Несбалансированный рацион с большим количеством продуктов, содержащих сахар, — большая проблема, прямая угроза здоровью и жизни многих людей. С тех пор, когда сахар перестал быть продуктом, доступным немногим, его потребление растёт и увеличилось в Европе с двух килограммов в год в начале XIX века до тридцати семи килограммов на человека в настоящее время. Но даже информированному потребителю, начавшему борьбу с ожирением или склонному к развитию диабета, бывает сложно изменить пищевые привычки и полностью отказаться от сладкого. В таких случаях обычным решением становится переход на сахарозаменители (подсластители).
Подсластители. История и современность
Подсластителями называют пищевые добавки, которые обладают основным качеством сахара — сладостью, но, как правило, лишены его питательной ценности и калорийности.
Первый синтетический сахарозаменитель был обнаружен в 1878 году в химической лаборатории Айры Ремсена (Ira Remsen) в Университете Джонса Хопкинса (США) случайно. Сотрудник лаборатории Константин Фальберг (Constantin Fahlberg), работавший с каменноугольной смолой, обратил внимание на сладкий вкус, оставшийся у него на руке. Это вещество, имид орто-сульфобензойной кислоты, получило известность под торговым названием сахарин.
Широкая публика узнала о сахарине во время Первой Мировой войны, когда начались перебои с поставкой продовольствия, но популярность этого в 300 раз более сладкого, чем сахар, вещества сохранилась до наших дней, в особенности среди тех, кто следит за своим здоровьем и весом.
В 1960—70-х годах было создано много заменителей сахара, признанного уже к тому времени «белым ядом» — появились аспартам, цикламат, сукралоза и другие. Все их объединяет очень высокая, по сравнению с обычным сахаром, концентрация сладкого вкуса (от 30 до 8 тысяч раз слаще сахара1), что позволяет минимизировать дозы, и очень низкая калорийность (один грамм рафинированного сахарного песка содержит 4 килокалории, в то время как многие заменители содержат ноль калорий на грамм).
Искусственные подсластители активно используются пищевой промышленностью. Врачи и специалисты по правильному питанию не менее активно рекомендуют страдающим ожирением или просто борющимся с лишним весом, не говоря уже о людях, предрасположенных к диабету или уже страдающих от этого заболевания, снизить потребление сахара, заменив его аспартамом, сукралозой, сахарином или другими им подобными веществами.
В последние десятилетия во всём мире разрастается эпидемия ожирения и диабета, которую специалисты связывают с повсеместным изменением рациона питания населения Земли в пользу так называемых «быстрых углеводов». Во многих странах ведётся поддержанная государством массовая кампания по внедрению у населения привычки к здоровому питанию — больше овощей и фруктов, меньше фастфуда и сладкой газировки. Среди мер борьбы с ожирением и отказ от сахара в пользу подсластителей.
Безопасность и эффективность
В этой ситуации выяснение того, как именно влияют на организм сахарозаменители, имеет большое значение. Сомнения в их полной безопасности возникали и раньше. Так, например, 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). Данные были получены из заполненных женщинами опросников о питании, а также путём опросов по телефону. 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 употреблённых напитков и одинаков у женщин с нормальным весом и ожирением. Биологический механизм, лежащий в основе подобного действия подсластителей, остался невыясненным.
Более того, вина в древней Греции иногда специально хранили в свинцовой посуде, чтобы придать им более приятный вкус. Соли свинца очень токсичны, что приводило гурманов к кажущимся странными отравлениям. Тем не менее «свинцовый сахар» эпизодически использовался для подслащивания пищевых продуктов ещё в XIX веке, в частности — в деятельности безграмотных фальсификаторов пищевых продуктов.
Время от времени как в научной литературе, так и в СМИ появляются статьи о канцерогенности некоторых синтетических сахарозаменителей. Однако до сих пор эти исследования по различным причинам признавались несостоятельными. 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 многие другие искусственные подсластители, признан регулирующими органами в сфере здравоохранения, как США, так и Евросоюза полностью безопасным для здоровья.
В последнее время в научных журналах регулярно появляются публикации, свидетельствующие о неоднозначной роли искусственных сахарозаменителей именно в той сфере, для улучшения положения дел в которой они и предназначаются — снижении веса и профилактике диабета у населения. Стоит отметить, что во всех случаях речь идёт об экспериментах на лабораторных грызунах, которые, вместо того, чтобы худеть, потребляя подсластители, напротив, толстели. Подобные результаты далеко не всегда, как и в случае с сахарином и раком, можно адекватно перенести на человеческий организм, масштабных клинических исследований влияния подсластителей на страдающих ожирением и диабетом до сих пор не проводилось.
Подсластители и кишечная микробиота
Команда учёных под руководством Эрана Элинава (Eran Elinav) и Эрана Сегала (Eran Segal) из Института Вейцмана (Израиль) опубликовала в журнале Nature от 17 сентября 2014 года статью под заголовком «Искусственные подсластители вызывают нетолерантность к глюкозе, меняя кишечную микробиоту», выводы которой основаны также на результатах экспериментов на мышах. Животные пили 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 предвестником диабета.
Затем учёные решили проверить, каким образом в наблюдаемый процесс вовлечена кишечная микрофлора — совокупность микроорганизмов, населяющих пищеварительный тракт. В последние годы появилось много данных, предполагающих ключевую роль совокупности кишечных бактерий в патогенезе различных заболеваний. В частности, речь идёт о пищевых аллергиях, болезни Крона, аутизме, ревматоидном артрите, рассеянном склерозе. Было также установлено, что ожирение и диабет связаны со специфическим составом микрофлоры кишечника, однако пока неясно, является ли это причиной или следствием патологических состояний.
Элинав, Сегал и их коллеги провели подопытным мышам 4-недельный курс антибиотикотерапии, что значительно изменило состав кишечных бактерий. Такое вмешательство повлекло за собой полное исчезновение эффекта, вызванного искусственными подсластителями — метаболизм глюкозы у мышей наладился. Для проверки гипотезы о ключевом влиянии на этот процесс состава кишечных бактерий, исследователи пересадили микрофлору сидящих на сахарозаменителях мышей полностью стерильным животным и наблюдали у них тот же эффект нарушения обмена веществ.
Релевантность полученных данных была проверена на семи здоровых добровольцах, ранее не употреблявших в пищу продукты или напитки, содержащие сахарозаменители. В течение шести дней они получали максимальную разрешённую Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) дозу сахарина — 5 миллиграммов на килограмм веса. К концу этого срока у четырёх 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 определённый вид кишечных бактерий. Эти микроорганизмы выделяют вещества, провоцирующие запуск каскада биохимических реакций, приводящих в итоге к нарушению способности организма нормально утилизировать глюкозу.
В свете полученных результатов авторы исследования, признавая необходимость дальнейших исследований в этом направлении, обращают внимание на то, что, вероятно, стоит пересмотреть существующую практику добавления искусственных подсластителей в напитки и продукты питания, а также с большей осторожностью включать эти вещества в рекомендации по снижению веса и профилактике диабета.
Подсластители и работа мозга
Комментируя работу коллег из Израиля, директор исследовательского центра профилактики при Йельском университете (США) доктор Дэвид Кац (David L. Katz) заметил, что исследователи не рассмотрели влияние сахарозаменителей на мозг. Он считает, что «обманутый» подсластителями организм изменяет нормальную работу механизма определения состояния голода и сытости, что приводит к перееданию, тяге к высококалорийной пище. Итогом становится ожирение и различные нарушения обмена веществ.
Исследование, проведённое специалистами из Texas Christian University (TSU), показывает, что употребление «диетических» напитков, подслащённых сахарозаменителями, действительно связано с тягой к высококалорийной пище. В опытах участвовало 116 человек, которые были разделены на три группы, получающие различные напитки: «диетическую» газированную воду, воду с сахаром, минеральную воду без подсластителей. Пьющие воду с искусственным подсластителем в ряде тестов показали повышенный интерес к нездоровой пище. Кроме этого, реакция на вкусовые раздражители у них оказалась снижена по сравнению с теми, кто пил простую воду или воду с сахаром. Они получили меньшее удовольствие от приёма пищи. Сара Хилл (Sarah Hill), проводившая исследование, делает вывод, что употребление напитков с искусственными подсластителями может привести к нежелательным последствиям — оказывая влияние на пищевые предпочтения, способно дать толчок к набору лишнего веса.
1 В разы и тысячи раз большая интенсивность сладости бескалорийных подсластителей в сравнении с сахаром — вопрос спорный. Рабочая группа из Университета штата Пенсильвания (Penn State University), США, недавно провела исследование по сравнению интенсивности сладости непитательных (аспартам, ацесульфам и т.п.) и низкопитательных (стевиозид) подсластителей с одной стороны, и высокопитательных (сахар, кленовый сироп, сироп агавы и т.п.) с другой. Была набрана группа из 401 испытуемого, каждому из которых для слепого теста было предложено от 12 до 15 образцов различных подсластителей в разных концентрациях. В самом деле, минимальные количества и концентрации, необходимые для обнаружения сладости как таковой показали непитательные подсластители (аспартам и др.), однако большинство испытуемых назвало более сладкими сахар и другие калорийные подсластители. Доцент (assistant professor) Джон Хейс (John Hayes), руководитель исследования и специалист в области пищевых технологий, отметил, что, говоря о высокой интенсивности сладости подсластителей, люди путают интенсивность и потенцию. «В терминах биологии рецепторов, потенция той или иной субстанции описывает минимальную концентрацию, которая способна привести вкусовой рецептор в действие. Однако она не предсказывает интенсивности вкуса и его максимальной величины», — сказал он. По мере увеличения доз, к сладкому вкусу некалорийных подсластителей примешивалась горечь. И при равных дозах все участники эксперимента отдавали первые места в рейтинге интенсивности сладости кленовому сиропу, сахару и другим питательным подсластителям.