Штучні підсолоджувачі можуть змінювати наші кишкові бактерії небезпечно

Такі речовини, як сахарин, можуть змінити тип бактерій всередині нас і можуть призвести до ожиріння

змінювати

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Зареєструватися "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Багато з нас, особливо ті, хто вважає за краще їсти торт і здається, що цього ще не зробив, мають стосунки любові і ненависті зі штучними підсолоджувачами. Ці, здавалося б, магічні молекули забезпечують смак дульцета без його звичного калорійного удару. Ми наїдаємо величезну кількість цих хімічних речовин, переважно у формі аспартаму, сукралози та сахарину, які використовуються, щоб оживити аромат усього, від дієтичної коки до зубної пасти. Проте є турботи. Багато підозрюють, що вся ця солодкість приносить якусь приховану ціну на наше здоров’я, хоча наука лише вказує на невизначені зв’язки з проблемами.

Однак минулого року група ізраїльських вчених зібрала більш вагому справу. На основі досліджень мишей дослідники дійшли висновку, що прийом штучних підсолоджувачів може призвести до ожиріння та пов'язаних з ним захворювань, таких як діабет. Це дослідження не першим відзначило цю зв’язок у тварин, але першим було виявлено докази правдоподібної причини: підсолоджувачі, здається, змінюють популяцію кишкових бактерій, які спрямовують метаболізм, перетворення їжі в енергію або запаснене паливо. І цей результат припускає, що зв’язок може існувати і у людей.

У людей, як і у мишей, здатність перетравлювати та витягувати енергію з їжі визначається не тільки нашими генами, але й активністю трильйонів мікробів, що мешкають у нашому шлунково-кишковому тракті; в сукупності ці бактерії відомі як мікробіом кишечника. Ізраїльське дослідження показує, що штучні підсолоджувачі підсилюють популяції кишкових бактерій, які ефективніше витягують енергію з нашої їжі та перетворюють цю енергію на жир. Іншими словами, штучні підсолоджувачі можуть сприяти зростанню бактерій, які роблять нам доступнішими більше калорій, калорій, які потім можуть потрапити до наших стегон, стегон і середніх м’язів, вважає Пітер Тернбо з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско, експерт з взаємодія бактерій і обміну речовин.

Бактеріальні ненажери

В ізраїльському експерименті 10-тижневих мишей годували добовою дозою аспартаму, сукралози або сахарину. Ще одній групі мишей давали воду, просочену одним із двох природних цукрів - глюкозою або сахарозою. Через 11 тижнів у мишей, які отримували цукор, все було добре, тоді як у мишей, які годували штучними підсолоджувачами, був аномально високий рівень цукру в крові (глюкози), що свідчить про те, що їх тканини відчувають труднощі з поглинанням глюкози з крові. Якщо не вживати заходів, ця „непереносимість глюкози” може призвести до багатьох проблем зі здоров’ям, включаючи діабет та підвищений ризик захворювань печінки та серця. Але це оборотно: після того, як мишей обробляли антибіотиками широкого спектру, щоб знищити всі їх кишкові бактерії, мікробна популяція врешті-решт повернулася до свого початкового складу та балансу, як і контроль рівня глюкози в крові.

"Ці бактерії не є агностичними для штучних підсолоджувачів", - говорить обчислювальний біолог Еран Сегал з Інституту науки Вейцмана в Реховоті, Ізраїль, один з двох вчених, що очолювали дослідження. Слідчі також виявили, що мікробні популяції, які процвітали на штучних підсолоджувачах, були тими самими, що, як показали інші дослідники, особливо багато в кишечнику генетично ожирених мишей.

Джеффрі Гордон, лікар та біолог з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, провів дослідження, що показало, що ця взаємозв'язок між бактеріями та ожирінням є більше, ніж випадковістю. Гордон зазначає, що більше 90 відсотків видів бактерій в кишечнику походять лише з двох підгруп - Bacteroidetes і Firmicutes. Гордон та його команда кілька років тому виявили, що у мишей із генетичним ожирінням (тварини не мали здатності виробляти лептин, гормон, що обмежує апетит) було на 50 відсотків менше бактерій Bacteroidetes і на 50 відсотків більше бактерій Firmicutes, ніж у звичайних мишей. Коли вони перенесли зразок бактеріальної популяції Firmicutes від мишей із ожирінням до нормальних ваг, звичайні миші стали товстішими. Причина такої реакції, за словами Гордона, була двояка: бактерії Firmicutes, трансплантовані з жирових мишей, виробляли більше ферментів, які допомагали тваринам виділяти більше енергії з їжі, а також бактерії маніпулювали генами нормальних мишей таким чином, що викликало накопичення жиру, а не його розподіл енергії.

Гордон вважає, що щось подібне трапляється у людей із ожирінням. Він виявив, що частка Bacteroidetes до бактерій Firmicutes збільшується, оскільки жирні люди втрачають вагу або з низьким вмістом жиру, або з низьким вмістом вуглеводів. Мікробіолог Стенфордського університету Девід Релман каже, що цей висновок свідчить про те, що бактерії в кишечнику людини можуть впливати не тільки на нашу здатність витягувати калорії та накопичувати енергію з нашого раціону, але також впливати на баланс гормонів, таких як лептин, які формують нашу саму харчова поведінка, змушуючи деяких з нас їсти більше, ніж інші в будь-якій ситуації.

Звичайно, гостре питання полягає в тому, чи справді штучні підсолоджувачі можуть справді робити людей хворими і товстими? Сегал вважає, що вони, мабуть, так роблять, принаймні в деяких випадках. Він та його команда проаналізували базу даних із 381 чоловіка та жінки та виявили, що ті, хто використовував штучні підсолоджувачі, частіше за інших мали надлишкову вагу. Вони також частіше мали порушення толерантності до глюкози. Ожиріння насправді добре відоме як фактор ризику розвитку непереносимості глюкози, а також більш важких захворювань, пов'язаних з глюкозою, таких як діабет.

Ці закономірності не доводять, що підсолоджувачі викликали проблеми. Дійсно, цілком можливо, що люди з надмірною вагою просто частіше за інших споживають штучні підсолоджувачі. Але команда Сегала пішла далі, випробувавши асоціацію безпосередньо на невеликій групі нежирних і здорових добровольців, які зазвичай уникали штучних підсолоджувачів. Після споживання максимальної дози сахарину Американської адміністрації з харчових продуктів і медикаментів протягом п’яти днів чотири з семи суб’єктів продемонстрували знижену реакцію на глюкозу на додаток до різкої зміни в мікробах кишечника. Три добровольці, у яких толерантність до глюкози не занурилася, не виявили змін у мікробах кишечника.

Незважаючи на те, що не всі здаються сприйнятливими до цього ефекту, висновки вимагають додаткових досліджень, стверджують вчені. У своєму документі ізраїльська група дійшла висновку, що штучні підсолоджувачі "могли безпосередньо сприяти посиленню точної епідемії, з якою вони самі мали намір боротися", тобто підсолоджувачі можуть зробити щонайменше деяких з нас важчими та хворими.

Причинно-наслідковий ланцюг від підсолоджувачів до мікробів до ожиріння може пояснити деякі загадки про людей із ожирінням, каже гастроентеролог Нью-Йоркського університету Ілсенг Чо, який досліджує роль кишкових бактерій у захворюваннях людини. Він зазначає, що в ході досліджень більшість людей, які переходять від цукру на низькокалорійні підсолоджувачі, намагаючись схуднути, не роблять цього з очікуваною швидкістю. "Ми роками підозрюємо, що зміни бактерій в кишечнику можуть зіграти певну роль у ожирінні", - говорить він, хоча важко визначити цей ефект. Але Чо додає, що очевидно, що "яким би не був ваш звичайний раціон, це може мати величезний вплив на бактеріальну популяцію кишечника, вплив, який важко переоцінити. Ми знаємо, що не бачимо користі від схуднення, яку можна було б очікувати від цих неживних підсолоджувачів, і зміна балансу кишкових бактерій цілком може бути причиною, особливо зміною, яка призводить до зміни гормонального балансу. Гормон схожий на мультиплікатор сили - і якщо зміна наших мікробів в кишечнику вплине на гормони, які контролюють харчування, це може багато чого пояснити ".

Мікроби проти генів

Звичайно, на багато питань залишилось відповісти. Кетрін Наглер, патологоанатом з Чиказького університету та експерт з кишкових бактерій та харчової алергії, каже, що величезні генетичні варіації у людей роблять екстраполяцію мишей підозрою. "Тим не менш, я знайшла дані дуже переконливими", - говорить вона щодо ізраїльського дослідження штучного підсолоджувача. Релман погоджується, що дослідження гризунів не завжди відображають те, що відбувається в людині. "Дослідження на тваринах можуть вказувати на загальне явище, але тварини в цих дослідженнях, як правило, генетично ідентичні, тоді як у людей історія способу життя та генетичні відмінності можуть відігравати дуже потужну роль", - говорить він. Сузір’я мікробів в людському тілі є відображенням конкретної історії цього тіла - як генетичної, так і екологічної.

"Мікробіом - це компонент, переплетений у складну головоломку", - продовжує Релман. "І іноді генетика настільки сильна, що перекриє і відкине мікробіоти". Генетичні варіації можуть пояснити, чому лише у чотирьох із семи людей, що годуються сахарином, відбулися зміни в кишкових бактеріях, хоча генетика є лише одним із ряду можливих факторів. І якщо хтось генетично схильний до ожиріння і споживає дієту, яка сприяє цьому ожирінню, мікроби можуть змінитися, щоб скористатися цією дієтою, посилюючи тим самим ефект.

Ізраїльські дослідники сходяться на думці, що занадто рано робити висновки про те, що штучні підсолоджувачі викликають порушення обміну речовин, але вони та інші вчені впевнені, що принаймні один - сахарин - має значний вплив на баланс мікробів в кишечнику людини. "Докази дуже вагомі", - каже Тернбо. "Щось точно відбувається". По-перше, Сігал не ризикує: він каже, що перейшов від використання штучного підсолоджувача до ранкової кави.

Ця стаття спочатку була опублікована під назвою "Штучні підсолоджувачі - перевірити кишечник" у журналі Scientific American 312, 4, 32-34 (квітень 2015 р.)