Сладкий самообман: сахарозаменители и подсластители.

Подсластители и сахарозаменители предлагают нам соблазнительную возможность стимулировать себя сладким без побочных эффектов сахара. Но, как известно, бесплатный сыр бывает только в мышеловке. Сегодня я подробно вам аргументирую, почему вам не стоит употреблять сахарозаменители, а если хочется – то лучше съесть немного пищи, содержащей именно сахар. Готовы? Итак, все, что вы хотели и боялись узнать про сахарозаменители. Содержание искусственных подсластителей (вроде сукралозы, аспартама и пр.) в нашем рационе в последнее время резко возросло – их добавляют не только в диетические напитки, но и в кондитерские изделия, хлопья, низкокалорийные йогурты, жвачки без сахара и даже медицинские препараты. Но это зря и вы сейчас в этом убедитесь. Напомню, что вы можете пройти учебный онлайн-курс по здоровому питанию.

Сладкий самообман: сахарозаменители и подсластители.

Вкусовые рецепторы к сладкому, распознание вкуса.

Сладкое мы распознаем благодаря рецепторам, открытым в 1999 — 2001 годах. Все они относятся к обширному семейству GPCR (G protein-coupled receptors), сопряженных с G-белками. Эти G-белки находятся внутри клетки, возбуждаются при взаимодействии с активными рецепторами и запускают все последующие реакции. Сегодня известно, что рецептор сладких веществ — это димер из двух рецепторных белков T1R2 и T1R3. 

Рецепторы к сладкому в организме.

Сладкий вкус ассоциируется с приятными ощущениями, добротой и заботой, что нашло отражение в таких распространенных метафорах, как «сладкая жизнь», «сладкий миг», «сладкие грезы», а также в многочисленных ласковых выражениях. Очень важно знать, что рецептор сладкого находится не только в языке, но и в многочисленных органах. Любые сахарозаменители или подслатители, попадая в организм, действуют и на все рецепторы сладкого! Так, в кишечнике рецептор сладкого влияет на выделение кишечных гормонов, экспрессию белков – переносчиков глюкозы и на поддержание углеводного гомеостаза. T1R3 есть в желудке на грелин-продуцирующих клетках.

Рецепторы сладкого в костях и жировой ткани тоже играют важную роль. Избыточная стимуляция костных рецепторов может привести к остеопорозу.

Есть рецепторы к сладкому в мочевом пузыре. Поэтому многие подсластители, например, сахарин, усиливают тонус и сокращения мочевого пузыря. Рецепторы к сладкому в эндокринных клетках поджелудочной железы. Именно поэтому подсластители вызывают быстрый выброс инсулина действуя через рецепторные пути.

Пищевой статус организма связан с рецепторами сладкого в мозгу. Активация рецепторов к сладкому приводит к сокращению кровотока в сосудах головного мозга. Именно поэтому подсластители существенно увеличивают частоту инсультов и нейродегенеративных заболеваний.

В целом работа этих рецепторов важна для здоровья. В некоторых исследованиях (на мышах и червях) показано, что «сладкие» рецепторы (а не сахар!) продлевают жизнь,продолжительность жизни насекомых зависела не от сахара, а от чувства сладкого. Если с помощью генетической мутации были выключены ротовые «сладкие» рецепторы, продолжительность жизни дрозофил вырастала, но, если отключали вообще все рецепторы, отвечающие за сладкое, мухи жили заметно меньше своих нормальных товарищей. При этом исследователи специально оговаривают, что количество съедаемого тут роли не играло: дрозофилы могли есть много, могли есть мало, но, лишённые «сладких» рецепторов, всё равно жили недолго. Можно сказать, что сладкий вкус продлевал дрозофилам жизнь – именно сам вкус, не само сладкое вещество, каким бы оно ни было. 

Рецептор к сладкому.

Мутации этих рецепторов связаны с индивидуальных восприятием сладкого. Причина индивидуальных различий кроется в структуре гена TAS1R3, который кодирует вкусовой рецептор, отвечающий за восприятие сладкого вкуса. Европейцы больше всех любят сладкое. Это объясняется тем, что в их генотипе присутствуют две копии гена, обрабатывающих сигналы вкусовых рецепторов, которые отвечают за восприятие сладкого вкуса. У представителей стран Азии и Ближнего Востока удвоенный вариант «сладкого» гена встречается гораздо реже. Совсем редко интересующие ученых вариации гена TAS1R3 встречаются у африканцев. Такая разница в восприятии сладкого вкуса объясняется эволюцией и приспособлением к имеющимся поблизости продуктам питания. Так, например, в северных широтах практически не было продуктов, сладких на вкус, что не скажешь о жарких странах, где сладкие растения и фрукты росли повсюду. 

1. Сахарозаменители, подсластители и сахар снижают чувстительность к сладкому.

При избыточной стимуляции рецепторов к сладкому их чувствительность резко снижается. Доказано, что лептин улучшает чувствительность рецепторов к сладкому. Поэтому многие люди отмечают, что при похудении и восстановлении чувствительности к лептину, они лучше ощущают сладкий вкус и не нуждаются в избыточной стимуляции. 

Отмечено, что лабораторные мыши с избыточной массой тела имели меньшее количество вкусовых рецепторов, ответственных за распознавание сладкого вкуса, а имеющиеся у них рецепторы были слабоактивны. В то же время рецепторы, ответственные за распознавание горького вкуса, оставались в неизмененном виде.Каким образом нарушение в распознавании сладкого вкуса может приводить к увеличению массы тела — на сегодняшний день остается не до конца понятным. Однако в ходе предыдущих исследований отмечено, что людям с ожирением чаще хочется сладких и соленых продуктов, несмотря на то, что они не могут в полной мере ощутить их вкус. Нарушение распознавания сладкого вкуса провоцирует потребление сладких продуктов для удовлетворения личных запросов. Она полагает, что сделанные выводы могут стать основой нового направления в лечении при ожирении. Однако это будет возможным, только если специалисты смогут понять, что именно повреждается во вкусовых рецепторах, и как их восстановить.

2. Сахарозаменители и подсластители вызывают нарушения работы дофаминовой системы. 

В статье про сахар я писал, что сладкое стимулирует сильный выборос дофамина. Длительная стимуляция приводит к формированию сахарной зависимости и это приводит к еще более сильной зависимости от сладкого. В исследовании Франка показано, что сахар и сахарозаменители активируют систему вознаграждения мозга. Схожим образом подсласители активируют орбитофронтальную кору, миндалину, дофаминовоую систему. Green and Murphy из San Diego State University обнаружили, что длительное употребление диетических напитков приводит к нарушению работы ряда дофаминовых систем. Так, чем больше и чаще человек употребляет диетическую колу, тем слабее активность хвостатого ядра. В конечном счете это приводит к формированию «зависимого» мозга или мозга наркомана и приводят к выгоранию и потере удовольствия от жизни.

3. Нарушают углеводный обмен.

Сахарозаменители и подсластители нарушают обмен углеводов множеством путей:

Кишечник.

Искусственные подсластители активируют у нас в пищеварительном тракте рецепторы к сладкому, которые участвуют в усвоении глюкозы, что в долгосрочной перспективе приводит к тому, что ее всасывается все больше и больше. Это, с одной стороны, приводит к накоплению жира (избыток глюкозы превращается в липиды и запасается в жировой ткани), с другой стороны, избыток глюкозы в крови и накопление жира стимулируют воспаление, которое провоцирует диабет.

Мозг.

После перехода на искусственные подсластители наш мозг быстро усваивает, что сладкий вкус теперь соответствует более низкому количеству калорий. Поэтому мы начинаем есть больше, компенсируя те калории, которые недобрали, а если, кроме того, мы продолжаем есть и продукты с обычным сахаром, то в результате получаем гораздо больше калорий, чем нужно. 

Поджелудочная железа.

Во-вторых, есть данные, что организм отзывается на подсластители так же, как на глюкозу; например, известно, что после употребления аспартама в крови повышается уровень инсулина. Но поскольку никакой глюкозы мы не ели, вброс инсулина лишь дестабилизирует баланс глюкозы в крови. А при частых инсулиновых скачках клетки становятся к нему менее чувствительны; не важно, что служило причиной скачков – реальный сахар или «пустышка»-подсластитель. Снижение же чувствительности к инсулину у клеток – один из главных признаков надвигающегося диабета второго типа. 

Гормоны.

У людей, потребляющих искусственные подсластители, вырабатывается меньше гормонов, регулирующих пищеварение, а значит, должным образом регулировать уровень глюкозы им сложнее. 

Жировая ткань.

Некоторые подсластители непосредственно влияют на жировую ткань. Например, сукралоза стимулирует появление новых жировых клеток и накопление в них жировых капель. 

4. Существенно увеличивают риск ожирения.

Рецепторы к сладкому находятся на клетках жировой ткани и на костях. Их стимуляция приводит к росту жировой ткани. Исследователи из Университета Джорджа Вашингтона решили узнать больше о том, как один из этих подсластителей, а именно сукралоза, действует на жировую ткань. Для эксперимента из человеческого жира выделили стволовые клетки – недифференцированные клетки, способные превращаться как собственно в жировые, так и в другие типы клеток соединительной ткани. К ним добавили сукралозу в таком количестве, чтобы ее концентрация в питательной среде была такой же, как и в крови человека, выпивающего примерно четыре банки диетической колы в день. Выяснилось, что под действием подсластителя в клетках активнее заработали гены, связанные с дифференциацией клеток в жировые и с накоплением в них жировых капель; кроме того, в них активировались гены, связанные с воспалительной реакцией. Затем исследователи взяли пробы брюшного жира у восьми людей, употребляющих синтетические подсластители (в основном ту же сукралозу): у четверых из них был нормальный вес, а четверо страдали ожирением. Оказалось, что у тех и у других повышена активность генов, отвечающих за транспорт глюкозы в клетки и дифференциацию стволовых клеток в жировые. Кроме того, в их жире было больше вкусовых рецепторов к сладкому, которые в некоторых тканях также отвечают за транспорт глюкозы. Все негативные эффекты, связанные с сукралозой, сильнее проявлялись у тех, у кого было ожирение. То есть, как ни парадоксально, сукралоза, вещество с почти нулевой калорийностью, вредит тем, для кого оно предназначено, стимулируя дальнейший прирост жировой ткани и поглощение ею глюкозы, которая в жировых клетках трансформируется в молекулы жиров.

5. Увеличивают риск сахарного диабета.

Помните, мы писали, что рецепторы к сладкому находятся в поджелудочной железе. Стимуляция рецепторов к сладкому приводит к выбросу инсулина. С 1993 и по 2007 гг. во Франции проводилось большое эпидемиологическое исследование, в котором участвовали около ста тысяч женщин. Они регулярно сообщали о том, что, когда и сколько они ели, перекусывали ли между основными приемами пищи и т. д.; одновременно у них собирали информацию о состоянии здоровья. В результате образовалась огромная масса данных, которые можно было обрабатывать статистическими методами в поисках медицинских закономерностей. Именно этим и занялись Гай Фагерацци (Guy Fagherazzi) и его коллеги из института Inserm, которые в 2013 году опубликовали в журнале The American Journal of Clinical Nutrition статью, касающуюся газированной воды с диетическими подсластителями: оказалось, что она сильнее, чем обычная газировка, повышает риск диабета второго типа. 

В другой статье, опубликованной в середине февраля в Annals of Nutrition and Metabolism, Фагерацци и его коллеги уже прямо утверждают, что искусственные подсластители повышают вероятность диабета второго типа. Надо сказать, что большая часть работ на эту тему посвящена диетическим напиткам, а на сами искусственные подсластители, как они есть, которые можно самостоятельно куда-то добавлять, внимания обращали мало. Авторы работы также учитывали «стаж» употребления, чтобы выявить возможный накопительный эффект, который действительно имел место: оказалось, что для тех, кто регулярно употреблял подсластители на протяжении десяти лет и более, диабетический риск был на 110% выше (в 2,1 раза), чем для людей, не имевших такой привычки. 

Можно было бы предположить, что подсластители приводят к банальному ожирению (согласно многочисленным исследованиям, такая связь действительно имеет место), а ожирение уже, в свою очередь, приводит к диабету. Однако после того как исследователи сделали поправку на индекс массы тела, результаты хоть и стали несколько менее «красивыми», но принципиально не изменились. То есть, получается, подсластители напрямую провоцируют диабет, хотя и накопление из-за них избыточного веса тоже вносит свой вклад. С другой стороны, можно было бы предположить, что у людей, переключающихся с сахара на подсластители, уже есть нарушения обмена веществ, которые дают «зеленый свет» диабету – из-за чего, собственно, и приходится корректировать рацион. Однако авторы работы постарались учесть и это возражение, исключив из своего анализа тех, кто заболел диабетом в течение пяти лет после того, как начал употреблять подсластители – и результаты остались прежними. (Разумеется, здесь учитывали и другие факторы, которые могли бы «сыграть на руку» диабету – такие, как курение, недостаток физической активности, наследственная предрасположенность и т. д.) 

6. Нарушают микрофлору кишечника.

Рецепторы к сладкому находятся в кишечнике. Такие подсластители, как сахарин, сукралоза и аспартам, сказываются на микрофлоре кишечника, так что кишечные бактерии начинают выделять вещества, провоцирующие воспалительную реакцию. Вот и группа под руководством Эрана Элинава (Eran Elinav) и Эрана Сегала (Eran Segal) из Института Вейцмана (Израиль) – авторы публикации в Nature под заголовком «Искусственные подсластители вызывают нетолерантность к глюкозе, меняя кишечную микробиоту», свои выводы, в основном, основывают на результатах экспериментов на мышах. Животным давали воду либо содержащую обычный сахар, либо один из наиболее популярных подсластителей – аспартам, сукралозу или сахарин. Через 11 недель такого питания у мышей, получавших сахарозаменители, был зафиксирован скачкообразный рост уровня сахара в крови при потреблении глюкозосодержащей пищи, что означает развитие нарушения толерантности к глюкозе и является первым шагом на пути к диабету. Затем ученые решили проверить, каким образом в наблюдаемый процесс вовлечена кишечная микрофлора – совокупность микроорганизмов, населяющих пищеварительный тракт. В последние годы появилось много научных данных, предполагающих ключевую роль совокупности кишечных бактерий в патогенезе различных заболеваний. 

Было также установлено, что ожирение и диабет связаны со специфическим составом микрофлоры кишечника, однако пока неясно, является ли это причиной или следствием этих патологических состояний. Элинав, Сегал и их коллеги провели подопытным мышам 4-недельный курс антибиотикотерапии, что значительно изменило состав кишечных бактерий, убив многих из них. Такое вмешательство повлекло за собой полное исчезновение эффекта, вызванного искусственными подсластителями – метаболизм глюкозы у мышей полностью наладился. Для проверки гипотезы о ключевом влиянии на этот процесс состава кишечных бактерий, ученые пересадили микрофлору сидящих на сахарозаменителях мышей полностью стерильным животным и наблюдали у них тот же эффект нарушения обмена веществ. Детальное изучение «подсластительной» микробиоты показало существенные изменения, произошедшие в бактериальной популяции, что привело к функциональным изменениям, похожим на те, что наблюдаются при ожирении и диабете.

Ученые также проверили релевантность полученных данных на семи здоровых добровольцах, ранее не употреблявших в пищу продукты или напитки, содержащие сахарозаменители. В течение шести дней они получали максимальную разрешенную Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) дозу сахарина – 5 миллиграммов на килограмм веса. К концу этого срока у четырех участников, также, как и у подопытных мышей, было отмечено нарушение переносимости глюкозы. Кроме того, у этих людей начал специфическим образом меняться состав кишечной микрофлоры. Элинав и его коллеги предполагают, что искусственные подсластители активизируют определенный вид кишечных бактерий. Эти микроорганизмы выделяют вещества, провоцирующие запуск каскада биохимических реакций, приводящих в итоге к нарушению способности организма нормально утилизировать глюкозу.

7. Увеличивают риск инсульта.

Помните, выше я писал, что рецепторы к сладкому находятся в головном мозге и регулируют его кровоток? Так вот, употребление подсластителей увеличивает риск инсульта. Риск инсульта увеличивается в три раза у тех, кто ежедневно пьет диетические напитки, по сравнению с теми, кто употребляет раз или меньше в неделю.

В исследовании использовались данные 2,888 участников старше 45 лет и 1,484 участников старше 60 лет. Все они участвуют в самом масштабном обсервационном исследовании — Framingham Heart Study, которое длится с 70-х годов. За последние 10 лет 6% «старшей» группы участников заболели Альцгеймером, и у 3% членов «младшей» группы произошёл инсульт. Изучив связь между потреблением различных напитков и этими заболеваниями, учёные пришли к удивительному выводу — регулярное потребление напитков, содержащих искусственные сахарозаменители, ассоциируется с почти трёхкратным повышением риска. Среди тех, кто выпивал в среднем по одной порции «лёгкого» напитка в день, заболеваемость Альцгеймером была выше 2,89 раза, а инсультом — в 2,96 раза, по сравнению с теми, кто выпивал менее одного напитка в неделю.

8. Усиливают чувство голода и аппетита.

Сахарозаменители усиливают аппетит и приводят к перееданию. Сахарозаменители сбивают систему нутриентных сенсоров. Это происходит из-за того, что они вызывают выброс дофамина, но из-за отсутствия калорий нет выработки лептина, которые отвечает за насыщение. Такой сбой приводит к развитию симптомов, схожих в голоданием. Как правило, невозможность получения полного удовлетворения от еды приводит к тому, что люди начинают добирать калории из других источников. И очень часто их перебирают. То есть заменители сахара приводят к перееданию, которое похудению никак не способствует.Если же худеющий человек держит в себя в руках и не передает, то на фоне употребления в пищу заменителей сахара он страдает от постоянного чувства голода. 

Это приводит к реактивному перееданию при потреблении сахарозаменителей. Исследователи из Школы медицины Йельского университета обнаружили, что сахарозаменители могут обмануть наши вкусовые рецепторы, но не головной мозг. Даже если сахарозаменители слаще настоящего сахара, мозг сможет отличить «химию». Специфический сигнал в мозге регулирует уровень дофамина – гормона удовольствия, отвечающего за чувство вознаграждения, которое активизирует систему награды в мозге. И причиной тому, как пишут в Cell Metabolism исследователи из Сиднейского университета и Медицинского института Гарвана, кроется в нейронной системе, которая оценивает одновременно калорийность еды и её сладкий вкус.

В эксперименте мух дрозофил несколько дней кормили едой с добавкой сукралозы, наблюдая за их поведением и анализируя процессы, происходящие в нервной системе насекомых. Оказалось, что дрозофилы под конец начинали поглощать на 30% больше калорий, чем если бы они сидели на пище с обычным сахаром. Более того, мухи становились гиперактивны, у них начиналась бессонница, а если они засыпали, то сон у них был плохой. Подобные симптомы случаются при лёгком голодании (как у животных, так и у людей), но ведь в данном случае дрозофил никто специально голодом не морил.

9. Увеличивают риск преждевременных родов.

В 2010 году исследователи из Дании, Исландии и США проанализировали данные почти 60 тысяч беременных, которые с 1996 по 2002 год принимали участие в Датском национальном когортном исследовании родов. Предметом анализа стало потребление газированных и негазированных напитков, содержащих сахар или подсластитель, в середине беременности (около 25-й недели). Оказалось, что у женщин, ежедневно употреблявших низкокалорийные напитки с подсластителем, риск преждевременных родов (до 37-й недели) значительно выше, чем у остальных. При этом было установлено, что риск напрямую зависит от количества употребленных напитков и одинаков у женщин с нормальным весом и ожирением. Биологический механизм, лежащий в основе подобного действия подсластителей остался невыясненным.

10. Прямая токсичность подсластителей.

Время от времени в научной литературе и СМИ появлялиются статьи о канцерогенной роли некоторых синтетических сахарозаменителей, в частности речь идет об аспартаме и сахарине. Однако каждый раз эти исследования по тем или иным причинам признавались несостоятельными. Например, аспартам термически нестабилен, теряет сладость в присутствии кислоты. Особого внимания заслуживает только один факт — при нагревании до +30°С (например, в жаркий день, при приготовлении пищи) аспартам распадается с образованием высокотоксичного метанола, который затем преобразуется в формальдегид. В ходе многочисленных независимых экспериментов удалось установить, что длительное использование аспартама может вызывать головную боль, звон в ушах, аллергию, депрессию, бессонницу. Также аспартам способствует тому, что уровень сахара в крови становится неконтролируемым, поэтому он крайне опасен для диабетиков.

Например, в начале 1970-х годов сахарин заподозрили в повышении риска развитии рака мочевого пузыря у грызунов, из-за чего на упаковках всех сахариносодержащих продуктов и напитков в США было размещено соответствующее предупреждение. Однако в 2000 году это предупреждение исчезло, так как было научно установлено, что сахарин не повышает риск рака мочевого пузыря у человека ввиду иного, чем у грызунов, биохимического состава мочи. В настоящее время сахарин, как и другие искусственные подсластители, признан регулирующими органами в сфере здравоохранения как США, так и Евросоюза полностью безопасными для здоровья населения. Похожая ситуация со стевией. Несмотря на ее возможность вызывать рак, в применяемых концентрациях у человека она безопасна. Тем не менее в Канаде и ЕС применения стевии в пищу запрещено (в США разрешено).

Заключение.

Не пытайтесь себя обмануть. Максимально сократите потребление подсластителей и сахарозаменителей. Если сильно хочется – съешьте сладкое, но в небольшом количестве, осознанно и в основной прием пищи. Напомню, что вы можете пройти учебный онлайн-курс по здоровому питанию.

Литература.

1. Tellez L, Ren X, Han W, Medina A, Ferreira J, Yeckel C and de Araujo, I. Glucose utilization rates regulate intake levels of artificial sweeteners. The Journal of Physiology, September 2013

Green E. & Murphy C. (2012). Altered processing of sweet taste in the brain of diet soda drinkers, Physiology & Behavior, 107 (4) 560-567. DOI: 10.1016/j.physbeh.2012.05.006

Frank G.K.W., Oberndorfer T.A., Simmons A.N., Paulus M.P., Fudge J.L., Yang T.T. & Kaye W.H. (2008). Sucrose activates human taste pathways differently from artificial sweetener, NeuroImage, 39(4) 1559-1569. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2007.10.061

Artificial sweeteners induce glucose intolerance by altering the gut microbiota Jotham Suez1 , Tal Korem2 *, David Zeevi2 *, Gili Zilberman-Schapira1 *, Christoph A. Thaiss1 , Ori Maza1 , David Israeli3 , Niv Zmora4,5,6, Shlomit Gilad7 , Adina Weinberg

https://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/pdf/nature13793.pdf

Functional roles of the sweet taste receptor in oral and extraoral tissues. Oral and extraoral tissues where T1R2/T1R3 or α-gustducin have been described as being expressed. The reference numbers are indicated in brackets. 

Maliphol A.B., Garth D.J., Medler K.F. (2013) Diet-induced obesity reduces the responsiveness of the peripheral taste receptor cells. PLoS ONE, Nov. 13 

https://www.nkj.ru/open/31375/ (Наука и жизнь, «Хотели как лучше, а получилось как всегда»)

https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431255/Anatomiya_vkusa

Подробнее см.: https://www.nkj.ru/news/29162/ (Наука и жизнь, Искусственные подсластители заставляют больше есть)