Mit dotyczący rakotwórczego działania sztucznych słodzików, a szczególnie aspartamu, został już obalony. Niemniej jednak wiadome jest, że mogą one powodować szkody w organizmie osób, które ich używają. Najczęściej naukowcy skupiają się na ich wpływie na mikrobiom jelitowy. Gdyż to właśnie od jelit zaczyna się bardzo wiele chorób układowych. W najnowszym badaniu naukowcy próbowali sprawdzić, jak słodziki wpływają na chorobotwórczość bakterii oraz ich interakcje z nabłonkiem jelitowym.
Wstęp
Ilość mikrobów w naszych jelitach nie jest do końca poznana. Szacuje się je jednak na około 100 trylionów (1014) komórek. Naukowcy nie są zgodni co do tego, jak określić współżycie człowieka z bakteriami zamieszkującymi jego jelita. Najczęściej mówi się o dwóch rodzajach symbiozy – komensalizmie lub mutualizmie. W przypadku pierwszego jedna strona odnosi korzyści, podczas gdy druga pozostaje obojętna. W drugim zaś przypadku obie strony czerpią zyski [1].
Człowiek z pewnością korzysta na tym układzie. Czerpiemy od bakterii substancje potrzebne do wzrostu, rozwoju i utrzymywania homeostazy organizmu. Są to na przykład witaminy z grupy B oraz witamina K. Dodatkowo, obecność bakterii probiotycznych zapobiega rozwojowi i atakowaniu ustroju przez organizmy patogenne [2]. Skład, ilość oraz różnorodność bakterii jelitowych jest kształtowana w znacznej mierze przez rodzaj spożywanej diety. Zarówno proporcje makroskładników, jak i ich pochodzenie oraz stopień przetworzenia konsumowanej żywności, odgrywają w tej kwestii bardzo ważną rolę [3].
Ze stopniem przetworzenia z kolei wiąże się także obecność w produktach spożywczych dodatków do żywności. Jak się okazuje, one również mają wpływ na skład oraz funkcjonowanie mikrobioty [4].
Do grupy dodatków żywnościowych zalicza się między innymi sztuczne słodziki, które w ostatnich latach zyskały sporą popularność. Są to między innymi aspartam, acesulfam K, sukraloza oraz sacharyna. Substancje te bywają powszechnie stosowane przez producentów tak zwanej żywności dietetycznej. Szczególnie napojów oraz produktów o zmniejszonej kaloryczności. Ze względu na coraz wyraźniejszy problem otyłości na świecie, uznawane są za doskonałą metodę na ograniczenie wzrostu masy ciała ludności, przy jednoczesnym zapewnianiu podobnych wrażeń smakowych [5].
Niemniej jednak sztuczne słodziki mogą wywierać także negatywny wpływ na zdrowie człowieka, szczególnie na jakość oraz funkcjonowanie mikrobiomu jelitowego. Udowodnione już zostało, że poprzez zmiany w jego składzie, mogą prowadzić do rozwoju zespołu metabolicznego oraz oporności na insulinę [6]. Jaki jeszcze mogą mieć wpływ?
Cel i rodzaj badania
Celem badania było określenie wpływu sztucznych słodzików na wykształcenie patogenności gatunków bakterii żyjących w ludzkim organizmie oraz ich wpływu na stan nabłonka jelitowego.
Przeprowadzono badania eksperymentalne na bakteriach z gatunków Escherichia coli oraz Enterococcus faecalis [7].
Przebieg badania
Pojedyncze kolonie bakterii z poszczególnych gatunków były hodowane na podłożach BHI (Brain Heart Infusion) oraz Nutrient Agar. Pierwsze z nich zawiera wyciąg mózgowo-sercowy, peptony i glukozę jako materiały odżywcze. Drugie z kolei zawiera peptony oraz wyciąg wołowy lub drożdżowy. Kolonie wzrastały w temperaturze 37 ºC, odpowiadającej temperaturze ludzkiego organizmu. Bakterie namnażano także w bulionie typu BHI lub Nutrient. Wyhodowane zostały również monowarstwy komórek nabłonka jelitowego typu Caco-2 [7].
Badane były cztery procesy. Wzrost bakterii w obecności różnych stężeń sztucznych słodzików, zdolność do formowania biofilmu, aktywność hemolityczna bakterii, a także zdolność do adhezji, inwazji i cytotoksyczność wobec komórek nabłonka jelitowego [7].
Aby sprawdzić zdolność do wzrostu kolonii w obecności słodzików, zasiano bakterie E.coli oraz E. faecalis na podłoża typu BHI oraz Nutrient. Następnie uzupełniono o sacharynę, sukralozę oraz aspartam w różnych stężeniach wahających się od 0,1 do 1000 µM i pozostawiono do wzrostu na 4 dni. Wyniki badano za pomocą pomiaru absorbancji co 12 godzin. W podobny sposób sprawdzano zdolność do tworzenia biofilmu [7].
Zdolność hemolityczna po ekspozycji na sztuczne słodziki była badana poprzez umieszczenie kolonii bakteryjnych na podłożu z 7% krwią końską. Jako próbę kontrolną zastosowano kolonię bakterii Staphylococcus aureus, o której wiadomo, że ma zdolności do hemolizy całkowitej. Wyniki porównywano po 24 godzinach [7].
W celu zbadania zdolności adhezji i inwazji komórek nabłonka przygotowano monowarstwę komórek Ceco-2. Następnie naniesiono na nią kolonie bakteryjne, uprzednio poddane ekspozycji na sztuczne słodziki. Po czasie zazwyczaj koniecznym do adhezji oraz inwazji, monowarstwa była przemywana. W dalszej kolejności sprawdzano, ile bakterii pozostało na nabłonku [7].
Wyniki badania i dyskusja
Zdolność do wzrostu bakterii E. faecalis nie została zahamowana w obecności żadnego ze słodzików, niezależnie od ich stężenia. Z kolei bakterie E. coli wykazały znaczną wrażliwość na wysokie stężenie sacharyny. W obecności 1000 µM tego słodzika, ich wzrost został znacznie zahamowany pomiędzy 48. a 84. godziną badania. Niższe stężenia sacharyny, a także pozostałe dwa słodziki nie wywołały wpływu na wzrost E. coli [7].
Zarówno w przypadku E. coli, jak i E. faecalis, obecność słodzików spowodowała wzrost zdolności do formowania biofilmu. Przy czym efekt ten był bardziej widoczny u gatunku E. coli. W przypadku E. faecalis jedynie aspartam wywołał znaczący wzrost zdolności formowania biofilmu. Obecność słodzików nie wpłynęła natomiast na produkcję hemolizyny przez bakterie obu gatunków [7].
Wszystkie trzy rodzaje słodzików zwiększyły także zdolność bakterii do adhezji do komórek nabłonka jelitowego. Ten efekt z kolei był znacznie większy u bakterii E. faecalis. Zdolność do inwazji również znacznie wzrosła u bakterii tego gatunku pod wpływem wszystkich trzech słodzików. W przypadku E. coli także zaobserwowano ten efekt, jednak wyłącznie w obecności sukralozy i aspartamu [7].
Żywotność komórek nabłonka jelitowego po inwazji przez E. coli zmalała w niewielkim, ale statystycznie istotnym stopniu przy obecności sacharyny i sukralozy. Z kolei w przypadku E. faecalis efekt ten został zaobserwowany jedynie przy zaaplikowaniu sukralozy i aspartamu [7].
Wyniki badań ukazują, że najczęściej stosowane sztuczne słodziki, czyli sukraloza, sacharyna i aspartam sprzyjają zmianom patogennym u bakterii Escherichia coli oraz Enterococcus faecalis. Zmiany te obserwowane były już w stężeniu o wartości 100 µM, które może być bez problemu osiągnięte wraz z dietą. Efekty różniły się w zależności od gatunku bakterii, czy też rodzaju słodzika. Jednak bez wątpienia spożycie tego typu substancji nie pozostaje bez wpływu na zdrowie jelit [7].
Podsumowanie
Sztuczne słodziki są powszechnie stosowanym dodatkiem do żywności na całym świecie. Z pewnością nie można im odmówić pozytywnego wpływu na ograniczanie epidemii otyłości. Niemniej jednak należy pamiętać, że substancje te nie pozostają obojętne dla ludzkiego organizmu.
Omówione badanie jednoznacznie wskazuje, że w obecności sztucznych słodzików, niektóre bakterie mikrobiomu zyskują właściwości chorobotwórcze i mogą zmniejszać żywotność komórek nabłonkowych jelita cienkiego.
Konieczne są dalsze badania w tym kierunku.
Bibliografia:
- Ley, R.E., Peterson, D.A., Gordon, J.I. (2006). Ecological and Evolutionary Forces Shaping Microbial Diversity in the Human Intestine. Cell, 124(4), 837-848.
- LeBlanc, J.G. i in. (2013). Bacteria as vitamin suppliers to their host: A gut microbiota perspective. Current Opinion in Biotechnology, 24, 160-168.
- Wu, G.D. i in. (2011). Linking long-term dietary patterns with gut microbial enterotypes. Science, 334, 105-108.
- Chassaing, B. i in. (2015). Dietary emulsifiers impact the mouse gut microbiota promoting colitis and metabolic syndrome. Nature, 519, 92-96.
- Gardner, C. i in. (2012). Nonnutritive sweeteners: Current use and health perspectives: A scientific statement from The American Heart Association and The American Diabetes Association. Diabetes Care, 35, 1798-1808.
- Suez, J. i in. (2014). Artificial sweeteners induce glucose intolerance by altering the gut microbiota. Nature, 514, 181-186.
- Shil, A., Chichger, H. (2021). Artificial Sweeteners Negatively Regulate Pathogenic Characteristics of Two Model Gut Bacteria, coli and E. faecalis. International Journal of Molecular Sciences, 22(10), 5228.
Studentka dietetyki na Warszawskim Uniwersytecie Medycznym. Szczególnie zainteresowana dietetyką sportową, dietami roślinnymi oraz zagadnieniami związanymi z endokrynologią. Wolny czas spędza w kuchni, na treningach lub ze szkicownikiem. Poza żywieniem pasjonuje się sztuką oraz muzyką.