2公斤重的肝臟卻必須獨自代謝掉所有果糖。
而且肝臟會無上限地將果糖代謝成葡萄糖、乳糖和糖原，所以吃得愈多，代謝就愈多。還有精製過程會去除碳水化合物中天然的蛋白質、纖維和脂肪，這些被除掉的成分也一併帶走了飽足感。例如，1000卡的烤馬鈴薯會讓你打飽嗝，但同樣1000卡的含糖可樂卻不會，儘管這兩者都是碳水化合物，但是前者是未加工食物，後者則經過高度加工。
結果是我們對於如高果糖玉米糖漿等精製碳水化合物的消化速度比較快，因為我們不會有飽足感，我們會吃得更多，而血糖就會因而上升。當糖原儲量滿載時，脂質新生作用（DNL）的過程會將過量的果糖直接轉變為肝臟脂肪。
過度攝取果糖會增加5倍的脂質新生作用（DNL），如果用同等熱量的果糖代替葡萄糖，會在短短8天內讓肝臟脂肪增加38％。這種脂肪肝在胰島素阻抗的發展中至關重要。在所有碳水化合物中，果糖引發脂肪肝的能力是獨一無二的。此外，這種來自果糖的惡性作用不需要高血糖或高胰島素濃度的幫助就能產生破壞。果糖導致脂肪肝的問題就如子彈列車一樣快速必然，並且會刺激胰島素阻抗日益嚴重。
脂肪肝和因其產生的胰島素阻抗，是高胰島素血症和肥胖症的關鍵，這代表著果糖遠比葡萄糖危險。保守估計，對於一個平均77公斤的人來說，果糖引起脂肪肝的風險約為34倍，進而導致肥胖和胰島素阻抗。
這與人體代謝乙醇（ethanol）（酒精）的方式非常相似。一旦攝入後，組織只能代謝20％的酒精，剩下80％直接投向肝臟。肝臟會將酒精代謝為乙醛（acetaldehyde），進而促發脂質新生作用（DNL），所以酒精和果糖一樣容易形成肝臟脂肪。這也說明了酒精攝取對於引發脂肪肝疾病的作用。

果糖與胰島素阻抗
早在1980年就已知曉：實驗可以證實過度攝取果糖會激發胰島素阻抗。健康受試者每天攝入超過1000卡的果糖，僅7 天後，其胰島素敏感性就會惡化25％。相較之下，受試者過量攝取葡萄糖並無出現任何類似的惡化。
2009年的一項研究強化了果糖是輕易引發健康受試者胰島素阻抗的論點。受試者每天都會喝一種即溶、有各種水果口味的飲料，並且占每日總熱量的25%。這個數字看起來也許很遙遠，但許多人在飲食中的確攝取了這麼高比例的糖。果糖組（而非葡萄糖組）的胰島素阻抗增加了以致於他們被臨床分類為前期糖尿病，這種發展只需要8 週的果糖過量攝取。
值得注意的是，只需要1週的果糖過量攝取就可以引起胰島素阻抗。只需要8 週便能讓前期糖尿病侵門踏戶。經過幾十年的高果糖攝取會發生什麼事呢？答案是糖尿病――正是我們目前所面臨的難題。

果糖與全球糖尿病流行
超過175個國家的資料顯示，糖尿病與糖分攝取是密切相關的，而非肥胖。舉例來說，亞洲的糖分攝取量每年攀升近5%，即使這個數值比北美還要穩定，甚至低下，糖尿病海嘯還是襲捲而來。2013年，中國成年人約有11.6％患有第2 型糖尿病，而且這些人的BMI指數平均只有23.7，是在理想的範圍內。相比之下，美國糖尿病患者平均BMI 指數為28.7，屬於超重範圍。
想想看在1980年時，中國人只有1％患有第2型糖尿病，而且他們的傳統主食還是白米。在攝取如此高的碳水化合物的情況下，中國人依舊幾乎沒有肥胖或第2型糖尿病，原因就在於他們幾乎不吃糖（圖表8.2）。白米等精製碳水化合物是由長鏈葡萄糖組成，而蔗糖則含有等量的葡萄糖和果糖。
在1990年後期，INTERMAP 研究（ 譯註：INTERMAP，International collaborative study of Macronutrients, micronutrients and blood Pressure，為探討飲食因素對血壓影響之研究。）比較了英國、美國、日本和中國的飲食。自研究開始以來，中國的糖分攝取量穩步增長，其糖尿病的發病率也不斷上升。加上原來的高碳水化合物攝取量，中國人目前正面臨著糖尿病災難。
雖然程度較輕微，但同樣的故事也發生在美國。美國人逐漸從食用穀類作為碳水化合物來源，轉為食用玉米糖漿的糖類作為其來源。請看圖表8.3；當1970年代後期穀物和果糖攝取量開始上升時，其結果是肥胖和第2 型糖尿病流行的開始。
糖比其他精製碳水化合物還要容易增胖，並且特別容易導致第2型糖尿病。每人每天增加150卡路里，糖尿病患病率就會上升1.1％。每增加約255毫升的汽水，糖尿病風險會增加25％、代謝症候群風險會增加20％。其他食物組（非膳食性脂肪、非蛋白質）則無顯示與糖尿病的任何顯著關係。
糖尿病的形成該歸咎於糖，而非其他卡路里來源。果糖的過度攝取會直接促發脂肪肝，並直接導致胰島素阻抗。高果糖玉米糖漿（與糖的化學結構幾乎相同）的攝取量也與糖尿病有關。
果糖的過度攝取還有一個問題。糖和其他高度精製的碳水化合物有什麼區別？導致患病的共通點又是什麼？羅伯特．路斯迪格醫師說的對：「就是果糖」。「只要劑量足，萬物皆有毒」―― 就我們目前的攝取量來看，糖就是一種毒。

果糖毒性
出於幾個原因，果糖是一種特別有毒的物質。首先，正如我們所知，只有肝臟能夠代謝它，所以幾乎所有攝入的果糖都會被儲存為新產生的脂肪。這種過多的肝脂肪直接導致胰島素阻抗。
其次，肝臟會毫無限制地代謝果糖。消化的果糖愈多，就會產生愈多的肝臟性脂質新生作用及愈多的肝臟脂肪，而非胰島素。果糖並無法有效促發限制食物攝取的天然飽腹感，並且無法自我停止新脂肪的過量生產。這就解釋了為什麼即使吃飽了，你仍然可以吃甜點。
此外，果糖沒有其他排出的管道。肝臟會安全而輕鬆地把過多的葡萄糖儲存起來作為糖原，並在身體需要能量時分解成葡萄糖。換言之，身體無法直接儲存果糖。當身體有足夠的能量來滿足其實際需求時，肝臟會經由不容易逆轉的過程將果糖代謝成脂肪。因此，身體只能處理少量的果糖。請記住，只要劑量足，萬物皆有毒。
然而，這種毒性並不會太明顯。短時間內果糖並不會造成多大的健康風險，因為其不會影響血糖和胰島素濃度，而是透過對脂肪肝及胰島素阻抗的影響來發揮其毒性，這可能需要幾十年的時間才會顯現出來。短期的研究往往側重於胰島素、血糖和卡路里，而錯過了這種長期的影響，就像吸菸的短期研究會忽視長期的癌症風險。
蔗糖和高果糖糖漿將都具有等量的葡萄糖和果糖，在肥胖和第2型糖尿病的發展中會引起雙重作用。葡萄糖不只是一種「空卡路里」（譯註：空卡路里（Empty Calories）是指該食物的卡路里來源多為較單一的碳水化合物或蛋白質或脂肪，且幾乎不含維生素和礦物質等營養成分。），它也是一種精製的碳水化合物，可以刺激胰島素的產生，甚至導致脂肪肝。
反過來說，果糖的過度攝取會在不顯著干擾血糖或胰島素濃度的情況下，直接導致脂肪肝和胰島素阻抗。果糖比葡萄糖更容易引起脂肪肝，並引發惡性循環。胰島素阻抗會導致高胰島素血症，以及更嚴重的胰島素阻抗。
因此，不論是短時間或是長時間來看，葡萄糖和果糖等糖類都會刺激胰島素的分泌。如此一來，蔗糖比僅含有葡萄糖的澱粉（例如麵粉中的支鏈澱粉）更具有威脅性。再來，儘管升糖指數使葡萄糖的作用明顯，但果糖的作用卻被完全隱藏起來，長期以來則使科學家淡化了這種糖在肥胖中的作用。
一個看似有用的解決辦法是用人造甜味劑取代果糖，雖然它們的製作方法與在人體中是如何被代謝等議題已經遠遠超出本書的範圍，但我仍不認為這是解決果糖過量攝取的好方法。事實勝於雄辯：我們已經在飲食中使用大量的甜味劑，但糖尿病並沒有消失。我們能討論為何人工甜味劑應該有所幫助，但事實是，它們並沒有幫助到我們。
所以當路斯迪格醫師在2009年隻身站上舞台，宣布糖有毒時，全世界都全神貫注地聆聽。這位內分泌學教授告訴我們一件或許我們早已有所覺的真相：雖然糖不完全有錯，但只要量足夠多，任何形式的糖都是一種毒物。再次強調，只要劑量足，萬物皆有毒。