Substanțe precum zaharina pot modifica tipul de bacterii din interiorul nostru, putând duce la obezitate

indulcitorii

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

Mulți dintre noi, în special cei care preferă să ne mănânce tortul și parcă nu am făcut-o, avem o relație de iubire-ură cu îndulcitori artificiali. Aceste molecule aparent magice oferă un gust dulce fără pumnul său caloric obișnuit. Eliminăm cantități enorme din aceste substanțe chimice, mai ales sub formă de aspartam, sucraloză și zaharină, care sunt folosite pentru a însufleți aroma tuturor, de la Diet Coke la pasta de dinți. Cu toate acestea, există îngrijorări. Mulți suspectează că toată această dulceață are un cost ascuns pentru sănătatea noastră, deși știința a arătat doar legături vagi către probleme.

Anul trecut, însă, o echipă de oameni de știință israelieni a pus la punct un caz mai puternic. Cercetătorii au concluzionat din studiile efectuate pe șoareci că ingerarea îndulcitorilor artificiali ar putea duce la oboseală și, în toate cazurile, la afecțiuni conexe, cum ar fi diabetul. Acest studiu nu a fost primul care a observat această legătură la animale, dar a fost primul care a găsit dovezi ale unei cauze plauzibile: îndulcitorii par să schimbe populația de bacterii intestinale care dirijează metabolismul, conversia alimentelor în energie sau combustibil stocat. Și acest rezultat sugerează că conexiunea ar putea exista și la oameni.

La om, precum și la șoareci, capacitatea de a digera și extrage energia din alimentele noastre este determinată nu numai de genele noastre, ci și de activitatea a miliarde de microbi care locuiesc în tractul nostru digestiv; colectiv, aceste bacterii sunt cunoscute sub numele de microbiom intestinal. Studiul israelian sugerează că îndulcitorii artificiali îmbunătățesc populațiile de bacterii intestinale care sunt mai eficiente în extragerea energiei din alimentele noastre și transformarea acelei energii în grăsimi. Cu alte cuvinte, îndulcitorii artificiali pot favoriza creșterea bacteriilor care ne pun la dispoziție mai multe calorii, calorii care își pot găsi apoi drumul către șolduri, coapse și midriffs, spune Peter Turnbaugh de la Universitatea din California, San Francisco, expert în interacțiunea bacteriilor și a metabolismului.

Glutoni bacterieni

În experimentul israelian, șoarecii în vârstă de 10 săptămâni au fost hrăniți cu o doză zilnică de aspartam, sucraloză sau zaharină. Unui alt grup de șoareci li s-a administrat apă legată de unul dintre cele două zaharuri naturale, glucoza sau zaharoza. După 11 săptămâni, șoarecii care primeau zahăr se descurcau bine, în timp ce șoarecii hrăniți cu îndulcitori artificiali aveau niveluri anormal de ridicate de zahăr din sânge (glucoză), o indicație că țesuturile lor aveau dificultăți la absorbția glucozei din sânge. Lăsată necontrolată, această „intoleranță la glucoză” poate duce la o serie de probleme de sănătate, inclusiv diabet și un risc crescut de boli de ficat și inimă. Dar este reversibil: după ce șoarecii au fost tratați cu antibiotice cu spectru larg pentru a-și ucide toate bacteriile intestinale, populația microbiană a revenit în cele din urmă la structura și echilibrul inițial, la fel ca și controlul glicemiei.

„Aceste bacterii nu sunt agnostice pentru îndulcitorii artificiali”, spune biologul de calcul Eran Segal de la Weizmann Institute of Science din Rehovot, Israel, unul dintre cei doi oameni de știință care conduc studiul. Anchetatorii au descoperit, de asemenea, că populațiile microbiene care au prosperat cu îndulcitori artificiali au fost aceleași arătate - de către alți cercetători - ca fiind deosebit de abundente în intestinele șoarecilor obezi genetic.

Jeffrey Gordon, medic și biolog la Universitatea Washington din St. Louis, a făcut cercetări care arată că această relație dintre bacterii și obezitate este mai mult decât o coincidență. Gordon observă că mai mult de 90% din speciile bacteriene din intestin provin din doar două subgrupuri - Bacteroidete și Firmicute. Gordon și echipa sa au descoperit acum câțiva ani că șoarecii obezi genetic (animalele nu aveau capacitatea de a produce leptină, un hormon care limitează pofta de mâncare) aveau cu 50% mai puține bacterii Bacteroidetes și cu 50% mai multe bacterii Firmicutes decât șoarecii normali. Când au transferat un eșantion din populația bacteriană Firmicutes de la șoarecii obezi în cei cu greutate normală, șoarecii normali s-au îngrășat. Motivul acestui răspuns, spune Gordon, a fost dublu: bacteriile fermicute transplantate de la șoarecii grași au produs mai multe enzime care au ajutat animalele să extragă mai multă energie din hrana lor, iar bacteriile au manipulat, de asemenea, genele șoarecilor normali în moduri care au declanșat depozitarea grăsimii, mai degrabă decât descompunerea acesteia pentru energie.

Gordon crede că ceva similar se întâmplă la oamenii obezi. El a descoperit că proporția bacteriilor Bacteroidetes față de bacteriile Firmicutes crește pe măsură ce persoanele grase slăbesc, fie printr-o dietă cu conținut scăzut de grăsimi, fie cu conținut scăzut de carbohidrați. Microbiologul Universității Stanford, David Relman, spune că această constatare sugerează că bacteriile din intestinul uman nu numai că ne pot influența capacitatea de a extrage calorii și de a stoca energie din dieta noastră, dar au și un impact asupra echilibrului hormonilor, cum ar fi leptina, care ne modelează comportament alimentar, determinându-i pe unii dintre noi să mâncăm mai mult decât pe alții în orice situație dată.

Întrebarea arzătoare, desigur, este dacă îndulcitorii artificiali pot îmbolnăvi cu adevărat oamenii și grăsimile. Segal crede că probabil o fac, cel puțin în unele cazuri. El și echipa sa au analizat o bază de date de 381 de bărbați și femei și au descoperit că cei care au folosit îndulcitori artificiali au fost mai predispuși decât alții să fie supraponderali. Au fost, de asemenea, mai susceptibile de a avea toleranță la glucoză afectată. De fapt, obezitatea este bine cunoscută ca factor de risc pentru dezvoltarea intoleranței la glucoză, precum și a unor afecțiuni mai severe legate de glucoză, cum ar fi diabetul.

Aceste tipare nu demonstrează că îndulcitorii au cauzat problemele. Într-adevăr, este foarte posibil ca persoanele supraponderale să fie pur și simplu mai predispuse decât alții să consume îndulcitori artificiali. Dar echipa lui Segal a mers mai departe, testând asociația direct într-un grup mic de voluntari umani slabi și sănătoși care în mod normal au evitat îndulcitorii artificiali. După ce a consumat S.U.A. Doza maximă de zaharină a Food and Drug Administration pe o perioadă de cinci zile, patru dintre cei șapte subiecți au prezentat un răspuns redus la glucoză, pe lângă o modificare bruscă a microbilor intestinali. Cei trei voluntari a căror toleranță la glucoză nu a scăzut nu au prezentat nicio modificare a microbilor intestinali.

Deși nu toată lumea pare susceptibilă la acest efect, descoperirile justifică mai multe cercetări, spun oamenii de știință. Grupul israelian a concluzionat în lucrarea sa că îndulcitorii artificiali „ar fi putut contribui direct la îmbunătățirea epidemiei exacte pe care ei înșiși au fost intenționați să o combată” - adică îndulcitorii ar putea face cel puțin unii dintre noi mai grei și mai bolnavi.

Un lanț cauză-efect de la îndulcitori la microbi la obezitate ar putea explica unele enigme despre persoanele obeze, spune gastroenterologul Universității din New York Ilseung Cho, care a cercetat rolul bacteriilor intestinale în tulburările umane. El subliniază că, în studii, majoritatea oamenilor care trec de la zahăr la îndulcitori cu conținut scăzut de calorii în efortul de a pierde în greutate nu reușesc să facă acest lucru la ritmul scontat. „Am bănuit de ani de zile că modificările bacteriilor intestinale pot juca un rol în obezitate”, spune el, deși a fost greu de identificat acest efect. Dar Cho adaugă că este clar că „oricare ar fi dieta ta normală poate avea un impact uriaș asupra populației bacteriene din intestin, un impact greu de supraestimat. Știm că nu vedem beneficiul de scădere în greutate pe care l-ați aștepta de la acești îndulcitori non-nutritivi, iar o schimbare a echilibrului bacteriilor intestinale poate fi motivul, în special o schimbare care are ca rezultat o schimbare a echilibrelor hormonale. Un hormon este ca un multiplicator de forță - și dacă o schimbare a microbilor noștri intestinali are un impact asupra hormonilor care controlează alimentația, bine, asta ar explica multe. ”

Microbi vs. gene

Bineînțeles, rămân multe întrebări de răspuns. Cathryn Nagler, patolog la Universitatea din Chicago și expertă în bacterii intestinale și alergii alimentare, spune că variațiile genetice enorme la om fac ca extrapolările de la șoareci să fie suspecte. „Totuși, am găsit datele foarte convingătoare”, spune ea despre studiul îndulcitorului artificial israelian. Relman este de acord că studiile pe rozătoare nu reflectă întotdeauna ceea ce se întâmplă la oameni. „Studiile pe animale pot indica un fenomen general, dar animalele din aceste studii tind să fie identice genetic, în timp ce la om, istoricul stilului de viață și diferențele genetice pot juca un rol foarte puternic”, spune el. Constelația microbilor dintr-un corp uman este o reflectare a istoriei particulare a acelui corp - atât genetic, cât și de mediu.

„Microbiomul este o componentă împletită într-un puzzle complex”, continuă Relman. „Și uneori, genetica este atât de puternică încât va suprascrie și va conduce înapoi microbiota.” Variațiile genetice ar putea explica de ce doar patru dintre cei șapte oameni hrăniți cu zaharină au avut o modificare a bacteriilor intestinale, de exemplu, deși genetica este doar unul dintre o serie de factori posibili. Și dacă cineva este predispus genetic la obezitate și consumă o dietă care promovează obezitatea, microbii s-ar putea schimba pentru a profita de acea dietă, amplificând astfel efectul.

Cercetătorii israelieni sunt de acord că este mult prea devreme să se concluzioneze că îndulcitorii artificiali provoacă tulburări metabolice, dar ei și alți oameni de știință sunt convinși că cel puțin unul - zaharina - are un efect semnificativ asupra echilibrului microbilor din intestinul uman. „Dovezile sunt foarte convingătoare”, spune Turnbaugh. „Cu siguranță se întâmplă ceva”. Segal, unul, nu riscă: spune că a trecut de la utilizarea îndulcitorului artificial la natural în cafeaua de dimineață.

Acest articol a fost publicat inițial cu titlul „Îndulcitorii artificiali obțineți un control intestinal” în Scientific American 312, 4, 32-34 (aprilie 2015)