Подсластители оказались не такими «нейтральными», как считалось: исследование выявило неожиданные взаимодействия с кишечными бактериями и лекарствами

Новое исследование показывает, что влияние подсластителей может зависеть не только от их вида, но и от того, с какими лекарствами и пищевыми компонентами они попадают в организм.

Подсластители редко путешествуют по кишечнику в одиночку

Когда говорят о сахарозаменителях, обычно обсуждают их калорийность, влияние на уровень глюкозы или вкус продуктов. Гораздо реже вспоминают, что практически любой подсластитель попадает в кишечник одновременно с десятками других веществ.

Это могут быть:

• пищевые добавки;
• кофеин;
• ароматизаторы;
• лекарственные препараты;
• вспомогательные вещества лекарственных форм.

Именно эта мысль стала отправной точкой нового исследования. Авторы предположили, что влияние подсластителей нельзя оценивать изолированно, потому что в реальной жизни человек почти никогда не употребляет их отдельно.

Ученые решили проверить то, что раньше почти никто не изучал

Исследователи из Кембриджского университета протестировали сразу 39 коммерчески используемых натуральных и синтетических подсластителей на 25 видах бактерий, представляющих различные группы здоровой кишечной микробиоты. Затем они изучили, что происходит, если к этим подсластителям добавить вещества, которые люди часто употребляют одновременно:

• кофеин;
• ванилин;
• другой подсластитель (адвантам);
• антидепрессант дулоксетин;
• а также ряд лекарственных препаратов, в составе которых подсластители используются для маскировки горького вкуса.

В результате было проанализировано несколько тысяч комбинаций различных веществ и бактерий.

Оказалось, что большинство подсластителей все же взаимодействуют с микробами

Самым неожиданным результатом стало то, что примерно три четверти исследованных подсластителей изменяли рост хотя бы одного вида кишечных бактерий.

Важно понимать, что это не означает автоматически вред для человека.

Одни соединения подавляли рост определенных бактерий, другие, наоборот, стимулировали его. Воздействие оказалось очень избирательным: разные бактерии реагировали по-разному даже на один и тот же подсластитель.

Самое интересное началось, когда подсластители смешали с другими веществами

Именно здесь исследование стало особенно необычным.

Ученые обнаружили более ста взаимодействий между подсластителями и другими соединениями.

Из них:

• 34 усиливали действие друг друга (синергизм);
• 68, наоборот, ослабляли эффект (антагонизм).

Проще говоря, один и тот же подсластитель может вести себя совершенно по-разному в зависимости от того, что человек одновременно съел или какое лекарство принял.

Именно этот вывод авторы считают одним из наиболее важных.

Неожиданным лидером оказался компонент, получаемый из стевии

Наиболее выраженные изменения исследователи увидели у изостевиола — вещества, которое получают при переработке стевии и используют при производстве некоторых подсластителей.

Сам по себе изостевиол уже влиял на несколько видов бактерий.

Но наиболее сильный эффект возникал тогда, когда его сочетали с антидепрессантом дулоксетином.

Именно здесь появляется главный научный инсайт исследования

На первый взгляд можно предположить, что оба вещества просто складывают свои эффекты.

Но оказалось, что происходит нечто гораздо более сложное.

Комбинация изменяла работу бактериальных клеток так, что менялся транспорт различных веществ через их мембраны. Из-за этого бактерии начинали иначе накапливать соединения внутри клетки, перестраивали обмен веществ и изменяли набор выделяемых метаболитов. В исследовании это подтвердили сразу несколькими независимыми методами — протеомным, генетическим и метаболомным анализом.

Именно поэтому эффект сочетания оказался значительно сильнее, чем можно было ожидать по действию каждого вещества отдельно.

Почему ученые так внимательно следили за двумя конкретными бактериями

Особое внимание уделялось бактериям Roseburia intestinalis и Parabacteroides merdae.

Обе считаются типичными представителями здоровой кишечной микробиоты.

Roseburia intestinalis известна как один из важных производителей бутирата — короткоцепочечной жирной кислоты, которая служит основным источником энергии для клеток толстой кишки и участвует в поддержании кишечного барьера.

После совместного воздействия изостевиола и дулоксетина численность обеих бактерий заметно снижалась как в отдельных культурах, так и в синтетической модели кишечного сообщества. Одновременно уменьшалось разнообразие всей микробной экосистемы.

Почему снижение разнообразия микробиоты заинтересовало исследователей

Микробиота кишечника напоминает экосистему.

Чем больше различных видов сосуствует вместе, тем устойчивее она обычно оказывается к внешним воздействиям.

Поэтому уменьшение разнообразия микробного сообщества часто рассматривают как потенциальный признак снижения устойчивости экосистемы.

Однако авторы подчеркивают: сама по себе потеря разнообразия еще не означает развитие заболевания. Это лишь один из биологических сигналов, который требует дальнейшего изучения.

Изменения коснулись не только бактерий

Следующий этап исследования оказался еще интереснее.

После воздействия комбинации веществ ученые исследовали, какие соединения начинают выделять бактерии.

Особое внимание привлекли две короткоцепочечные жирные кислоты:

• бутират;
• пропионат.

Их концентрация уменьшалась.

Именно эти вещества давно рассматриваются как важные посредники между кишечной микробиотой и иммунной системой хозяина. Они помогают поддерживать барьерную функцию кишечника, влияют на обмен веществ и участвуют в регуляции воспалительных процессов.

Затем исследователи проверили реакцию человеческих клеток

Чтобы понять, могут ли изменения бактериальных метаболитов воздействовать на клетки человека, ученые использовали лабораторные культуры клеток кишечного эпителия.

После контакта с продуктами жизнедеятельности бактерий, подвергшихся воздействию комбинации изостевиола и дулоксетина, клетки изменяли выработку нескольких сигнальных молекул иммунной системы, включая IL-6 и IL-8.

Но и здесь авторы делают очень важную оговорку.

Изменение уровня этих молекул нельзя автоматически считать ни полезным, ни вредным.

Иммунная система чрезвычайно сложна, а роль подобных цитокинов зависит от конкретной ситуации.

Самое важное ограничение исследования

Несмотря на громкие выводы, работа не доказывает, что употребление какого-либо подсластителя вместе с дулоксетином обязательно вызовет аналогичные изменения у человека.

Все эксперименты проводились:

• в отдельных бактериальных культурах;
• в синтетической модели микробиоты;
• на клеточных культурах.

Настоящий кишечник человека значительно сложнее. В нем присутствуют сотни видов микроорганизмов, постоянно меняется состав пищи, концентрации веществ отличаются от лабораторных условий, а иммунная система непрерывно взаимодействует с микробиотой.

Поэтому переносить полученные результаты непосредственно на клиническую практику пока нельзя. Сами авторы подчеркивают необходимость дальнейших исследований на животных и людях.

Почему эта работа может изменить подход к исследованиям питания

Главная ценность исследования заключается не столько в оценке какого-то конкретного подсластителя.

Оно показывает, что организм может реагировать не на отдельные вещества, а на их сочетания.

Сегодня лекарства, пищевые добавки и ингредиенты продуктов обычно оцениваются независимо друг от друга.

Однако реальная жизнь устроена иначе.

Практически каждый человек ежедневно употребляет десятки различных соединений одновременно. Именно их совместное действие может объяснить часть противоречивых результатов предыдущих исследований подсластителей, когда одни работы находили неблагоприятные эффекты, а другие — нет.

Возможно, дело не в самих подсластителях, а в том, с чем именно они встречаются внутри кишечника.