Все подсластители – как искусственные, так и натуральные – имеют один огромный плюс: в них неизмеримо меньше калорий, чем в сахаре, а иногда их нет вовсе. К тому же, они не дают такую нагрузку на поджелудочную железу, как сахар, а значит, не провоцируют диабет и ожирение, и в конечном счёте продлевают здоровую жизнь.
Эти и другие особенности обусловили их широкое внедрение в производство продуктов, особенно сладких, к которым совершенно разумно обращаются желающие похудеть сладкоежки, но, как это всегда бывает, со временем начали вырисовываться проблемы.
В результате первого продолжительного исследования в реальных условиях ученые обнаружили негативные последствия потребления искусственного подсластителя аспартама, добавив их к уже выявленным в ходе предшествующих кратковременных экспериментов проблемам.
Хотя аспартам является одной из наиболее изученных пищевых добавок в мире, кратковременные эксперименты способны показать лишь его механическое воздействие, но не долгосрочные последствия. Именно поэтому Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), в 2023 году классифицировала аспартам как "возможно канцерогенный для человека", и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) считают его безопасным при потреблении в количестве, не превышающем текущую суточную рекомендацию.
Научная группа из испанских институтов CIC biomaGUNE и Biogipuzkoa Health Research Institute провела годовой эксперимент с целью оценки воздействия аспартама на организм, применив дозу, значительно более низкую рекомендованной в сутки и устранив две ключевых проблемы предшествующих экспериментов: малая продолжительность и нереалистично высокие дозы.
В данном же случае учёные целый год давали мышам аспартам из расчёта 7 мг/кг массы тела, что составляет примерно одну шестую часть максимальной дневной нормы для человека. Восемнадцать мышей получали аспартам три дня из каждых четырнадцати (то есть периодически, да ещё и крошечную дозу), контрольная группа его не получала.
"Мы изучаем, как изменение рациона влияет на работу органов в условиях наличия болезни или без таковой и в данном случае поставили целью определение физиологического влияния аспартама на сердце и мозг мышей, а также на процент жира в организме и вес тела, и сравнение его с эффектами других видов сахара и подсластителей", написали учёные в отчёте.
"Использованная доза была значительно ниже максимальной рекомендованной (50 мг/кг в сутки) Всемирной организацией здравоохранения, Европейским агентством лекарственных средств (EMA) и Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарств (FDA)".
За год наиболее значительные изменения наблюдались в том, как мозг обрабатывает полученную дополнительно энергию.
Используя позитронно-эмиссионную томографию с фтордеоксиглюкозой (FDG-PET), учёные отслеживали усвоение глюкозы как всем мозгом, так и его отделами и обнаружили, что всего лишь через два месяца эпизодического приема аспартама мозг показал резкое увеличение потребления глюкозы — примерно вдвое больше, чем в контрольной группе. Однако на отметке в шесть месяцев тенденция изменилась, и к десятому месяцу мозг мышей, получавших аспартам, сжигал примерно на 50% меньше глюкозы, чем в контрольной группе.
Поскольку мозг почти полностью работает на глюкозе, обеспечивая такие процессы как возбуждение нейронов и поддержание цепочек, связанных с памятью и обучением, аспартам, кажется, лишает его «топлива», необходимого для бесперебойного функционирования.
Если экстраполировать это в реальный мир, то аспартам заставил мозг перейти от состояния повышенного использования энергии к хроническому статусу её недостаточного использования, а этот механизм чаще связан с метаболическим стрессом, а не адаптацией.
Изучая биохимический аспект — метаболиты в коре головного мозга, — учёные использовали магнитно-резонансную спектроскопию. Спустя два месяца в группе аспартама показатель N-ацетиласпартата (NAA) – метаболического маркера и параметра функциональности нейронов – был примерно на 13% выше, чем в контрольной группе, что неплохо, однако к четвёртому месяцу картина стала ухудшаться и к восьмому уровень лактата у мышей экспериментальной группы был примерно в 2,5 раза выше, чем в контрольной, что свидетельствует о клеточной дисфункции.
Чтобы полностью понять процесс, необходимо рассказать о связи между астроцитами – звездообразными клетками, превращающими глюкозу в лактат, – и поддерживаемыми ими нейронами. Нейроны нуждаются в большом количестве энергии и при этом плохо справляются с управлением топливом, тут и вступают в игру астроциты, преобразуя глюкозу в легко усвояемый лактат, питающий нервные клетки.
Однако, когда уровень лактата постоянно высокий, нейроны уже не могут эффективно его использовать, и он начинает накапливаться, нарушая в мозге энергетический баланс. По сути это переводит мозг в режим "чрезвычайной ситуации", делая нервные цепи менее эффективными, что замедляет обучение, уменьшает ментальную выносливость и ослабляет внимание, тем самым усложняя выполнение сложных задач.
Когда исследователи провели тесты на пространственное обучение и память с использованием лабиринта Барнса, получавшие аспартам мыши в возрасте четырех месяцев неизменно двигались медленнее и проходили меньшее расстояние, чем животные контрольной группы. В среднем они тратили почти в два раза больше времени на поиск выхода, показывая тем самым проблемы с воспоминанием (однако этот результат появлялся не всегда, поэтому не был засчитан как статистически значимый).
К восьмимесячному возрасту разрыв в показателях вырос, причем двое грызунов, получавших аспартам, вообще потеряли способность завершать задание.
По всей видимости, длительное потребление аспартама препятствовало способности животных справляться с решением проблем, что соответствует метаболическим изменениям, выявленным в мозге в ходе эксперимента.
Пострадали не только мозговые структуры. К концу эксперимента кардиологические тесты выявили значительные изменения структуры и функции сердца. Сердце получавших аспартам мышей работало менее эффективно: камеры опустошались неполностью и с каждым сокращением доставляли меньше крови, несмотря на не особо значительные структурные повреждения. Это означает, что все органы, включая мозг, получали немного меньше крови и кислорода, чем требуется.