Γλυκαντικά: Εργαστηριακή μελέτη αποκαλύπτει απρόσμενες επιδράσεις στα βακτήρια του εντέρου

Πολλά γλυκαντικά που χρησιμοποιούνται ευρέως μπορεί να επηρεάζουν άμεσα την ανάπτυξη βακτηρίων του εντέρου, σύμφωνα με εργαστηριακή μελέτη επιστημόνων του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ. Οι επιδράσεις τους ενδέχεται να μεταβάλλονται όταν συνδυάζονται με φάρμακα ή άλλες καθημερινές ουσίες.

Σε πειράματα με 39 γλυκαντικά και 25 είδη βακτηρίων του εντέρου, περίπου τα τρία τέταρτα των γλυκαντικών επηρέασαν την ανάπτυξη τουλάχιστον ενός είδους. Ορισμένα επιβράδυναν ή ανέστειλαν πλήρως την ανάπτυξη μικροβίων που συνδέονται με την υγεία του πεπτικού συστήματος.

Ιδιαίτερα αξιοσημείωτος ήταν ο συνδυασμός ισοστεβιόλης με το αντικαταθλιπτικό ντουλοξετίνη. Το μείγμα περιόρισε έντονα δύο σημαντικά βακτήρια του εντέρου, τα οποία σχετίζονται με την υγεία του πεπτικού συστήματος και τη ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα. Επηρέασε επίσης την ισορροπία ενός προσομοιωμένου εντερικού μικροβιώματος και προκάλεσε μεταβολές που ενδέχεται να έχουν σημασία για τη φλεγμονή και την ανοσολογική απόκριση.

Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο Molecular Systems Biology. Οι ερευνητές επισημαίνουν, ωστόσο, ότι τα πειράματα έγιναν στο εργαστήριο και όχι σε ανθρώπους. Χρειάζονται περαιτέρω μελέτες για να διαπιστωθεί αν οι επιδράσεις αυτές έχουν συνέπειες για την υγεία στην καθημερινή ζωή.

Τι γνωρίζουμε για τα γλυκαντικά και τα βακτήρια του εντέρου

Τα γλυκαντικά είναι πλέον συνηθισμένα στη διατροφή. Περιέχονται σε αναψυκτικά, καραμέλες, επιδόρπια, συσκευασμένα σνακ και δημητριακά πρωινού, προσφέροντας συχνά γλυκιά γεύση με λιγότερες θερμίδες από την κοινή ζάχαρη.

Προβάλλονται συχνά ως πιο υγιεινές εναλλακτικές της ζάχαρης. Ωστόσο, έρευνες έχουν εντοπίσει συσχετίσεις ανάμεσα στην κατανάλωσή τους και παθήσεις όπως ο διαβήτης τύπου 2, η παχυσαρκία και ο καρκίνος. Οι συσχετίσεις αυτές δεν αποδεικνύουν ότι τα γλυκαντικά προκαλούν τις συγκεκριμένες ασθένειες, ενώ οι επιστήμονες εξακολουθούν να διερευνούν τους πιθανούς βιολογικούς μηχανισμούς.

Ένα πεδίο που συγκεντρώνει ιδιαίτερο ενδιαφέρον είναι το μικροβίωμα του εντέρου, δηλαδή το σύνολο των βακτηρίων και άλλων μικροοργανισμών που κατοικούν στον πεπτικό σωλήνα. Οι μικροοργανισμοί αυτοί βοηθούν στη διάσπαση της τροφής, παράγουν χρήσιμες ουσίες, υποστηρίζουν το ανοσοποιητικό σύστημα και συμβάλλουν στη μεταβολική υγεία.

Παρά την ευρεία κατανάλωση γλυκαντικών σε όλο τον κόσμο, λίγες μελέτες έχουν εξετάσει άμεσα πώς επηρεάζουν μεμονωμένα βακτήρια του εντέρου. Οι περισσότερες προηγούμενες έρευνες βασίστηκαν σε πειράματα σε ζώα ή σε συγκρίσεις διατροφικών συνηθειών και εκβάσεων υγείας σε μεγάλες ομάδες ανθρώπων.

Ο καθηγητής Kiran Patil, από τη Μονάδα Τοξικολογίας του Medical Research Council (MRC) στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, δήλωσε: «Τα περισσότερα από όσα γνωρίζουμε για τις πιθανές επιδράσεις των γλυκαντικών στην υγεία μας προέρχονται από έρευνες σε ζώα ή από πληθυσμιακές μελέτες. Παρότι αυτές οι μελέτες έχουν δείξει ότι το μικροβίωμα εμπλέκεται στη μεσολάβηση των επιδράσεων των γλυκαντικών, είναι δύσκολο να γνωρίζουμε πώς δρουν στον οργανισμό: μέσω άμεσων αλληλεπιδράσεων με τα βακτήρια του εντέρου μας;»

Ένα επιπλέον εμπόδιο είναι ότι οι άνθρωποι σπάνια καταναλώνουν γλυκαντικά μόνα τους. Συνήθως συνδυάζονται με άλλα συστατικά, κάτι που μπορεί να αλλάξει τον τρόπο δράσης τους.

«Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα περιπλέκεται ακόμη περισσότερο επειδή σχεδόν ποτέ δεν παίρνουμε γλυκαντικά μόνα τους: τα καταναλώνουμε σε ποτά και σνακ ή ακόμη και σε φάρμακα, για να καλυφθεί η πικρή γεύση τους», πρόσθεσε η δρ Sonja Blasche, κύρια συγγραφέας της μελέτης και επίσης μέλος της Μονάδας Τοξικολογίας του MRC.

Πώς δοκίμασαν οι ερευνητές 39 γλυκαντικά

Για να διερευνήσουν αυτές τις αλληλεπιδράσεις, η Blasche και οι συνεργάτες της σχεδίασαν εργαστηριακά πειράματα με τεχνητά γλυκαντικά και γλυκαντικά φυσικής προέλευσης με λίγες θερμίδες.

Καλλιέργησαν 25 διαφορετικά είδη βακτηρίων του εντέρου, μεταξύ των οποίων μικροοργανισμούς που θεωρούνται ωφέλιμοι, ουδέτεροι ή δυνητικά επιβλαβείς. Κάθε είδος καλλιεργήθηκε ξεχωριστά, ώστε οι ερευνητές να μετρήσουν την αντίδρασή του σε συγκεκριμένα γλυκαντικά χωρίς την επίδραση άλλων βακτηρίων.

Στη συνέχεια, εξέθεσαν τις καλλιέργειες σε 39 γλυκαντικά που διατίθενται στην αγορά και παρακολούθησαν αν τα βακτήρια συνέχιζαν να πολλαπλασιάζονται κανονικά.

Περίπου τρία στα τέσσερα γλυκαντικά επηρέασαν την ανάπτυξη τουλάχιστον ενός βακτηριακού είδους. Σε ορισμένες περιπτώσεις οι πληθυσμοί των βακτηρίων αναπτύσσονταν πιο αργά, ενώ σε άλλες η ανάπτυξη σταματούσε εντελώς. Αρκετά από τα βακτήρια που επηρεάστηκαν συνδέονται με τη διατήρηση ενός υγιούς περιβάλλοντος στο έντερο.

Οι επιδράσεις, όμως, δεν ήταν ίδιες για όλα τα γλυκαντικά. Διαφορετικές ουσίες επηρέασαν διαφορετικά βακτήρια, κάτι που δείχνει ότι τα γλυκαντικά δεν μπορούν απαραίτητα να αντιμετωπίζονται ως ενιαία ομάδα όταν αξιολογείται η βιολογική τους δράση.

Περισσότερες από 100 απρόσμενες αλληλεπιδράσεις με άλλες ουσίες

Οι ερευνητές εξέτασαν στη συνέχεια ένα ερώτημα που είχε μείνει σε μεγάλο βαθμό εκτός των προηγούμενων μελετών: τι συμβαίνει όταν τα γλυκαντικά συνδυάζονται με άλλα συστατικά ή φάρμακα;

Δοκίμασαν γλυκαντικά μαζί με ουσίες που συναντώνται συχνά, όπως η καφεΐνη, η βανιλίνη (εκχύλισμα βανίλιας) και η advantame, ένα τεχνητό γλυκαντικό, καθώς και με οκτώ ευρέως χρησιμοποιούμενα φάρμακα.

Οι συνδυασμοί οδήγησαν σε περισσότερες από 100 περιπτώσεις στις οποίες η επίδραση ενός γλυκαντικού στην ανάπτυξη των βακτηρίων άλλαξε παρουσία μιας άλλης ουσίας. Σε 34 περιπτώσεις η επίδραση ενισχύθηκε, ενώ σε άλλες 68 εξασθένησε.

Τα ευρήματα δείχνουν ότι η επίδραση ενός γλυκαντικού στα μικρόβια του εντέρου μπορεί να εξαρτάται όχι μόνο από το ίδιο το γλυκαντικό, αλλά και από τις ουσίες με τις οποίες συνδυάζεται. Μια ουσία με σχετικά περιορισμένη επίδραση όταν εξετάζεται μόνη της μπορεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά μαζί με ένα συστατικό ποτού, ένα πρόσθετο τροφίμων ή ένα φάρμακο.

Ο συνδυασμός ισοστεβιόλης και αντικαταθλιπτικού ξεχώρισε

Ανάμεσα στους συνδυασμούς που εξετάστηκαν, ένας είχε ιδιαίτερα έντονη επίδραση. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η ισοστεβιόλη, γλυκαντικό που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία τροφίμων και ποτών, ανέστειλε σημαντικά δύο βακτήρια του εντέρου όταν συνδυάστηκε με το αντικαταθλιπτικό ντουλοξετίνη.

Τα βακτήρια ήταν τα Roseburia intestinalis και Parabacteroides merdae, τα οποία συνδέονται με σημαντικές λειτουργίες του πεπτικού συστήματος, μεταξύ άλλων με την υγεία του εντέρου και τη ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα.

Η ντουλοξετίνη είναι φάρμακο που συνταγογραφείται ευρέως. Μόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες, περισσότεροι από 4,2 εκατομμύρια ασθενείς έλαβαν συνταγές για το φάρμακο το 2023.

Τα εργαστηριακά ευρήματα δείχνουν ότι ορισμένα γλυκαντικά και φάρμακα μπορούν να αλληλεπιδρούν με τρόπους που μεταβάλλουν σημαντικά την ανάπτυξη συγκεκριμένων μικροβίων του εντέρου. Δεν αποδεικνύουν, όμως, ότι οι άνθρωποι που λαμβάνουν ντουλοξετίνη εμφανίζουν αυτές τις επιδράσεις ή ότι η κατανάλωση ισοστεβιόλης μαζί με το φάρμακο είναι επιβλαβής. Χρειάζεται πρόσθετη έρευνα για να διαπιστωθεί αν οι ίδιες αλληλεπιδράσεις συμβαίνουν στον ανθρώπινο οργανισμό.

Η επίδραση στην ποικιλότητα του μικροβιώματος

Η μελέτη μεμονωμένων βακτηριακών ειδών έδωσε χρήσιμες πληροφορίες, αλλά το ανθρώπινο έντερο είναι πολύ πιο σύνθετο από μια συλλογή απομονωμένων μικροβίων. Τα βακτήρια συνυπάρχουν σε μεγάλες, αλληλοσυνδεόμενες κοινότητες, ανταγωνίζονται για θρεπτικά συστατικά, ανταλλάσσουν χημικές ουσίες και επηρεάζουν την ανάπτυξη το ένα του άλλου.

Για να προσεγγίσουν καλύτερα αυτό το περιβάλλον, οι ερευνητές δημιούργησαν μια απλοποιημένη τεχνητή κοινότητα εντέρου, η οποία περιλάμβανε και τα 25 είδη βακτηρίων των αρχικών πειραμάτων. Αφού επέτρεψαν στην κοινότητα να αναπτυχθεί, πρόσθεσαν διαφορετικούς συνδυασμούς γλυκαντικών και φαρμάκων. Κατόπιν παρακολούθησαν τις αλλαγές στους πληθυσμούς των βακτηρίων και μέτρησαν τη συνολική ποικιλότητα της κοινότητας.

Η μικροβιακή ποικιλότητα αναφέρεται στην ποικιλία των μικροοργανισμών που υπάρχουν και στον τρόπο με τον οποίο κατανέμονται μέσα σε μια κοινότητα. Ένα ποικίλο μικροβίωμα του εντέρου θεωρείται γενικά σημαντικό για την υγεία του πεπτικού συστήματος και τη σταθερότητα του εντερικού περιβάλλοντος.

Ο συνδυασμός ισοστεβιόλης και ντουλοξετίνης μείωσε τη βακτηριακή ποικιλότητα και άλλαξε την αναλογία των διαφορετικών ειδών. Με άλλα λόγια, δεν επηρέασε μόνο ορισμένα βακτήρια μεμονωμένα, αλλά τροποποίησε τη σύνθεση της ευρύτερης μικροβιακής κοινότητας.

Πρόσθετα πειράματα έδειξαν ότι η βακτηριακή κοινότητα που εκτέθηκε στον συνδυασμό ισοστεβιόλης και ντουλοξετίνης παρουσίασε αυξημένη τοξικότητα για ορισμένα κύτταρα-ξενιστές και επηρέασε τη συμπεριφορά άλλων κυττάρων που συμμετέχουν στη φλεγμονή και την ανοσολογική απόκριση. Οι παρατηρήσεις αυτές υποδεικνύουν ότι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ γλυκαντικών, φαρμάκων και βακτηρίων του εντέρου μπορεί να επηρεάζουν και άλλες λειτουργίες πέρα από την ανάπτυξη των βακτηρίων. Παραμένει άγνωστο αν συμβαίνουν αντίστοιχες επιδράσεις στους ανθρώπους.

Αμφισβητείται η αντίληψη ότι τα γλυκαντικά είναι μεταβολικά ουδέτερα

Τα αποτελέσματα θέτουν ερωτήματα για την ευρέως διαδεδομένη αντίληψη ότι τα γλυκαντικά με λίγες θερμίδες έχουν ελάχιστη άμεση βιολογική δράση. Ο όρος «μεταβολικά ουδέτερο» υποδηλώνει ότι μια ουσία έχει περιορισμένη επίδραση στις μεταβολικές διεργασίες του οργανισμού. Τα νέα πειράματα δείχνουν ότι, τουλάχιστον στο εργαστήριο, ορισμένα γλυκαντικά μπορούν να αλληλεπιδρούν άμεσα με μικροοργανισμούς του εντέρου.

Η δρ Blasche δήλωσε: «Τα γλυκαντικά συχνά προωθούνται ως μεταβολικά ουδέτερα, αλλά η μελέτη μας αμφισβητεί αυτή την ιδέα. Διαπιστώσαμε ότι μπορούν να επηρεάσουν άμεσα τα βακτήρια του εντέρου, ιδιαίτερα όταν αναμειγνύονται με άλλες ουσίες, όπως φάρμακα και πρόσθετα τροφίμων. Αυτοί οι συνηθισμένοι συνδυασμοί μπορεί να έχουν απρόβλεπτες επιδράσεις στο μικροβίωμα του εντέρου μας.»

Τα ευρήματα αναδεικνύουν επίσης ότι η εξέταση μεμονωμένων συστατικών τροφίμων δεν δίνει απαραίτητα πλήρη εικόνα για τη δράση τους. Ένα συνηθισμένο γεύμα ή ποτό περιέχει πολλές ουσίες, ενώ οι άνθρωποι μπορεί να λαμβάνουν και φάρμακα που αλληλεπιδρούν με αυτές. Τα πειράματα του Κέιμπριτζ δείχνουν ότι οι συνδυασμοί μπορούν ορισμένες φορές να έχουν σημαντικά διαφορετικές επιδράσεις από εκείνες των επιμέρους συστατικών.

Τι σημαίνουν τα ευρήματα για την ανθρώπινη υγεία

Παρά τα αξιοσημείωτα αποτελέσματα, οι επιστήμονες προειδοποιούν να μην εξαχθούν άμεσα συμπεράσματα για την ασφάλεια των γλυκαντικών ή για τις αλληλεπιδράσεις τους με συνταγογραφούμενα φάρμακα.

Όλα τα πειράματα έγιναν σε ελεγχόμενες εργαστηριακές συνθήκες, με απομονωμένες βακτηριακές καλλιέργειες ή απλοποιημένες μικροβιακές κοινότητες. Το ανθρώπινο πεπτικό σύστημα φιλοξενεί πολύ μεγαλύτερο και πιο σύνθετο πληθυσμό μικροοργανισμών, ενώ υπάρχουν και πολλοί ακόμη βιολογικοί παράγοντες που μπορεί να επηρεάσουν το αποτέλεσμα.

Δεν είναι ακόμη σαφές αν οι αλλαγές που παρατηρήθηκαν στο εργαστήριο θα εμφανίζονταν υπό συνήθεις διατροφικές συνθήκες ή αν θα οδηγούσαν σε μετρήσιμες επιπτώσεις στην υγεία. Η έρευνα, πάντως, προσφέρει μια βάση για τη διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο κοινά γλυκαντικά, πρόσθετα τροφίμων και φάρμακα μπορεί να αλληλεπιδρούν στο πεπτικό σύστημα.

Ο καθηγητής Patil, ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, πρόσθεσε: «Η μελέτη μας δείχνει ότι τα τεχνητά γλυκαντικά δεν περνούν απλώς παθητικά από τον οργανισμό: μπορούν να αλληλεπιδρούν με τα μικρόβια του εντέρου, ενώ οι επιδράσεις τους μπορεί να ενισχύονται ή να μεταβάλλονται από άλλες ουσίες, όπως τα φάρμακα. Τα ευρήματα αυτά μπορούν να κατευθύνουν νέες μελέτες για να κατανοήσουμε πώς τα γλυκαντικά ενδέχεται να επηρεάζουν την υγεία με απρόσμενους τρόπους.»

Η έρευνα δεν αποδεικνύει ότι τα γλυκαντικά είναι επιβλαβή. Αναδεικνύει, ωστόσο, ένα πεδίο που έχει μελετηθεί σχετικά λίγο: το πώς οι καθημερινοί συνδυασμοί συστατικών τροφίμων και φαρμάκων μπορεί να επηρεάζουν τις μικροσκοπικές κοινότητες που συμβάλλουν στη διατήρηση της υγείας μας.

Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το πρόγραμμα Horizon 2020 της Ευρωπαϊκής Ένωσης και το UK Medical Research Council.