Искусственные подсластители, рекламируемые как средства снижения веса и профилактики диабета, могут фактически ускорить развитие непереносимости глюкозы и нарушения обмена веществ; и делают они это удивительным образом: изменяя состав и функцию кишечной микробиоты – значительной популяции бактерий, обитающих в нашем кишечнике. Эти результаты, результаты экспериментов на мышах и людях, были опубликованы сегодня в журнале Nature. Среди прочего, говорит д-р. Эран Элинав из отдела иммунологии Института Вейцмана, который руководил этим исследованием вместе с проф. Эран Сигал из факультета компьютерных наук и прикладной математики, широкое использование искусственных подсластителей в напитках и еде может способствовать эпидемии ожирения и диабета, охватившей большую часть мира.
В течение многих лет исследователи ломали голову над тем фактом, что некалорийные искусственные подсластители, похоже, не помогают в похудании, и некоторые исследования показали, что они могут даже иметь противоположный эффект. Аспирант Джотам Суэц из лаборатории Элинава, который руководил исследованием, сотрудничал с аспирантами Талем Коремом и Дэвидом Зеэви в лаборатории Сегала и Гили Зильберман-Шапира в лаборатории Элинава в обнаружении, что искусственные подсластители, даже если они не содержат сахара, тем не менее, обладают полезными свойствами. прямое влияние на способность организма усваивать глюкозу. Непереносимость глюкозы – обычно считается, что она возникает, когда организм не может справиться с большим количеством сахара в рационе – является первым шагом на пути к метаболическому синдрому и диабету у взрослых.
Ученые давали мышам воду с добавлением трех наиболее часто используемых искусственных подсластителей – в количествах, эквивалентных дозам, разрешенным FDA. У этих мышей развилась непереносимость глюкозы по сравнению с мышами, которые пили воду или даже сахарную воду. Повторение эксперимента с разными типами мышей и разными дозами подсластителей дало одинаковые результаты – эти вещества каким-то образом вызывали непереносимость глюкозы.
Затем исследователи исследовали гипотезу о том, что микробиота кишечника участвует в этом явлении. Они думали, что бактерии могут делать это, реагируя на новые вещества, такие как искусственные подсластители, которые сам организм может не распознавать как "еда." Действительно, искусственные подсластители не всасываются в желудочно-кишечном тракте, но, проходя через них, они сталкиваются с триллионами бактерий в микробиоте кишечника.
Исследователи лечили мышей антибиотиками, чтобы уничтожить многие кишечные бактерии; это привело к полной отмене воздействия искусственных подсластителей на метаболизм глюкозы. Затем они перенесли микробиоту от мышей, которые потребляли искусственные подсластители, мышам «без микробов», что привело к полной передаче непереносимости глюкозы мышам-реципиентам. Это само по себе было убедительным доказательством того, что изменения кишечных бактерий непосредственно ответственны за вредное воздействие на метаболизм их хозяина. Группа даже обнаружила, что инкубации микробиоты вне тела вместе с искусственными подсластителями было достаточно, чтобы вызвать непереносимость глюкозы у стерильных мышей. Подробная характеристика микробиоты у этих мышей выявила глубокие изменения в их бактериальных популяциях, в том числе новые микробные функции, которые, как известно, приводят к предрасположенности к ожирению, диабету и осложнениям этих проблем как у мышей, так и у людей.
Функционирует ли человеческий микробиом таким же образом?? У Элинава и Сигала были средства, чтобы проверить это. В качестве первого шага они рассмотрели данные, собранные в рамках их проекта Personalized Nutrition Project, крупнейшего на сегодняшний день исследования на людях, целью которого было изучение связи между питанием и микробиотой. Здесь они обнаружили значительную связь между самооценкой потребления искусственных подсластителей, личными конфигурациями кишечных бактерий и склонностью к непереносимости глюкозы. Затем они провели контролируемый эксперимент, попросив группу добровольцев, которые обычно не ели и не пили искусственно подслащенные продукты, съесть их в течение недели, а затем пройти тесты на их уровень глюкозы, а также состав микробиоты кишечника.
Результаты показали, что у многих – но не у всех – добровольцев началась непереносимость глюкозы всего после одной недели употребления искусственных подсластителей. Состав их кишечной микробиоты объяснил разницу: исследователи обнаружили две разные популяции кишечных бактерий человека: одна вызывала непереносимость глюкозы при воздействии подсластителей, а вторая не имела никакого эффекта. Элинав считает, что определенные бактерии в кишечнике тех, у кого развилась непереносимость глюкозы, реагировали на химические подсластители, выделяя вещества, которые затем вызывали воспалительную реакцию, подобную передозировке сахара, способствуя изменениям в способности организма использовать сахар.
Сегал: "Результаты наших экспериментов подчеркивают важность индивидуальной медицины и питания для нашего общего здоровья. Мы считаем, что комплексный анализ индивидуальных «больших данных» из нашего генома, микробиома и диетических привычек может изменить нашу способность понимать, как продукты и пищевые добавки влияют на здоровье человека и риск заболевания."
Елинав: "Наши отношения с нашей собственной индивидуальной смесью кишечных бактерий являются огромным фактором в определении того, как еда, которую мы едим, влияет на нас. Особенно интересна связь между использованием искусственных подсластителей – через бактерии в нашем кишечнике – со склонностью к развитию тех самых расстройств, для предотвращения которых они были разработаны; это требует переоценки сегодняшнего массового неконтролируемого потребления этих веществ."