צריכת תחליפי סוכר עלולה להשפיע על ביולוגיית המעיים של הצאצאים, כך מגלה מחקר

מחקר חדש בעכברים מצביע על כך שממתיקים הנצרכים על ידי ההורים עשויים לעצב מחדש חיידקי מעיים, מטבוליטים מיקרוביאליים ואותות מטבוליים בצאצאים, כאשר הסוכרלוז מותיר את החותם הרב-דורי החזק ביותר.

מחקר: ממתיקים מלאכותיים וטבעיים שאינם מזינים מניעים תגובות מעיים וגנטיות שונות על פני דורות. קרדיט תמונה: Andrii Zastrozhnov / Shutterstock

במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת גבולות בתזונהחוקרים הראו שממתיקים לא תזונתיים (NNS) מעוררים תגובות גנטיות ומעי שונות על פני דורות.

דיאטות עתירות סוכר מעודדות שומן, היפראינסולינמיה ופגיעה בסבילות לגלוקוז, וקשורות לסיכון גבוה יותר למחלות לא מדבקות בילדים ובמבוגרים. NNSכגון אספרטיים, סכרין, אצסולפאם K, סטיביה, סוכרלוז וציקלמט, נמצאים בשימוש נרחב כתחליפי סוכר שאינם קלוריות. NNS הצריכה עלתה באופן משמעותי בכל קבוצות הגיל, כולל נשים בגיל הפוריות.

על פי סקר בארצות הברית (לָנוּ), יותר מ-140 מיליון מבוגרים השתמשו NNS בשנת 2020. יתר על כן, לאחרונה ארגון הבריאות העולמי (WHO) הנחיה מציעה לטווח ארוך NNS השימוש עשוי להיות קשור להשפעות שליליות, כגון סיכון גבוה יותר למחלות לב וכלי דם וסוכרת. למרות הרווחה NNS שימוש על ידי נשים בגיל הפוריות, השפעת צריכת הורים של NNS על צאצאים לא נחקר.

עיצוב מחקר עכבר NNS להורים

במחקר הנוכחי, החוקרים העריכו כיצד צריכת הורים של סטיביה או סוכרלוז משפיעה על מיקרוביוטה צואתית (FM) וחומצת שומן קצרת שרשרת (SCFAייצור, ביטוי גנים בכבד ובמעיים, והאם שינויים כלשהם מועברים לצאצאים. ראשית, עכברים זכרים ונקבות בני ארבעה שבועות (דור הורה, או F0, דור) חולקו באקראי לקבל מים (ביקורת) או מים בתוספת סטיביה או סוכרלוז למשך 16 שבועות.

עכברים מאותה קבוצה הוצלבו בשבוע 6. ארבעה שבועות לאחר ההנקה, הדור הראשון (F1) נגמל ועקבו אחריו עד גיל 20 שבועות. עכברי F1 לא קשורים מאותה קבוצה הוצלבו כדי לייצר את הדור השני (F2). חיות F1 ו-F2 קיבלו רק אוכל סטנדרטי ומים טהורים, ללא ישיר NNS חשיפה. השינויים בצריכת המזון והמים ובמשקל הגוף נוטרו מדי שבוע.

בשבוע 20 הורדמו עכברים מכל הדורות, ורקמות הכבד והאיליאלי נקצרו. לפני המתת חסד, בדיקת סבילות לגלוקוז דרך הפה (OGTT) בוצע. יתרה מכך, דגימות צואה הושגו לפני המתת חסד מכל דור וקבוצה. FM הרכב הוערך באמצעות חומצה ריבונוקלאית ריבוזומלית 16S (rRNA) רצף גנים. SCFAs כומתו באמצעות כרומטוגרפיית גז.

חומצה ריבונוקלאית כוללת (RNA) הופק מרקמות מעיים וכבד כדי לכמת את הביטוי של גנים המעורבים בדלקת (גורם נמק גידולי (Tnf) וקולטן דמוי אגרה 4 (Tlr4)), תפקוד מחסום המעי (חלבון צומת הדוק 1 (Tjp1)), ומטבוליזם (חלבון קושר אלמנטים קושרי סטרול 1 (S). מבחן Kruskal-Wallis ומבחן Dunn שלאחר ההופעה שימשו להשוואת הבדלים בין-דוריים ובין קבוצות.

ממצאים גליקמיים של סטיביה וסוכרלוז

ה OGTT הבדיקה לא הראתה הבדלים ברמות הגלוקוז בין קבוצת הביקורת והסוכרלוז בעכברי F0. עם זאת, גברים בקבוצת הסטיביה הראו רמות גלוקוז נמוכות יותר לאחר 120 דקות מאלה בקבוצות הסוכרלוז והביקורת. לעכברי F1 זכרים בקבוצת הסוכרלוז היו רמות גלוקוז נמוכות יותר מאלו בקבוצות הסטיביה והביקורת, אם כי שינויים גליקמיים היו צנועים וסלקטיביים באופן כללי. נקבות F2 בקבוצת הסטיביה סבלו מגליקמיה בצום גבוה יותר.

לעומת זאת, לזכרי F2 בקבוצת הסוכרלוז היה גליקמיה נמוכה יותר בהשוואה לקבוצת הסטיביה וגלוקוז בצום גבוה יותר מקבוצת הביקורת. לא היו שינויים בין-דוריים בגליקמיה עבור קבוצת הביקורת. NNS הצריכה לא השפיעה על ביטוי Tjp1 במעיים בחיות F0 ובצאצאים. לעומת זאת, סוכרלוז היה קשור לביטוי מוגבר של Tnf ו-Tlr4 במעי והפחתת ביטוי Srebp1 בכבד בעכברי F0 ביחס לבקרות.

עיצוב ניסיוני לחשיפה בין-דורית לסוכרלוז וסטיביה. בגיל 4 שבועות, עכברי נקבות וזכרים מסוג C57BL/6J (דור הורים (F0)) ללא בני משפחה, חולקו באקראי לשלוש קבוצות כדי לקבל מים בלבד (ביקורת) או מים בתוספת סוכרלוז (0.1 מ"ג/מ"ל) או סטיביה (0.1 מ"ג/מ"ל) למשך 16 שבועות. כדי להעריך את ההשפעה הבין-דורית של ממתיקים לא תזונתיים (NNS), עכברי F0 השייכים לאותה קבוצת טיפול הוזווגו בגיל 10 שבועות. לאחר 4 שבועות של הנקה, נגמלו צאצאי ה-F1 ועקבו אחריהם עד גיל 20 שבועות. דורות F1 ו-F2 לא קיבלו חשיפה ישירה ל- NNS. כל העכברים הוחזקו בתנאי דיור וגידול זהים, כולל אותו חדר בעל חיים, סוג כלוב ומצעים, אצווה, פרוטוקול ניקוי מקור מים ובקבוקים ולוח זמנים סטנדרטי לניקוי כלוב.

שינויים במיקרוביוטה ו-SCFA בין דורות

בחיות F1, Tnf ו-Tlr4 של המעי באו לידי ביטוי יתר ב NNS קבוצות ביחס לבקרות, ושינויים אלו נורמלו בעכברי F2. בחיות F0, גיוון האלפא לא היה שונה בין הקבוצות, אך מדד שאנון היה גבוה יותר בקבוצת הסטיביה מאשר בקבוצות הסוכרלוז והביקורת. גיוון בטא הראה הבדלים משמעותיים בין הקבוצות.

בעכברי F1, לקבוצת הסוכרלוז היו יותר מינים נצפים מאשר בביקורת; מדד שאנון היה גבוה יותר ב NNS קבוצות מאשר בביקורות, ומגוון הבטא היה שונה בין הקבוצות. בחיות F2, לקבוצת הסוכרלוז היו יותר מינים נצפים ואינדקס שאנון גבוה יותר מאשר קבוצות הסטיביה והביקורת; הבדלי הגיוון בטא נמשכו בדור הזה. קבוצת הביקורת לא הראתה הבדלים בין-דוריים בגיוון אלפא או בטא.

לְקַדֵם, NNS הצריכה גרמה לשינויים מהותיים ב FM הרכב בבעלי חיים F0 ו-F1, במיוחד בקבוצת הסוכרלוז. יתר על כן, ה NNS-שינויים הקשורים ב- FM הרכב הועבר לדור F1 אך שוחזר חלקית בדור F2. בדור F0, NNS קבוצות הראו רמות נמוכות יותר של ולרט ואצטט בצואה בהשוואה לביקורות, ללא הבדלים ברמות הבוטיראט והפרופיונאט או ב SCFA פרופורציות.

בדור F0, סך הכל SCFA הרמות היו נמוכות יותר ב NNS קבוצות מאשר בבקרות. בבעלי חיים F1, רמות אצטט, בוטיראט, ואלרט ופרופיונאט הופחתו משמעותית בקבוצת הסוכרלוז. בעכברי F2, לקבוצת הסוכרלוז היו רמות נמוכות יותר של פרופיונאט ואצטט, ובקבוצת הסטיביה היו רמות נמוכות יותר של valerate, butyrate, אצטט ו-propionate בהשוואה לקבוצת הביקורת. סַך הַכֹּל SCFA הרמות היו נמוכות יותר ב NNS קבוצות.

השלכות בריאותיות חוצות דורות של חשיפת NNS

ביחד, הורים NNS הצריכה גרמה לשינויים בין-דוריים בהרכב המיקרוביוטה של ​​המעי, ייצור מטבוליטים מיקרוביאליים, תגובות גליקמיות של המארח וביטוי גנים בכבד ובמעיים בצאצאים. ממצאים אלה מאתגרים את ההנחה ש NNS הם אינרטיים מבחינה מטבולית ומדגישים את הפוטנציאל שלהם להשפיע על בריאות הצאצאים. בסך הכל, הסוכרלוז הראה את האות הטרנס-דורי החזק והמתמשך יותר, בעוד שהשפעות הקשורות לסטיביה היו בולטות יותר ב-F1, וכמה שינויים הוחלשו על ידי F2. דרוש מחקר נוסף כדי לשרטט את המנגנונים הבסיסיים והרלוונטיות לבריאות האדם.