В другом эксперименте 114 студентов пили обычный «Спрайт» (сладкий лимонад), некалорийный «Спрайт» с аспартамом и содовую воду. В итоге выяснилось, что диетические напитки сказывались на поведении студентов, заставляя их потреблять больше калорий. Это позволило сделать вывод о влиянии химических веществ на мозг6.
Что ж, возможно, это имеет под собой основания. Аспартам, главный ингредиент самого распространенного в мире сахарозаменителя, способен воздействовать на клетки гипоталамуса в мозгу и теоретически может подавлять аппетит7, 8. В других исследованиях было обнаружено, что система вознаграждения в мозгу любителей диетических напитков меняется таким образом, что они начинают получать все больше удовольствия от сахара9. Эти молекулы, которые раздражают и обманывают наши вкусовые рецепторы, теперь содержатся во многих продуктах и напитках, и избежать их потребления очень трудно.
Самый известный в мире подсластитель, который встречается в пище, прохладительных напитках и алкоголе, носит имя «сукралоза». Настоящее его название такое, что язык сломаешь: 1,6-дихлор-1,6-дидезокси-бета-D-фруктофуранозил-4-хлор-4-дезокси-альфа-d-галактопиранозид. Его считают инертным химическим веществом, которое в 500 раз слаще сахара. Оно не задерживается в организме и прошло испытания на безопасность, в том числе в отношении онкологических заболеваний. И хотя (в отличие от общественного мнения) его прямая связь с раком не подтверждена, как обычно, история на этом не кончается.
В ряде экспериментов уже было доказано, что «инертная» сукралоза влияет на гормоны, участвующие в пищеварительном процессе. Это происходит за счет активации вкусовых рецепторов, которые, кроме языка, выявлены также в поджелудочной железе, кишечнике и гипоталамусе. Маломасштабные исследования на людях с ожирением показывают, что это ведет к повышенному высвобождению инсулина, усиленному опорожнению желудка и выходу нормальных гормонов, участвующих в пищеварении, например глюкагоноподобного пептида 110. Сукралоза тоже влияет на энзимы печени у грызунов, которые у людей отвечают за реакцию на лекарства.
Подсластители, конечно, не «инертны». В процессе пищеварения они практически в неизменном виде достигают толстой кишки, где вступают во взаимодействие с микробами. И то, почему мы так по-разному реагируем на подсластители, можно объяснить нашими микробными сообществами. Некоторые доказательства этому были получены в ходе первых исследований 2008 года. В течение 12 недель ученые кормили крыс сукралозой в дозах, рекомендованных людям FDA, и выявили значительное снижение общей численности и разнообразия микробов, в частности полезных11. Кроме того, в кишечнике повысилась кислотность. Некоторые изменения сохранялись до трех месяцев после прекращения потребления подсластителя.
Ученые, проводившие наблюдательное, но детальное исследование рациона 98 участников, хотя и не ставили перед собой конкретной цели, все же первыми предположили, что прием аспартама связан с изменениями микробиоты у людей12.
ЩЕЛОЧНЫЕ ДИЕТЫ И НАШИ МИКРОБЫ
Интерес к попыткам изменить кислотность в кишечной среде с помощью диеты то нарастал, то убывал, пока не разгорелся с новой силой на волне популярности щелочных диет. Теоретически, если сократить потребление кислой пищи, можно снизить кислотность кишечника и повысить щелочной баланс в крови, что считается полезным. Как всегда, если принять в расчет другие объяснения поддержания кислотности в нашем организме, подобная теория рассыпается в прах. Кишечник естественным образом устроен так, чтобы его высококислотная среда расщепляла пищу, поддерживая слабощелочной состав крови. Организм тщательно регулирует кислотность крови при помощи почек и мочи, и диета на это не влияет. Но так как большинство ингредиентов щелочной диеты — овощи, и при этом нельзя есть мясо, она может принести некоторую пользу.
Одна из моих аспиранток, Мэдисон, вызвалась добровольно поучаствовать в коротком эксперименте и понаблюдать за своей кишечной микробиотой, сначала потребляя обычную кока-колу, а потом диетическую. План состоял в том, чтобы измерить исходные данные, потом три дня попить обычную колу с сахаром (по 1,5 литра в день), затем три дня посидеть на диетической коле, а потом еще три дня пить только простую воду. Анализировать результаты по одному человеку всегда проблема, к тому же некоторые анализы пришлось переделывать, потому что, как и в реальной жизни, секвенирование не всегда срабатывает идеально. Мэдисон была очень довольна, когда оказалось, что у нее очень высокий уровень редкого (и труднопроизносимого) семейства микробов Christensenellaceae, которые, как выяснилось в ходе экспериментов над близнецами, защищали своего хозяина от ожирения. Но девушке вообще не стоило беспокоиться — она и так была стройной и находилась в хорошей форме. Однако еще мы обнаружили удивительные изменения в дни потребления диетической колы, а именно увеличение численности реагирующих на диету микробов Bacteroidetes — этот результат было трудно истолковать.
А ЕСЛИ ЗАПИТЬ АНТИБИОТИКИ ДИЕТИЧЕСКИМ НАПИТКОМ?
К счастью, примерно в то же время группа израильских ученых во главе с Эраном Элинавом загорелась той же идеей. Они провели гораздо более масштабное исследование и опубликовали свои выводы в журнале Nature. Они выяснили, что у мышей на обычной или жирной еде три известных подсластителя (сукралоза, аспартам или сахарин), в отличие от сахара, приводили к значительному повышению глюкозы в крови. Ученые повторили тест, предварительно дав мышам антибиотики, чтобы устранить любые воздействия микробов, и это полностью нейтрализовало действие сахарозаменителей. Далее, введя соответствующие микробы стерильным мышам и вызвав то же повышение глюкозы, ученые подтвердили, что за этот эффект были напрямую ответственны кишечные микробы. Затем были изучены микробы у 40 человек — участников исследования по вопросам питания, которые регулярно добавляли в еду подсластители, и у 236 участников, которые их не употребляли. Как и у мышей, у людей на фоне сахарозаменителей регистрировались аномальные уровни глюкозы в крови и инсулина. Затем ученые поставили другой эксперимент: 7 людей, не привыкших к подсластителям, принимали пищевые добавки с сахарином (в обычных одобренных дозах) в течение 7 дней в рамках стандартной контролируемой диеты с мониторингом уровня глюкозы в крови. Реакция людей разнилась: у четверых из семи наблюдались серьезные изменения, в том числе увеличилась численность Bacteroidetes и обнаружилось небольшое количество необычных кишечных микробов, что отражало изменения уровня глюкозы. Подсластители заставляли микробов усиленно продуцировать короткоцепочечные жирные кислоты. Однако, к удивлению ученых, среди них не было полезного бутирата. В целом подсластители подстегивали функционирование новой команды микробов по более эффективному усвоению углеводов и крахмалов. Это влияло на переваривание нормальной пищи, чем, в свою очередь, можно объяснить набор веса.
Как показывает эта серия экспериментов, бесплатный сыр бывает только в мышеловке. Искусственные подсластители потенциально вредно воздействуют на метаболизм, способствуя набору веса и повышая риск диабета. Это происходит потому, что так называемые инертные химические вещества способны причинять вред нашим микробам, которые в результате могут изменить свои функции и повлиять на состояние организма в целом. Нам пока неизвестна истинная степень опасности подсластителей, как неизвестно и то, все ли люди ей подвержены. Однако эксперименты с микробами с уверенностью показали, что мы, как и регулирующие органы в сфере питания, которые одобряют новые «безопасные компоненты», стоит тем пройти тест на канцерогенность, должны знать о том, что кроме рака есть и другие серьезные риски.
