Распространенные подсластители сукралоза и стевия изменили кишечные бактерии, регуляцию уровня сахара в крови и активности генов у мышей, поэтому некоторые изменения появились в более поздних поколениях.
Кредит: Шаттерсток
Отдавая предпочтение диетическим версиям газированных напитков, человек обычно полагается на некалорийные подсластители — вещества, создающие сладкий вкус без сахара и энергии. Между тем у специалистов в области здравоохранения накапливаются сомнения относительно их отдаленных последствий: высказываются предположения, что такие добавки способны расстраивать энергетический баланс и тем самым повышать риск метаболических нарушений, включая диабет и сердечно-сосудистые заболевания.
Новое исследование, выполненное на мышах, проливает свет на эти опасения. Согласно полученным данным, сукралоза и стевия — два широко используемых подсластителя — могут видоизменять микробиом кишечника и характер экспрессии генов, что способно отражаться на метаболическом здоровье. Более того, отдельные биологические изменения обнаруживались даже у животных, принадлежавших к последующим поколениям.
Доктор Франциска Конча Селуме из Университета Чили, ведущий автор статей в Frontiers in Nutrition, отметила, что исследователей заинтриговал тот факт, что, несмотря на растущее потребление некалорийных подсластителей, распространенность ожирения и метаболических расстройств, таких как резистентность к инсулину, не демонстрирует снижения. Это не означает, по ее словам, что подсластители напрямую ответственны за эти явления, однако заставляет задуматься о возможных механизмах, которые пока остаются нераспознанными.
Популярные подсластители с нулевой калорийностью изменили работу кишечника и работу мозга, в результате чего некоторые эффекты неожиданно разразились в последующих поколениях.
В рамках эксперимента 47 мышей обоего пола были разделены на три группы. Контрольная группа получала обычную воду, тогда как двум другим группам в воду добавляли либо сукралозу, либо стевию. Дозировки рассчитывались таким образом, чтобы соответствовать количеству, которое человек разумно потребляет в рамках обычного рациона.
В дальнейшем мышей скрещивали друг с другом, получая два последующих поколения. В отличие от исходных животных, потомкам давали только простую воду без каких-либо добавок.
Конча пояснила, что животные модели позволяют точно контролировать условия окружающей среды и изолировать отдельные факторы, такие как пищевые соединения, а также наблюдать за несколькими поколениями в сравнительно короткий срок.
Тестирование сукралозы и стевии в разных поколениях
Каждое поколение мышей проверяли на пероральную толерантность к глюкозе — показатель эффективности утилизации глюкозы организмом, — а также оценивали признаки инсулинорезистентности, которая считается ранним предвестником диабета.
Отслеживание уровня сахара в крови, состояния кишечного микробиома и активности генов
Помимо этого, собирались фекальные образцы для анализа изменений в микробиоме кишечника и измерения концентрации короткоцепочечных жирных кислот. Эти соединения, продуцируемые кишечными бактериями, способны влиять на регуляцию генов, поэтому колебания их уровня могут вызывать эпигенетические эффекты, передающиеся от родителей потомству. Ученые полагают, что подсластители, нарушая нормальную функцию микробиома, изменяют выработку этих кислот, что в конечном счете сказывается на экспрессии генов.
Кроме того, измерялась активность пяти генов в печени и кишечнике, участвующих в воспалении, поддержании кишечного барьера и метаболизме. Выбор этих генов позволил выявить потенциальные эпигенетические перестройки, ассоциированные с дисфункцией кишечника, иммунитета и метаболическими процессами, которые могли бы объяснить предполагаемые негативные эффекты некалорийных подсластителей.
Сукралоза и стевия производят разные эффекты
Влияние двух подсластителей на мышей оказалось различным, причем их действие изменялось от поколения к поколению. Среди потомков первого поколения нарушения толерантности к глюкозе регистрировались только у самцов, произошедших от мышей, потреблявших сукралозу. К моменту второго поколения повышенный уровень глюкозы натощак наблюдался у мужских потомков группы сукралозы и у женских потомков группы стевии.
У мышей, получавших любой из подсластителей, фекальный микробиом становился более разнообразным, однако некоторые измеряемые показатели оказались снижены.
ровень короткоцепочечных жирных кислот. Этот принцип предполагает, что их кишечные бактерии производят меньше полезных метаболитов. Снижение содержания коротких цепочек жирных кислот также было обращено на боковые стороны поколения.
Эффекты, связанные с сукралозой, были более внушительными и стойкими. У мышей, подвергшихся сегодня сукралозам, наблюдались большие изменения в составе их фекальных микробиомов, включая большее количество гарантированных патогенных смертей и меньшее количество полезных видов.
Изменения сукралозы задержки
Сукралоза также увеличивает активность генов, связанных с блокировкой, одновременно снижая активность генов, связанных с метаболизмом. Эти последствия все еще можно было наблюдать через два поколения после первоначального воздействия.
Стевия также изменила экспрессию генов, но изменения были слабее и не сохранялись после одного поколения.
«Когда мы сравниваем поколения, эти последствия, как правило, были наиболее значительны в первом поколении и имели влияние на сокращение во втором поколении», — сказал он. — сказал Конча. «В целом, последствия, связанные с сукралозой, были более последовательными и устойчивыми на всех этапах».
«Изменения, которые мы наблюдали в толерантности к глюкозе и экспрессии генов, можно интерпретировать как ранние биологические сигналы, связанные с метаболическими или воспалительными процессами», — говорит он. — сказал Конча. «Например, у животных не развился диабет. Вместо этого мы наблюдали тонкие изменения в том, как организм регулирует глюкозу, а также в активности генов, наследственных заболеваниях и регуляции обмена веществ. Вполне возможно, что такие изменения могут повысить восприимчивость к метаболическим нарушениям при определенных условиях, например, при диете с постоянным содержанием устойчивости».
Что показывает и не показывает исследование на мышах
Исследователи предупреждают, что результаты показывают связь между воздействием подсластителей и изменениями в метаболическом здоровье, но они не доказывают, что подсластители непосредственно вызывают все наблюдаемые эффекты.
Результаты, также полученные на мышах, а это означает, что биологическая реакция на некалорийные подсластители у людей может измениться.
«Цель этого исследования — не вызывать тревогу, а необходимость дальнейшего расследования», — сказал он. — сказал Конча. «Возможно, было бы разумно изменить возможность умеренного потребления этих методов и продолжить изучение их долгосрочных биологических эффектов».