Аспартам повышает уровень инсулина в крови и провоцирует атеросклероз

Употребление искусственных подсластителей, таких как аспартам, ассоциировано с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. Однако до сих пор неизвестно, за счет каких молекулярных механизмов подсластители вызывают подобные нарушения. Авторы статьи в Cell Metabolism показали на мышах и обезьянах, что регулярное потребление аспартама хронически повышает уровень инсулина в крови, что не только приводит к инсулинорезистентности, но и стимулирует воспалительные процессы в кровеносных сосудах.

Основной причиной заболеваемости и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний выступает атеросклероз. Чтобы выявить и охарактеризовать связь между ним и потреблением аспартама, ученые поставили эксперименты на мышах с нокаутом ApoE — модели атеросклероза. В течение 12 недель животным в корм добавляли аспартам, после чего оценивали состояние сосудов. У мышей, получавших подсластитель, в аорте было значительно больше атеросклеротических бляшек, чем в контрольной группе. При этом бляшки содержали больше провоспалительных клеток, а содержание компонентов α-актина гладкой мускулатуры (α-SMA), напротив, снижалось, указывая на нестабильность бляшек. На наблюдаемую картину отчасти влияло количество аспартама в пище — дозозависимый эффект наблюдался в диапазоне от 0,05% до 0,15%.

Один из факторов, связанных с развитием атеросклероза, — это инсулинрезистентность наряду с повышенным уровнем инсулина в крови. Исследователи проанализировали влияние аспартама на эти показатели. Для перорального введения подсластителя его раствор капали на морду мышам, которые затем чистили морду и облизывали лапы. Такое «кормление» проводили в течение десяти минут, а через полчаса брали кровь на анализ. Уровень инсулина существенно возрастал в плазме крови мышей, получивших аспартам.

Употребление аспартама в течение 12 недель приводило к стойкому повышению уровня инсулина в плазме крови мышей — такое состояние может приводить к инсулинорезистентости. Это состояние подтвердили тестами на толерантность к глюкозе и к инсулину.

Однако человек и грызуны могут реагировать на аспартам по разным механизмам. Чтобы учесть это потенциальное отличие, ученые провели тесты на более близких к человеку модельных животных — макаках-крабоедах. Им добавляли в питьевую воду аспартам и давали эту воду натощак (одна из контрольных групп обезьян вместо этого получала 15%-ный раствор сахарозы). Через полчаса после употребления воды с сахаром или сахарозаменителем у макак наблюдался скачок уровня инсулина в плазме крови, но он возвращался к исходному через час.

Несмотря на сходное поведение инсулина в ответ на аспартам или сахарозу, изменения уровня глюкозы были диаметрально противоположными. Употребление сахарозы заметно повышало уровень глюкозы в сыворотке крови обезьян, а употребление аспартама, напротив, снижало его. Эффект оказался воспроизводимым при повторных кормлениях тех же макак аспартамом или сахарозой.

На мышах ученые показали, что стимуляция выработки инсулина происходила за счет блуждающего нерва — перерезание его ветвей блокировало обнаруженный эффект аспартама.

Затем авторы работы убедились, что провокатором развития атеросклероза здесь служил инсулин. Его регулярное введение мышам (так, чтобы уровень инсулина постоянно превышал норму) также вызывало у животных рост атеросклеротических бляшек.

Повышенный уровень инсулина влиял на макрофаги, увеличивая в них экспрессию CX3CL1. Это, в свою очередь, усиливало хемотаксис и адгезию макрофагов к стенкам сосудов. При этом макрофаги приобретали провоспалительный фенотип (М1): они активно продуцировали фактор некроза опухоли альфа (TNF-α), интерлейкин-6 (IL-6) и интерлейкин-1 бета (IL-1β). Нокаут рецептора Cx3cr1 в макрофагах предотвращал негативное действие аспартама, а также снижал риск развития атеросклероза у мышей, которых регулярно кормили этим подсластителем.

Авторы рассчитывают, что понимание того, какую роль в развитии атеросклероза играет сигнальная ось «инсулин-CX3CL1-CX3CR1», позволит объяснить связь между употреблением подсластителей и риском сердечно-сосудистых патологий, а также ляжет в основу их терапии.

Сахарозаменители влияют на микробиом человека, а через него — на уровень глюкозы в крови