Ученые протестировали 39 подсластителей и обнаружили неожиданные эффекты в кишечнике
Обычные подсластители могут оказывать на организм гораздо большее влияние, чем просто замена сахара. Ученые из Кембриджского университета выяснили, что многие широко используемые подсластители могут напрямую вмешиваться в рост кишечных бактерий, а их эффект может становиться еще более выраженным в сочетании с лекарствами или другими повседневными веществами.
В лабораторных экспериментах с участием 39 подсластителей и 25 видов кишечных бактерий исследователи обнаружили, что примерно три четверти подсластителей изменяли рост по крайней мере одного вида бактерий. Некоторые из них замедляли или полностью останавливали рост микробов, связанных со здоровой пищеварительной системой.
Одно сочетание привлекло особое внимание. Когда подсластитель изостевиол сочетался с антидепрессантом дулоксетином, оно сильно подавляло два важных вида кишечных бактерий, участвующих в поддержании здоровья кишечника и регуляции уровня сахара в крови. Это сочетание также нарушало баланс моделируемого микробиома кишечника и вызывало изменения, которые могут иметь значение для воспаления и иммунных реакций.
Результаты, опубликованные в журнале Molecular Systems Biology, ставят новые вопросы о том, как заменители сахара взаимодействуют с организмом. Однако исследователи подчеркивают, что их эксперименты проводились в лаборатории, а не на людях, и нужны дополнительные исследования, чтобы определить, имеют ли эти эффекты реальные последствия для здоровья.
Действительно ли искусственные подсластители безвредны для кишечных бактерий?
Подсластители стали привычным ингредиентом современной диеты. Их добавляют в безалкогольные напитки и кондитерские изделия, десерты, упакованные закуски и хлопья для завтрака, часто чтобы обеспечить сладость при меньшем количестве калорий по сравнению с обычным сахаром.
Эти ингредиенты часто рекламируют как более здоровую альтернативу сахару. Тем не менее растущее число исследований выявляет связи между потреблением подсластителей и заболеваниями, такими как сахарный диабет 2‑го типа, ожирение и рак. Такие ассоциации не обязательно означают, что подсластители вызывают эти болезни, и ученые все еще пытаются понять биологические механизмы, которые могли бы объяснить наблюдения.
Особый интерес представляет микробиом кишечника — огромное сообщество бактерий и других микроорганизмов, населяющих пищеварительный тракт. Эти микроскопические обитатели помогают расщеплять пищу, производят полезные соединения, поддерживают иммунную систему и вносят вклад в метаболическое здоровье.
Несмотря на широкое употребление подсластителей в мире, удивительно мало исследований напрямую изучали их влияние на отдельные виды кишечных бактерий. Большинство предыдущих работ опирались на эксперименты на животных или на исследования, сравнивающие пищевые привычки и исходы здоровья в больших группах людей.
Профессор Киран Патил из Отделения токсикологии Медицинского исследовательского совета (MRC) при Кембриджском университете сказал: «Большая часть того, что мы знаем о потенциальном влиянии подсластителей на наше здоровье, основана на исследованиях на животных или на популяционных исследованиях. Хотя эти работы указывают на вовлечение микробиома в опосредовании эффекта подсластителей, трудно понять, как подсластители действуют в организме — через прямое взаимодействие с нашими кишечными бактериями?»
Дополнительной сложностью является то, что людиRarely consume sweeteners on their own. They are usually mixed with other ingredients, and such combinations can alter their behavior.
«Ответ на этот вопрос осложняется тем, что мы почти никогда не принимаем подсластители поодиночке — мы употребляем их в напитках, закусках или даже в лекарствах, чтобы маскировать горечь», — добавила доктор Соня Блаше, один из ведущих авторов исследования и также сотрудник MRC Toxicology Unit.
Ученые испытали 39 подсластителей
Чтобы изучить эти взаимодействия, Блаше и ее коллеги разработали серию лабораторных экспериментов, в которых рассматривались как искусственные, так и натуральные низкокалорийные подсластители.
Команда культивировала 25 различных видов кишечных бактерий, включая микроорганизмы, считающиеся полезными, нейтральными или потенциально вредными. Каждый вид выращивали отдельно, чтобы исследователи могли измерить его реакцию на конкретные подсластители без помех со стороны других бактерий.
Затем они подвергали эти бактериальные культуры воздействию 39 коммерчески доступных подсластителей и отслеживали, продолжали ли микроорганизмы размножаться нормально.
Результаты выявили удивительно широкое влияние. Примерно три из четырех подсластителей изменяли рост хотя бы одного вида бактерий.
В некоторых случаях популяции бактерий росли медленнее. В других рост останавливался полностью. Несколько затронутых видов связаны с поддержанием здоровой среды в кишечнике, что указывает на то, что определенные подсластители могут напрямую влиять на микроорганизмы, вносящие вклад в пищеварительное здоровье.
Однако эффекты были неоднородными. Разные подсластители влияли на разные виды бактерий, что показывает: эти вещества нельзя однородно рассматривать как единую группу при оценке их биологической активности.
Более 100 неожиданных взаимодействий с повседневными веществами
Затем исследователи рассмотрели вопрос, который предыдущие исследования в значительной степени упускали: что происходит, когда подсластители комбинируются с другими ингредиентами или лекарствами?
Чтобы разобраться, они тестировали подсластители вместе с несколькими часто встречающимися веществами, включая кофеин, ванилин (экстракт ванили), адвантам (искусственный подсластитель) и восемь широко используемых лекарств.
Комбинации привели к более чем 100 случаям, в которых эффект подсластителя на рост бактерий изменялся в присутствии другого вещества.
В 34 случаях комбинации усиливали влияние на бактерии. В других 68 случаях эффекты становились слабее.
Эти результаты указывают на то, что способ, которым подсластитель воздействует на микробы кишечника, может зависеть не только от самого подсластителя, но и от того, с чем он сочетается.
Соединение, которое при одиночном тестировании имеет относительно скромный эффект, может вести себя иначе в сочетании с ингредиентом напитка, пищевой добавкой или лекарством.
Особое сочетание подсластителя и антидепрессанта
Среди всех исследованных сочетаний одно дало особенно впечатляющие результаты.
Исследователи обнаружили, что изостевиол, подсластитель, используемый в пищевой и напитковой промышленности, сильно ингибировал два важных вида кишечных бактерий при сочетании с антидепрессантом дулоксетином.
Затронутые виды — Roseburia intestinalis и Parabacteroides merdae — ассоциируются с важными функциями в пищеварительной системе, включая процессы, связанные со здоровьем кишечника и регуляцией уровня сахара в крови.
Дулоксетин — широко назначаемое лекарство. Только в Соединенных Штатах более 4,2 миллиона пациентов получили рецепты на этот препарат в 2023 году.
Лабораторные результаты показывают, что некоторые подсластители и лекарства могут взаимодействовать таким образом, что существенно изменяют рост конкретных кишечных микробов.
Однако это не доказывает, что люди, принимающие дулоксетин, испытывают такие эффекты, или что потребление изостевиола совместно с препаратом вредно. Чтобы понять, происходят ли такие взаимодействия в организме человека, потребуются дополнительные исследования.
Комбинация также нарушала разнообразие микробиома кишечника
Изучение отдельных видов бактерий дало ценную информацию, но человеческий кишечник гораздо сложнее, чем совокупность изолированных микроорганизмов.
Внутри пищеварительной системы бактерии сосуществуют в больших, взаимосвязанных сообществах. Разные виды конкурируют за питательные вещества, обмениваются химическими соединениями и влияют на рост друг друга.
Чтобы лучше приблизиться к этой среде, исследователи создали упрощенное искусственное сообщество кишечных бактерий, включающее все 25 видов из их первоначальных экспериментов.
После того как сообщество сформировалось, они вводили разные комбинации подсластителей и лекарств. Затем отслеживали изменения в популяциях бактерий и измеряли общее разнообразие микробного сообщества.
Микробное разнообразие относится к разнообразию присутствующих микроорганизмов и тому, как они распределены внутри сообщества. Большое разнообразие микробиома кишечника обычно считается важным для поддержания пищеварительного здоровья и стабильности кишечной среды.
Результаты показали, что сочетание изостевиола с дулоксетином снижало бактериальное разнообразие и меняло относительную распространенность разных видов.
Другими словами, комбинация затрагивала не только отдельных бактерий, она изменила состав более широкого микробного сообщества.
Дополнительные эксперименты выявили еще один потенциально важный эффект. Сообщество бактерий, подвергнутое воздействию комбинации изостевиола и дулоксетина, показало повышенную токсичность по отношению к некоторым клеткам хозяина и изменило поведение других клеток, участвующих во воспалении и иммунных реакциях.
Эти наблюдения предполагают, что взаимодействия между подсластителями, лекарствами и кишечными бактериями могут иметь последствия, выходящие за рамки простого роста бактерий, хотя неизвестно, происходят ли аналогичные эффекты у людей.
Ученые ставят под сомнение распространенное предположение о подсластителях
Результаты ставят под вопрос распространенное предположение о том, что низкокалорийные подсластители обладают мало прямой биологической активностью.
Вещество, описываемое как метаболически нейтральное, обычно понимают как оказывающее ограниченное влияние на метаболические процессы организма. Новые эксперименты показывают, что, по крайней мере в лабораторных условиях, некоторые подсластители могут взаимодействовать непосредственно с кишечными микроорганизмами.
Доктор Блаше сказала: «Подсластители часто рекламируются как метаболически нейтральные, но наше исследование ставит под сомнение эту идею. Мы обнаружили, что они могут напрямую влиять на кишечные бактерии, особенно когда смешиваются с другими соединениями, такими как лекарства и пищевые добавки. Эти обычные сочетания могут иметь непредвиденные эффекты на наш микробиом кишечника».
Результаты также подчеркивают, почему изучение отдельных пищевых ингредиентов в изоляции может не дать полного представления о том, как они ведут себя на практике.
Типичный прием пищи или напиток содержит множество соединений, и люди также могут принимать лекарства, которые взаимодействуют с этими веществами. Кембриджские эксперименты демонстрируют, что такие комбинации иногда могут приводить к существенно отличающимся эффектам по сравнению с действием ингредиентов по отдельности.
Что это значит для здоровья человека?
Несмотря на впечатляющие результаты, ученые предостерегают от поспешных выводов о безопасности подсластителей или их взаимодействии с рецептурными лекарствами.
Все эксперименты проводились в контролируемых лабораторных условиях с использованием изолированных бактериальных культур или упрощенных микробных сообществ. Пищеварительная система человека содержит гораздо более многочисленное и сложное сообщество микроорганизмов, а также множество дополнительных биологических факторов, которые могут влиять на исход.
Остается неясным, будут ли изменения, наблюдавшиеся в лаборатории, происходить при обычных диетических условиях или перерастать в измеримые последствия для здоровья.
Тем не менее исследование создает основу для дальнейшего изучения того, как обычные подсластители, пищевые добавки и лекарства могут взаимодействовать в пищеварительной системе.
Профессор Патил, старший автор исследования, добавил: «Наше исследование предполагает, что искусственные подсластители не проходят через организм пассивно — они могут взаимодействовать с кишечными микробами, и эти эффекты могут усиливаться или изменяться другими веществами, такими как лекарства. Эти выводы могут помочь направить новые исследования по пониманию того, как подсластители могут неожиданно влиять на здоровье».
Результаты не утверждают, что подсластители вредны; они указывают на важную область исследований, получившую относительно мало внимания: как повседневные сочетания пищевых ингредиентов и лекарств могут влиять на микроскопические сообщества, которые помогают поддерживать наше здоровье.
Исследование финансировалось программой Horizon 2020 Европейского союза и Британским медицинским исследовательским советом.
Sonja Blasche, Vinita Periwal, Nonantzin Beristain Covarrubias, Anna Lindell, Indra Roux, Stephan Kamrad, Simone Mozzachiodi, Rob Bradley, Hilal Ozgur, Bini Ramachandran, Vladimir Benes, Kiran Raosaheb Patil. Common xenobiotics modulate gut microbial responses to low‑calorie sweeteners in vitro. Molecular Systems Biology, 2026; 22 (9): 1453 DOI: 10.1038/s44320-026-00225-6.
