Излишний вес считается всеобщим негативным последствием современного образа жизни и ассоциирован с рядом серьезных заболеваний, в частности с диабетом, одним из предвестников которого является повышенное содержание сахара в крови. Ограничение количества сахара в пище является распространенным способом похудения, а также совершенно необходимо диабетикам. При этом для сохранения вкусовых качеств пищи повсеместно употребляются низкокалорийные заменители сахара — сахарин или аспартам. Эти вещества считаются безвредными и являются самыми распространенными пищевыми добавками в мире (вспомните, например, диетическую колу). В отличие от сахара сахарозаменители не являются источником энергии, и, следовательно, их употребление не должно приводить к накоплению избыточного веса. Кроме того, считается, что они не способствуют повышению уровня сахара в крови, которое обычно наблюдается после приема пищи и которое недопустимо для диабетиков. Тем не менее использование сахарозаменителей часто не приводит к потере веса, что, как правило, и является первопричиной их использования.
В номере журнала Nature от 9 октября 2014 года вышла большая статья израильских авторов, в которой показано, что употребление пищи, содержащей сахарозаменители, приводит к физиологическим изменениям, которые типичны для состояния ожирения, то есть к эффекту, обратному тому, к которому стремятся потребители сахарозаменителей. Кроме того, авторы показывают в прямых экспериментах, что населяющие нас микробы ответственны за этот неожиданный (и нежеланный) эффект.
В работе исследовали мышей, в питьевую воду которых добавляли один из трех распространенных сахарозаменителей в концентрациях, типичных для коммерческих продуктов, содержащих эти вещества. Контрольные группы животных получали воду без добавок или воду с глюкозой или сахарозой (то есть обычным пищевым сахаром). Через 11 недель все мыши, получавшие сахарозаменители, развили глюкозоинтолерантность — преддиабетическое состояние, для которого характерно повышенное содержание сахара в крови. Исследования, проведенные на различных линиях мышей и при различных режимах диет, позволили сделать вывод, что возникновение гипергликемии в результате употребления сахарозаменителей является общим свойством и наблюдается как у животных с повышенным весом, так и у нормальных животных.
Так как сами сахарозаменители организмом не усваиваются, было сделано предположение, что они влияют на кишечную микробиоту — разнообразных и чрезвычайно многочисленных микробов, населяющих кишечник млекопитающих. Действительно, оказалось, что спектр микробов у животных, которые получали сахарозаменители, существенно и достоверно отличался от контроля. Более того, оказалось, что добавление сахарозаменителя к сообществу кишечных микробов, растущих в лаборатории на чашках Петри, то есть вне мыши, также приводило к похожим изменениям.
Однако сами по себе эти наблюдения не устанавливают связи между вызванной гипергликемией и изменением микробиоты. Для установления такой связи было сделано два опыта. Во-первых, гипергликемические мыши, получавшие сахарозаменители, были пролечены антибиотиками широкого спектра действия (при этом в их воду продолжали добавлять сахарозаменитель). После курса антибиотикотерапии гипергликемия исчезла, что указывает на то, что это состояние действительно как-то связано с микробиотой. В другом эксперименте были проведены пересадки кала от гипергликемических мышей, получавших сахарозаменитель, к стерильным мышам, не имевшим собственной микробиоты. Оказалось, что пересадкa кала от гипергликемических, но не от контрольных животных приводила к быстрому развитию гипергликемии у мышей-реципиентов. Таким образом, доказано, что гипергликемия «перевивается» вместе с кишечными микробами, содержащимися в кале, а следовательно, именно эти микробы, состав которых меняется при употреблении сахарозаменителей, и ответственны за преддиабетическое состояние.
Эти наблюдения не ограничиваются мышами: опыты на волонтерах показали, что употребление сахарозаменителей приводит к симптомам глюкозоинтолерантности и изменениям микробиоты у людей, а пересадка кала от таких людей к стерильным мышам гарантированно приводит к возникновению у них гипергликемии.
Опубликованные результаты убедительно показывают, что сахарозаменители надо использовать с осторожностью, и в очередной раз демонстрируют роль микробиоты в норме и при развитии болезней. Что касается непосредственно механизма, за счет которого измененное сообщество кишечных микробов повышает количество сахара в крови, то на этот принципиальный вопрос ответа нет. В качестве гипотезы может рассматриваться увеличение доли бактерий, способных более активно экстрагировать питательные вещества из низкокалорийной пищи. С другой стороны, возможно, что вызванный употреблением сахарозаменителей дисбактериоз приводит — прямо или опосредованно — к подавлению определенных, пока еще не известных науке кишечных микробов, которые выделяют специальные вещества, ограничивающие накопление сахара в крови. Выбор между этими двумя возможностями в конечном счете определит стратегию для контроля нежелательных последствий использования сахарозаменителей.
