Ученые выяснили, что распространенный подсластитель с нулевой калорийностью, который содержится во многих диетических напитках, может нанести вред сосудистой системе головного мозга, усиливая окислительный стресс и нарушая жизненно важные функции кровеносных сосудов.
Эритрит, искусственный подсластитель, в ходе лабораторных экспериментов оказывал негативное воздействие на эндотелиальные клетки микрососудов головного мозга человека и мог способствовать развитию механизмов, повышающих риск ишемического инсульта, как сообщается в исследовании, опубликованном в Journal of Applied Physiology.
Предыстория
Эритрит — это низкокалорийное органическое соединение, которое чаще всего используется в качестве искусственного подсластителя в пищевых продуктах и напитках из-за его минимального влияния на уровень глюкозы и инсулина в крови. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило использование эритрита людьми с диабетом, ожирением или метаболическим синдромом для снижения потребления калорий и сахара и контроля уровня глюкозы в крови.
Эритритол естественным образом содержится в некоторых фруктах и овощах, а также вырабатывается в организме человека из глюкозы и фруктозы. Таким образом, уровень эритритола в крови зависит от его эндогенного производства и экзогенного поступления.
Последние данные свидетельствуют о том, что повышенный уровень эритрита в крови связан с увеличением риска сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний, таких как инфаркт миокарда и инсульт. Эта связь наблюдалась как у мужчин, так и у женщин, а также в различных группах населения в США и Европе.
Учитывая, что дисфункция эндотелиальных клеток вносит значительный вклад в развитие сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний, исследователи из Университета Колорадо, США, исследовали влияние эритрита на окислительный стресс церебральных эндотелиальных клеток, выработку оксида азота и эндотелина-1, а также высвобождение тканевого активатора плазминогена.
Дизайн исследования
В исследовании использовались культивируемые эндотелиальные клетки микрососудов головного мозга человека для изучения влияния эритрита. Культивируемые клетки обрабатывались 6 мМ эритрита, что эквивалентно обычному количеству этого вещества в искусственно подслащённых напитках, в течение 24 часов.
Внутриклеточный окислительный стресс определяли путём измерения выработки активных форм кислорода (АФК) и экспрессии антиоксидантных ферментов. Выработку оксида азота, который помогает регулировать кровяное давление и кровоток за счёт расширения кровеносных сосудов, измеряли с помощью коммерческого набора для анализа.
С помощью иммуноферментного анализа (ИФА) были определены уровни эндотелина-1, который помогает регулировать кровяное давление за счёт сужения кровеносных сосудов, и тканевого активатора плазминогена, который помогает расщеплять тромбы.
Ключевые выводы
Исследование показало, что 24-часовое воздействие эритрита на эндотелиальные клетки микрососудов головного мозга человека значительно увеличивает выработку активных форм кислорода, экспрессию антиоксидантных ферментов и выработку эндотелина-1, а также значительно снижает выработку оксида азота и высвобождение тканевого активатора плазминогена.
Эритрит снижает активацию эндотелиальной синтазы оксида азота (eNOS), уменьшая фосфорилирование по Ser1177 (активирующий сайт) и увеличивая фосфорилирование по Thr495 (ингибирующий сайт). Эти механизмы играют ключевую роль в снижении выработки оксида азота.
Эти результаты показывают, что некалорийный искусственный подсластитель эритрит усиливает окислительный стресс, препятствует расширению кровеносных сосудов, способствует их сужению и ухудшает тромболитическую (растворение тромбов) активность эндотелиальных клеток микрососудов головного мозга человека. Это потенциально может повлиять на кровеносную систему головного мозга, но для того, чтобы делать выводы о риске инсульта у людей, необходимо подтвердить эти данные в ходе исследований на животных и клинических исследований.
Значимость исследования
Результаты исследования показывают, что эритрит в концентрации, характерной для коммерческих подслащённых напитков, может вызывать изменения в фенотипе эндотелиальных клеток микрососудов головного мозга, что, в свою очередь, может привести к цереброваскулярной дисфункции и повысить риск ишемического инсульта.
Из-за большого количества митохондрий эндотелиальные клетки головного мозга более подвержены повреждениям и дисфункции, вызванным активными формами кислорода. Избыточная выработка активных форм кислорода в этих клетках, как показано в данном исследовании, может привести к нарушению целостности гематоэнцефалического барьера, что, в свою очередь, приводит к повышению проницаемости сосудов, а это способствует повреждению и гибели тканей.
Повышенная экспрессия антиоксидантных ферментов, наблюдаемая в ходе исследования, указывает на наличие механизмов клеточной защиты. Однако в исследовании отмечается, что, несмотря на компенсаторную реакцию ферментов, уровень АФК оставался повышенным, что говорит о том, что эти механизмы защиты не полностью противодействуют окислительному стрессу. Это открытие позволяет предположить, что, хотя эритритол увеличивает выработку АФК, он не подавляет систему антиоксидантной защиты. Однако исследователи не исключают возможности того, что многократное или длительное воздействие эритритола может подавлять механизмы антиоксидантной защиты.
Выработка оксида азота и эндотелина-1 эндотелиальными клетками головного мозга имеет решающее значение для регуляции мозгового кровотока. Наблюдаемое снижение выработки оксида азота и индукция выработки эндотелина-1 в эндотелиальных клетках головного мозга указывают на то, что воздействие эритрита вызывает биохимические сдвиги, способствующие сужению сосудов, что приводит к нарушению мозгового кровотока и потенциально повышает риск ишемического инсульта.
Тканевой активатор плазминогена, высвобождаемый эндотелиальными клетками головного мозга, играет важную роль в поддержании церебральной сосудистой системы и предотвращении образования тромбов. Таким образом, снижение высвобождения тканевого активатора плазминогена под воздействием эритрита может привести к повышению риска образования тромбов и последующему тромбозу головного мозга.
В целом исследование предоставляет экспериментальные данные о механизме действия эритрита, что подтверждает недавние эпидемиологические данные о связи употребления эритрита с повышенным риском цереброваскулярных нарушений.
В исследовании использовались выращенные в лаборатории клетки человеческого мозга. Хотя результаты лабораторных экспериментов дают ценную информацию о механизме действия эритрита, для доклинической и клинической оценки рисков необходимы дальнейшие исследования на животных и людях.
В исследовании рассматривалось прямое воздействие эритрита на эндотелиальные клетки головного мозга человека. Вопреки некоторым сообщениям, эритрит проникает через гематоэнцефалический барьер и может взаимодействовать с сосудами головного мозга, как отмечают авторы. Это ещё раз подчёркивает необходимость проведения исследований на животных для определения уровня и продолжительности воздействия, необходимых для нарушения работы сосудов головного мозга, вызванного эритритом.
Ссылка на журнал:
- Берри А. Р. (2025). Непитательный подсластитель эритрит негативно влияет на функцию эндотелиальных клеток микрососудов головного мозга. Журнал прикладной физиологии. Doi: https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00276.2025 journals.physiology.org
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся