Ksylitol, erytrytol i inne poliole: bezpieczeństwo. Czy mogą stanowić zagrożenie?

Poliole takie jak ksylitol czy erytrytol (erytrol) to popularne obecnie zamienniki cukru. Do ich stosowania zachęcać może niższa od cukru wartość energetyczna i brak gwałtownego wpływu na stężenie glukozy we krwi. Zalety stosowania polioli szerzej omawiamy w innym artykule. Występują one naturalnie w warzywach (seler, marchew, pietruszka, kukurydza), owocach (oliwki, arbuz, gruszka, winogrona, śliwka, brzoskwinia, melon), grzybach, winie, piwie, serach, sosie sojowym. Pełnią również funkcję dodatków do żywności (bezcukrowe napoje, desery, wyroby cukiernicze, gumy do żucia, piwo bezalkoholowe, słodycze, sosy, przetwory zbożowe). Służą jako wypełniacze oraz do utrzymywania wilgoci i nadawania smaku słodkiego, występują też w roli przeciwzbrylającej, wiążącej, stabilizującej i teksturotwórczej. Erytrytol i ksylitol powszechnie dostępne są w sklepach w podobnych do cukru opakowaniach. W Unii Europejskiej dopuszczono do stosowania również sorbitol, mannitol, izomalt, syrop poliglucitolowy, maltitol, laktitol. Dla tej grupy substancji nie ustala się wartości ADI (dopuszczalnego dziennego spożycia), ponieważ uznaje się je za bezpieczne. Nadmiar może jednak wywołać biegunki i wzdęcia u osób zdrowych. Pojawiły się także inne doniesienia na temat ich potencjalnego negatywnego wpływu na ludzki organizm. Czy są one uzasadnione, czy raczej bezpodstawne? Odpowiadamy w poniższym artykule.

Wchłanianie i metabolizm polioli [1-3]

Aby zrozumieć, czy oraz jak spożycie polioli może wpływać na ich stężenie we krwi, należy przyjrzeć się informacjom dotyczących wchłanialności i metabolizmu. Sorbitol wchłania się z jelit w 15-25%, jest później całkowicie rozkładany i nie występuje w wydalanym moczu. Mannitol wchłaniany jest w 25%, nie ulega przekształceniom i w całości wydalany jest z moczem w formie niezmienionej. Izomalt w przewodzie pokarmowym rozkładany jest do glukozy, sorbitolu i mannitolu – trawiony i wchłaniany jest jednak tylko częściowo, bo w około 10%. Maltitol wchłania się z kolei w 40%, a laktitol w jedynie 2%. Jeśli chodzi o ksylitol, jest on przyswajalny w 25-50%. Erytrytol również jest substancją wchłanialną, w organizmie w większości nie jest przekształcany do innych związków i wydalany jest w niezmienionej formie. Jedynie z niewielkiej części powstaje erytronian [4]. Syrop poliglucitolowy to z kolei mieszanina różnych polioli i jego wchłanialność zależy od składu. Niewchłonięta część polioli ulega fermentacji w jelicie grubym, co powoduje produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, ale również gazów. Działanie przeczyszczające, wzdęcia i dyskomfort występują na przykład przy spożyciu 20-50 g sorbitolu. Jeśli chodzi o ksylitol, zwykle tolerowana jest dawka do 100 g na dobę.

Warto wiedzieć, że ksylitol jest wytwarzany w niedużych ilościach również endogennie (czyli wewnątrz organizmu) jako produkt uboczny metabolizmu glukozy w przebiegu szlaku kwasu glukuronowego. Szlaku tego nie powiązano dotąd z chorobami sercowo-naczyniowymi. Erytrytol również powstaje endogennie z glukozy. Ma to miejsce w przebiegu szlaku pentozofosforanowego, w wyniku czego dostaje się on do krążenia. Na stężenie we krwi obu popularnych polioli ma więc wpływ nie tylko spożywana ilość, ale również endogenne przemiany metaboliczne.

W jednym z badań sprawdzono, jak spożycie erytrytolu wpływa na jego stężenie we krwi. Ośmiu uczestników po nocnym poście miało do wypicia po 300 ml napoju zawierającego 30 g erytrytolu w porcji w czasie dwóch minut. Należy jednak zaznaczyć, że zwyczajowo dodatek polioli do napojów jest o wiele mniejszy. W ciągu 30 minut od spożycia wzrost stężenia tego poliolu we krwi był nawet 1000-krotny. Jego istotny poziom utrzymywał się do 48 godzin. Analogiczna sytuacja dotycząca ksylitolu miała miejsce w badaniu na 10 osobach. Różnicę zaobserwowano jedynie pod kątem czasu utrzymywania się wysokich stężeń tego poliolu – wyniósł on od 4 do 6 godzin. Obie substancje wchłaniane są już w jamie ustnej. Co ciekawe, ksylitol u ludzi nie powoduje wyrzutu insuliny, natomiast na przykład u psów jest on ekstremalnie duży i substancja ta jest dla nich toksyczna.

Co ważne, podwyższone stężenie erytrytolu we krwi może wynikać również ze stresu oksydacyjnego lub dysregulacji wspomnianego już szlaku pentozofosforanowego. Dzieje się tak przy stosowaniu diety bogatej w cukry proste, jak i przy występujących chorobach sercowo-naczyniowych lub nieprawidłowym stężeniu glukozy we krwi [5, 6]. Jest to istotne w kontekście badań omówionych w dalszej części artykułu.

Warto również wiedzieć, że spożycie erytrytolu nie wpływa na stężenie glukozy i insuliny we krwi. Zwiększa jednak wydzielanie glukagonopodobnego peptydu 1 i cholecystokininy i może spowalniać opróżnianie żołądka [7].

Ksylitol i erytrytol a choroby sercowo-naczyniowe i krzepliwość krwi – czy dowody są dostateczne?

Ksylitol

Wpływ ksylitolu na krzepliwość krwi oceniono w badaniu na wyizolowanych ludzkich płytkach krwi, bogatym w nie osoczu, krwi pełnej oraz w modelu zwierzęcym. Próbki pobrano od 1157 osób z kohorty odkrywczej i od 2149 z kohorty walidacyjnej. Co ważne, osoby z tych grup już wyjściowo miały zwiększone ryzyko sercowo-naczyniowe, były jednak zdrowe pod tym kątem. Wykazano, że stężenie ksylitolu było istotnie wyższe u osób, które w ciągu 3 lat obserwacji doświadczyły poważnego niepożądanego zdarzenia sercowo-naczyniowego, porównując z osobami bez takich incydentów. W dalszej części badania udowodniono, że osoby z większym stężeniem ksylitolu we krwi miały większe ryzyko takich zdarzeń. Związek ten był więc dwukierunkowy [2].

Oprócz tego wykazano, że w grupie z najwyższym stężeniem ksylitolu istotnie większe było również ryzyko zdarzeń zakrzepowych, porównując z grupą o najniższym stężeniu. Nie udowodniono natomiast wpływu samego ksylitolu w stężeniu fizjologicznym na agregację płytek krwi w osoczu pobranym od 10 uczestników. Kiedy jednak do próbek osocza dodawano substancje pobudzające aktywację i agregację (łączenie się) płytek krwi (np. ADP, peptyd aktywujący receptor trombiny TRAP6) przy jednoczesnym zróżnicowaniu stężenia ksylitolu, zaobserwowano zależność między nasileniem odpowiedzi płytek krwi a stężeniem tego poliolu. Jeśli chodzi o wyizolowane i oczyszczone płytki krwi, zaobserwowano ich zależną od dawki dodanego ksylitolu reakcję. We krwi pełnej wykazano zależne od fizjologicznego stężenia ksylitolu łączenie się płytek krwi z leukocytami, co ma miejsce w przypadku aktywowanych płytek krwi [2].

Jeżeli chodzi o model zwierzęcy, ksylitol był podawany myszom poprzez wkłucie ze względu na słabą wchłanialność z przewodu pokarmowego. Porównując z grupą kontrolną (sól fizjologiczna), w grupie badanej zaobserwowano istotny wzrost szybkości tworzenia się skrzepu i istotne skrócenie czasu od uszkodzenia tętnicy do ustania przepływu krwi, czyli krew krzepła po prostu szybciej [2].

Należy zaznaczyć, że choć możliwy jest związek między ilością spożywanego ksylitolu i opisanymi zjawiskami, w badaniu nie oceniano ilości pobieranej z dietą w całej grupie uczestników. Substancję podano jednorazowo jedynie 10 osobom jako element badania. W całej kohorcie analizowany był związek między stężeniem we krwi a wspomnianymi incydentami, a samo stężenie nie zależy jedynie od spożycia. Opisane zależności wymagają dalszych badań uwzględniających ilości ksylitolu pobieranego wraz z dietą [2].

Erytrytol

Na temat związku erytrytolu z incydentami sercowo-naczyniowymi i krzepliwością krwi przeprowadzono badanie kohortowe. Kohorta odkrywcza objęła 1157 osób, a kohorty walidacyjne ze Stanów Zjednoczonych i Europy odpowiednio 2149 i 833 osoby. W pierwszej z tych grup porównywano ryzyko wystąpienia poważnego niepożądanego zdarzenia sercowo-naczyniowego w zależności od stężenia erytrytolu we krwi. Wykazano, że im wyższe było to stężenie, tym większe obserwowano ryzyko takiego incydentu. Występowanie opisanej zależności potwierdzono w kohortach walidacyjnych. W obu grupach związek ten był istotny statystycznie. Udowodniono również, że erytrytol nasilał reaktywność płytek krwi w warunkach in vitro oraz powstawanie zakrzepów in vivo (u zwierząt doświadczalnych). Co ważne, w opisanej wcześniej części badania (która dotyczyła jednorazowego spożycia erytrytolu u 8 osób) stężenia tego poliolu we krwi przekraczały poziomy, dla których udowodniono wpływ na reaktywność płytek i formowanie się zakrzepów [3].

Należy zaznaczyć, że choć możliwy jest związek między ilością spożywanego erytrytolu i opisanymi zjawiskami, w badaniu nie oceniano ilości pobieranej z dietą w całej grupie uczestników. Substancję podano jednorazowo jedynie 8 osobom jako element badania. W całej kohorcie analizowany był związek między stężeniem we krwi a wspomnianymi incydentami, a samo stężenie nie zależy jedynie od spożycia. Opisane zależności wymagają dalszych badań uwzględniających ilości erytrytolu pobieranego wraz z dietą [3, 5].

Opublikowano również wyniki dużego badania, w którym analizowano związek między stężeniem erytrytolu we krwi i ryzykiem choroby wieńcowej. Nie udowodniono żadnej zależności w tym zakresie [7].

W innym badaniu udowodniono, że istnieje związek między siedzącym stylem życia i zwiększonym stężeniem erytrytolu we krwi. Wykazano również zależność między większym stężeniem tego poliolu i zwiększonym ryzykiem wystąpienia cukrzycy [8].

Poliole a przypadki reakcji alergicznych [1]

Choć poliole nie są białkami, opisano niewielką liczbę przypadków, w których wywołały reakcję alergiczną. Nie oznacza to rzecz jasna, że każda osoba spożywająca takie substancje jest na nie narażona. Warto zwyczajnie mieć świadomość, że takie sytuacje są możliwe i przy podejrzeniu ich występowania powinniśmy skonsultować się z lekarzem. Mechanizm takich reakcji nie jest jednak dokładnie poznany. Większość przypadków obejmowała reakcje IgE-zależne. Poliole są związkami o małej masie cząsteczkowej i żeby wywołać reakcję muszą związać się z białkiem (czyli są haptenami). Istnieją również zespoły nietolerancji pokarmowych obejmujących poliole.

Odnotowuje się przypadki nietolerancji sorbitolu. Może ona wystąpić w różnego pochodzenia zespołach złego wchłaniania oraz przy niedoborach enzymatycznych zaburzających tolerancję różnych węglowodanów. Jeśli zaś chodzi o alergię na sorbitol, opisano przypadek nawracającego alergicznego kontaktowego zapalenia skóry. Powiązany był on ze spożyciem pewnych rodzajów piwa i pieczywa. Potwierdzono reakcję typu opóźnionego przy użyciu testów płatkowych.

Jeżeli chodzi o nadwrażliwość na mannitol, opisane przypadki dotyczą przyjęcia lub wlewu leków, w których był on substancją pomocniczą, zjedzenia owoców granatu lub curry z pieczarkami albo stosowania słodzików z mannitolem. W ich przebiegu dochodziło do obrzęku naczynioruchowego, duszności, hipotonii, wystąpienia ciężkiej pokrzywki i świszczącego oddechu lub nawet utraty przytomności. Przyczynę reakcji potwierdzono między innymi testami śródskórnymi, płatkowymi i poprzez testy prowokacji.

Dla izomaltu i laktitolu nie opisano żadnego przypadku nietolerancji lub alergii. Jeśli zaś mowa o maltitolu, opisano zaledwie jeden przypadek. Miał on miejsce natychmiast po polizaniu cukierka, który był nim słodzony. Reakcję sklasyfikowano jako rzekomo-alergiczną.

Dla ksylitolu opisano dwa przypadki. W pierwszym po spożyciu cukierka słodzonego tym poliolem u pacjentki doszło do epizodu anafilaktycznego (zaczerwienienie twarzy, kaszel, świszczący oddech). W drugim zaś wystąpiła alergia kontaktowa w postaci nadżerek w jamie ustnej po spożyciu gumy do żucia. Związek spożycia wspomnianych polioli z opisanymi reakcjami potwierdzono odpowiednimi testami.

Erytrytol również może powodować tego typu reakcje. Występowały one na przykład po spożyciu dużej ilości gumy do żucia, napoju z galaretką słodzoną tym poliolem, napojów brzoskwiniowych czy ciasta czekoladowego z erytrytolem. Dochodziło do różnorodnych objawów, w tym nawet utraty przytomności. W każdym przypadku ich związek ze spożyciem erytrytolu potwierdzono odpowiednimi testami.

Podsumowanie

Choć wniosek ten nie jest satysfakcjonujący, na ten moment nie można wskazać jednoznacznie, czy spożycie polioli zwiększa ryzyko incydentów sercowo-naczyniowych i powstawania zakrzepów u ludzi. Związek przyczynowo-skutkowy pozostaje nieznany i nie da się odpowiedzieć na pytanie, czy zamiana cukru na ksylitol i erytrytol może sprzyjać na przykład zawałom oraz udarom.

Dotychczasowe badania pozwalają jedynie na wskazanie, że wobec żadnej substancji nie możemy być bezkrytyczni. Warto obserwować doniesienia bez wyciągania pochopnych wniosków. Zarówno cukier, jak i poliole, w nadmiarze będą szkodliwe, tylko po prostu w innym zakresie. Przejadanie się produktami z cukrem w dłuższej perspektywie może prowadzić do cukrzycy, a nadmierne spożycie słodyczy i innych produktów z poliolami może powodować biegunki, wzdęcia i inne objawy. Podstawą do wyciągnięcia wniosków na temat szkodliwości polioli mogą być dopiero szeroko zakrojone i dobrze zaprojektowane badania na ludziach o odpowiednim czasie trwania.

Bibliografia:

1. Lis, K. (2022). Poliole a ryzyko reakcji alergicznych. Alergia, 3, s. 22-29.
2. Witkowski, M., Nemet, I., Li, X. S., Wilcox, J. … Hazen, S. L. (2024). Xylitol is prothrombotic and associated with cardiovascular risk. European Heart Journal, 45(27), s. 2439–2452. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehae244
3. Witkowski, M., Nemet, I., Alamri, H. … Hazen, S. L. (2023). The artificial sweetener erythritol and cardiovascular event risk. Nature Medicine, 29(3), s. 710–718. https://doi.org/10.1038/s41591-023-02223-9
4. EFSA Panel on Food Additives and Flavourings (FAF), Younes, M., Aquilina, G., Castle, L. … Tard, A. (2023). Re-evaluation of erythritol (E 968) as a food additive. EFSA Journal. European Food Safety Authority, 21(12), e8430. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2023.8430
5. Cramer, T., Gonder, U., Kofler, B. (2023). Plasma erythritol and cardiovascular risk: is there evidence for an association with dietary intake?. Frontiers in Nutrition, 10, 1195521. https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1195521
6. Mazi, T. A., Stanhope, K. L. (2023). Elevated Erythritol: A Marker of Metabolic Dysregulation or Contributor to the Pathogenesis of Cardiometabolic Disease?. Nutrients, 15(18), 4011. https://doi.org/10.3390/nu15184011
7. Khafagy, R., Paterson, A. D., Dash, S. (2024). Erythritol as a Potential Causal Contributor to Cardiometabolic Disease: A Mendelian Randomization Study. Diabetes, 73(2), s. 325–331. https://doi.org/10.2337/db23-0330
8. Moon, J. Y., Chai, J. C., Yu, B. … Qi, Q. (2023). Metabolomic Signatures of Sedentary Behavior and Cardiometabolic Traits in US Hispanics/Latinos: Results from HCHS/SOL. Medicine and Science in Sports and Exercise, 55(10), s. 1781–1791. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000003205