只是，隨著時間過去，我們吃的糖有了變化。吃樹葉、吃果實的時代，我們主要攝取的碳水化合物是蔗糖、澱粉與果糖；而以蔗糖與澱粉為大宗。少數的水果（如荔枝）含有較高量的果糖，由於果糖的甜度為蔗糖的1.73倍，所以我們會覺得荔枝特別甜。
但是，水果畢竟不是我們的正餐。不過，從1960年代開始，由於食品加工技術的進步，我們得以把玉米的澱粉轉化成為高果糖糖漿（HFCS，high-fructose corn syrup，俗稱豐年果糖）。高果糖糖漿其中大約55%是果糖、42%是葡萄糖。由於價錢便宜、使用方便，高果糖糖漿開始大量出現在我們的飲食中，使我們的飲食由攝取雙糖與多醣為主的型態改為攝取單糖為主。在美國，1970年時平均每人每年食用230公克的高果糖糖漿；到了1997年是28公斤（1）。而2013年更增為53.6公斤（2）。
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| 果糖（fructose）。圖片來源：wiki |
攝取單糖有什麼問題呢？主要是因為它不需消化分解就可直接吸收利用，造成我們在食用含有高果糖糖漿的食品之後，血糖會上升得很快。最近這幾年的許多研究都發現，攝取大量的單糖，尤其是果糖，對我們有害無益。而最新發表在「自然」期刊上的論文，進一步地告訴我們果糖跟心臟衰竭有關（3）。
果糖怎麼會跟心臟衰竭扯上關係呢？這就要從心臟說起了。
當我們有高血壓時，心臟要把血液打出去就會越來越困難，於是心肌就會開始生長，長多點肌肉好多點力氣把血液打出去；這就造成了心臟肥大。
但是，長大的心臟需要更多氧氣；當肌肉長了，血管卻沒有跟著長，於是長大了的心臟氧氣更不夠。這時，心臟就會開始進行厭氧醣解作用（anaerobic glycolysis，醣解作用與乳酸發酵的合併稱呼），最後導致心衰竭。
我們的心臟在氧氣不夠的狀況下，會產生一個稱為HIF1α的蛋白質。在這篇論文中，研究團隊發現，HIF1α會造成另一個蛋白質SF3B1產生。果糖就是在這裡跟心臟衰竭扯上關係的。
怎麼說呢？原來SF3B1這個蛋白質是一個切割因子（splice factor），它會把Khk基因所轉錄出來的RNA切成Khk-C mRNA，產生KHK-C蛋白。
過去的研究已經知道，代謝果糖的酵素有只出現在肝臟的fructokinase（KHK-C蛋白），以及出現在其他組織的KHK-A。這兩個酵素雖然特性相差很大，卻是由同一個基因經過不同方式切割所產生，KHK-C對果糖的專一性高、反應速率高，KHK-A對果糖的專一性低，反應速率差。
在這篇論文裡發現，在心肌缺氧時所產生的HIF1α，竟然可以透過SF3B1讓心肌也可以產生KHK-C，這下子心臟就獲得了利用果糖的能力。
KHK-C的產生不光是讓心肌對果糖代謝的能力上昇，也會使得醣解作用（glycolysis）的活性上昇，造成心臟肥大得更快，走向心臟衰竭的速度就更快。 怎麼會這樣呢？
我們先來看KHK催化的反應：
ATP + D-fructose → ADP + D-fructose-1-phosphate
這反應會消耗能量（ATP），而產生的F-1-P還要經過進一步的切割，才能被完整的代謝。但是，由於KHK反應會消耗ATP，而負責醣解作用的關鍵反應的酵素phosphofructokinase-1（PFK-1）會受到ATP的抑制。
當ATP被KHK反應消耗掉以後，對PFK-1的抑制就減輕了。於是醣解作用加快，但供應給心肌的氧氣還是不夠，於是心肌繼續無氧醣解作用，等到產生的代謝物（乳酸，lactic acid）超過細胞本身所能負荷時，心肌細胞便開始死亡...心臟衰竭。
另一方面，研究團隊也發現KHK-C的反應，可能也提供了心肌細胞合成脂肪所需要的碳骨架。由於過去便已經觀察到當心肌發生缺氧時，肥大的心肌細胞內會出現脂肪累積的現象；於是在這篇研究裡，研究團隊便把KHK-C或是SF3B1關掉，結果脂肪累積的現象就不會出現了；但是，如果關掉的是KHK-A的話，對脂肪累積與否卻毫無影響。由於脂肪的合成對於粒線體的細胞呼吸作用有抑制的效果，因此KHK-C反應也會使得心肌細胞更加依賴無氧醣解作用，加速心臟衰竭的發生。
有意思的是，當研究團隊把KHK-C的基因關掉以後，除了果糖代謝速率不會上昇之外，心臟肥大的現象也觀察不到了。雖然整個研究所有的實驗都是使用小鼠做為實驗模型，但研究團隊在人的心臟病患者的心肌切片中，也發現有HIF1α、SF3B1以及KHK-C上昇的情形，顯示在人裡面可能也有類似的狀況發生。
由於果糖主要來自飲料，研究團隊也提醒大家，吃水果OK（筆者認為特別甜的水果還是要淺嚐即止就好），但是飲料能不喝就不喝。即使現在您的血壓很正常、心臟好得很，吃下去的果糖到肝臟還是會轉成脂肪，讓我們的肝臟有鵝肝醬的感覺。（對，鵝肝醬就是鵝的脂肪肝喔。）
（本文版權為台大科教中心所有，其他單位需經同意始可轉載）
參考文獻：
1. 2015/6/17. Fructose powers a vicious circle. Science Daily.
2. 林杰樑。少吃玉米果糖。
3. Peter Mirtschink et. al. 2015. HIF-driven SF3B1 induces KHK-C to enforce fructolysis and heart disease. Nature.
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