В ходе годичного эксперимента на животных исследователи впервые оценили долгосрочное воздействие искусственного подсластителя аспартама на организм в низких дозах, близкое к реальности, и обнаружили, что он не только нарушает энергетический обмен мозга, но также может повредить функцию сердца, даже если его потребление намного ниже «приемлемой суточной дозы», установленной в настоящее время крупными учреждениями.

Исследование провели испанский CIC biomaGUNE и Научно-исследовательский институт здравоохранения Биогипускоа. Команда давала мышам аспартам в дозе 7 мг/кг массы тела, что составляет лишь одну шестую верхнего предела, рекомендованного ВОЗ, Европейским агентством по лекарственным средствам и Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (50 мг/кг/день), чтобы избежать ограничений предыдущих исследований, которые были слишком короткими и слишком высокой дозировкой. Эксперимент длился год: 18 мышей принимали аспартам три дня подряд каждые две недели, а 14 мышей служили контрольной группой, которая не принимала подсластитель.

На уровне мозга исследователи использовали ФДГ-ПЭТ-визуализацию для отслеживания поглощения глюкозы во всем мозге и в определенных его участках. Они обнаружили, что всего лишь через два месяца периодического приема аспартама поглощение глюкозы в мозгу мышей значительно увеличилось, примерно в два раза, чем в контрольной группе, что указывает на то, что на ранней стадии мозг находился в состоянии «высокого энергопотребления». Однако примерно через 6 месяцев этот энергетический пик начал меняться. К 10 месяцам уровень сжигания глюкозы в мозге мышей, получавших аспартам, был примерно вдвое ниже, чем у контрольной группы, а это означало, что мозг, который почти полностью зависел от глюкозы, постепенно «истощал» энергию.

В целом, аспартам, по-видимому, переводит мозг от кратковременной мобилизации высокой энергии к долгосрочному состоянию дефицита энергии, и эта закономерность скорее связана с метаболическим стрессом, чем с адаптивной адаптацией. Дальнейший магнитно-резонансный спектроскопический анализ показал, что через два месяца N-ацетиласпартат (НАА) в коре головного мозга группы аспартама, отражающий метаболизм и функциональное состояние нейронов, увеличился примерно на 13%. Однако через 4 месяца этот «положительный» сигнал исчез и продолжал ухудшаться; к 8 месяцам уровень молочной кислоты в группе аспартама был примерно в 2,5 раза выше, чем в контрольной группе, что указывает на нарушение клеточного энергетического обмена.

Исследования показывают, что это тесно связано с метаболическими взаимоотношениями между астроцитами и нейронами: астроциты ответственны за преобразование глюкозы в молочную кислоту, которая легче используется нейронами для снабжения этих потребителей энергии. Однако, когда лактат остается на высоком уровне в течение длительного времени, нейроны трудно эффективно использовать. Молочная кислота начинает накапливаться локально, нарушая энергетический баланс в мозге и заставляя мозг переходить в аналогичный «аварийный режим». Эффективность работы связанных нейронных цепей снижается, что может повлиять на скорость обучения, умственную устойчивость и способность обработки сложных задач.

Чтобы убедиться в этом, команда использовала лабиринт Барнса для проведения тестов пространственного обучения и памяти. Результаты показали, что через 4 месяца мыши, получавшие аспартам, двигались медленнее и преодолевали более короткие расстояния во время тренировки, а среднее время, необходимое для поиска места для спасения, было почти вдвое больше, чем в контрольной группе, но эта разница не была статистически стабильной. К 8-му месяцу разрыв в успеваемости между двумя группами еще больше увеличился. Две мыши из группы, получавшей аспартам, даже не смогли выполнить задание. Общая производительность соответствовала вышеупомянутым метаболическим изменениям, что свидетельствует о том, что их способность решать проблемы и выполнять задачи была ослаблена длительным приемом аспартама.

Эффекты не ограничиваются мозгом. Визуализирующие исследования сердца показали, что в конце исследования структура и функция сердца мышей, получавших аспартам, претерпели значительные изменения. Снижалась эффективность выброса желудочков и уменьшался выброс крови за одно сокращение. Хотя повреждение невооруженного глаза и структуры было несерьезным, функция перекачки крови была ослаблена. В долгосрочной перспективе это означает, что различные органы, включая мозг, получают недостаточное количество крови и кислорода, что может еще больше усугубить метаболическую нагрузку.

Что касается массы тела и распределения жира, исследование показало, что общая масса жира, накопленная у мышей из группы аспартама в течение одного года, была примерно на 20% ниже, чем у контрольной группы, но эта «потеря жира» не привела к улучшению показателей метаболического здоровья. Хотя вес обеих групп был одинаковым, распределение жира в группе, принимавшей аспартам, постепенно смещалось в сторону висцерального жира с увеличением доли жира, окружающего органы, и уменьшением мышечной массы тела. Считается, что эта закономерность оказывает большее давление на сердце и метаболическую систему и частично объясняет изменения в функции сердца и использовании энергии мозгом.

Исследовательская группа пришла к выводу, что аспартам действительно может уменьшить отложение жира примерно на 20% у мышей, но за счет легкой гипертрофии сердца и снижения когнитивных функций; другими словами, хотя этот подсластитель «снижает содержание жира» на животных моделях, это сопровождается патофизиологическими изменениями в сердце и, возможно, мозге. Однако авторы также подчеркнули, что существенным ограничением этого исследования является то, что в настоящее время оно основано только на животных моделях, а долгосрочные эффекты на людях еще не подтверждены. Тем не менее, результаты подчеркивают важность проведения долгосрочных исследований широко используемых подсластителей, таких как аспартам, которые близки к ежедневному потреблению.

С момента своего первого одобрения FDA США в 1974 году аспартам (метиловый эфир L-аспартил-L-фенилаланина) стал одним из наиболее доминирующих искусственных подсластителей на рынке США и широко используется примерно в 6000 продуктов питания и напитков. Многочисленные исследования в прошлом показали, что это связано с рисками для здоровья, такими как серьезные проблемы с сердцем и снижение функций обучения и памяти. Этот долгосрочный эксперимент также предоставляет новые доказательства этого потенциального риска с точки зрения двух аспектов: энергетического метаболизма мозга и функции сердца.