آیا شیرین کننده های مصنوعی باعث مقاومت به انسولین می شوند؟

دیابت شیرین یک اختلال متابولیک طولانی مدت است که با قند خون بالا، مقاومت به انسولین و کمبود نسبی انسولین مشخص می شود. علائم شایع عبارتند از افزایش تشنگی، تکرر ادرار و کاهش وزن غیرقابل توضیح. انسولین، یک هورمون لوزالمعده، به گلوکز غذا کمک می کند تا به سلول ها برسد تا برای انرژی استفاده شود.

دیابت نوع 2 به عنوان یک اختلال متابولیک تعریف می شود که منجر به هیپرگلیسمی (سطح گلوکز خون بالا) ناشی از بدن می شود:

ایجاد مقاومت به انسولین ناتوانی در تولید انسولین کافی انجمن قلب آمریکا (AHA) و انجمن دیابت آمریکا (ADA) به استفاده از شیرین کننده های مصنوعی به جای شکر برای مبارزه با چاقی، سندرم متابولیک و دیابت، که همگی عوامل خطر بیماری قلبی هستند، هشدار داده اند.

اگرچه آنها گلوله های جادویی نیستند، اما استفاده هوشمندانه از شیرین کننده های غیر مغذی می تواند به شما کمک کند قندهای اضافه شده در رژیم غذایی خود را کاهش دهید، بنابراین تعداد کالری مصرفی را کاهش دهید. دکتر کریستوفر گاردنر، دانشیار پزشکی در دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا، در بیانیه‌ای مطبوعاتی که این بیانیه علمی را همراهی می‌کند، گفت: کاهش کالری می‌تواند به شما کمک کند وزن بدن سالمی داشته باشید و آن را حفظ کنید و در نتیجه خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی و دیابت را کاهش دهید. بر اساس برخی مطالعات، دلیل اصلی ابتلا به دیابت شیرین کننده های مصنوعی هستند. در یک مطالعه، به افراد سوکرالوز یا آب داده شد و سپس تحت آزمایش تحمل گلوکز قرار گرفتند. افرادی که سوکرالوز دریافت کردند سطوح انسولین خون بالاتری داشتند.

از آنجایی که شیرین کننده های مصنوعی طعم شیرین تری را بدون کالری ارائه می دهند، جایگزینی قندها با این شیرین کننده ها در کاهش قند و انرژی دریافتی امیدوارکننده به نظر می رسد. متاآنالیز کارآزمایی‌های تصادفی‌سازی و کنترل‌شده (RCTs) نشان داده است که دریافت انرژی روزانه (پس از 4 یا 10 هفته) و مصرف قند (پس از 4 هفته) در افراد سالم، دارای اضافه وزن و چاق که شیرین کننده‌های مصنوعی را به عنوان جایگزین قند دریافت می‌کنند، کمتر بوده است. رژیم غذایی (15). شیرین کننده ها به عنوان شیرین کننده های طبیعی و شیرین کننده های مصنوعی طبقه بندی می شوند. شیرین کننده های مصنوعی بسته به اینکه حاوی کالری هستند یا نه، به عنوان شیرین کننده های مغذی و غیر مغذی طبقه بندی می شوند. شیرین کننده های مغذی شامل پلیول های مونوساکارید (مانند زایلیتول، مانیتول و سوربیتول) و پلیول های دی ساکارید (مانند لاکتیتول و مالتیتول) می باشند. شیرین کننده های غیر مغذی که به عنوان شیرین کننده های مصنوعی شناخته می شوند، شامل موادی از کلاس های شیمیایی مختلف هستند که 30 تا 13000 برابر شیرین تر از ساکارز هستند (16). شیرین کننده های مصنوعی به طور متفاوتی متابولیزه می شوند و دارای خواص متفاوتی از جمله شدت شیرینی، ماندگاری طعم شیرین، پوشش دندان ها و اثرات پس از مزه هستند (15). بنابراین، هر شیرین کننده منحصر به فرد است و ممکن است بر طعم درک شده یا استفاده در کاربردهای غذایی متفاوت باشد (17). مصرف شیرین کننده ها در بزرگسالان و کودکان بسیار رایج است و انتظار می رود در آینده نزدیک حتی بیشتر شود. در ایالات متحده، 25٪ از کودکان و بیش از 41٪ از بزرگسالان شیرین کننده های مصنوعی را در سال های 2009-2012 مصرف کردند که نشان دهنده افزایش 200٪ در مصرف در کودکان و افزایش 54٪ در میان بزرگسالان در مقایسه با داده های 1999 تا 2000 است (18). . در بین این دهه ها، افزایش محصولات غذایی حاوی شیرین کننده های مصنوعی با بیش از 6000 محصول جدید تنها در ایالات متحده عرضه شد (19). در حال حاضر، شش شیرین کننده مصنوعی مختلف توسط سازمان غذا و دارو (FDA) به عنوان افزودنی های غذایی در ایالات متحده تایید شده است، از جمله ساخارین، سوکرالوز، آسپارتام، آدوانتام، آسه سولفام پتاسیم و نئوتام (20). علاوه بر این، تائوماتین، گلیکوزیدهای استویول، به دست آمده از برگ های گیاه استویا، و عصاره های میوه لو هان گوو توسط FDA وضعیت به طور کلی به عنوان ایمن (GRAS) شناخته شده اند (20، 21). در اتحادیه اروپا، طیف شیرین کننده های مصنوعی تایید شده گسترده تر است، زیرا سیکلامات، نمک آسپارتام-اسه سولفام، و نئوهسپریدین دی هیدروکلکون نیز توسط کمیته علمی اتحادیه اروپا در مواد غذایی تایید شده است (22-24). سایر شیرین کننده های مصنوعی هنوز ارزیابی نشده اند یا برای استفاده غیرایمن اعلام شده اند.

علیرغم این واقعیت که بسیاری از مقامات ملی شیرین کننده های مصنوعی را ایمن و قابل تحمل تشخیص داده اند، هنوز اختلاف نظرهای زیادی در مورد اثرات شیرین کننده ها بر سلامت انسان وجود دارد. در حالی که برخی از مطالعات کوهورت طولی ارتباط بین مصرف شیرین کننده های مصنوعی و کاهش خطر ابتلا به دیابت نوع دوم، اضافه وزن و چاقی را نشان می دهند، سایر مطالعات مشاهده ای یافته های مخالفی را به همراه داشته اند (25-28). علاوه بر این، مطالعات کوهورت طولی ارتباط مثبتی بین مصرف شیرین کننده های مصنوعی و خطر ابتلا به فشار خون بالا، سکته مغزی و حوادث قلبی عروقی نشان داد (29). بنابراین، اگرچه استفاده از شیرین کننده های مصنوعی در کمک به کاهش وزن امیدوارکننده به نظر می رسد، شیرین کننده های مصنوعی با انواع نگرانی های سلامتی، از جمله چاقی و اختلالات قلبی متابولیک مرتبط با آن مرتبط هستند (29-31). با این حال، نکته مهم این است که نمی توان رد کرد که ارتباط یافت شده در این مطالعات همگروهی مشاهده ای و آینده نگر تا حد زیادی با افزایش مصرف شیرین کننده مصنوعی برای جبران یک رژیم غذایی ناسالم یا سبک زندگی به طور کلی توضیح داده می شود (علت معکوس). مزایای ایمنی و سلامتی مصرف شیرین کننده های مصنوعی بحث برانگیز است. با توجه به افزایش شیوع چاقی و دیابت T2 همراه با افزایش مصرف شیرین کننده های مصنوعی، روشن شدن فواید و/یا مضرات آن برای سلامتی مهم است (18، 32، 33). بنابراین، اثرات فیزیولوژیکی بر سلامتی شیرین کننده های مصنوعی باید روشن شود.

در ادامه ما ،اثرات رایج ترین شیرین کننده های مصنوعی مانند آسه سولفام پتاسیم، ساخارین، آسپارتام، سوکرالوز و استویول گلیکوزید بر مقاومت بر انسولین و کنترل قند خون را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

آسه سولفام پتاسیم آسه سولفام پتاسیم یک پودر کریستالی سفید است و در مقایسه با ساکارز 200 برابر شیرین تر است. با توجه به شدت بیشتر و ماندگاری بیشتر شیرینی، پتاسیم آسه سولفام در طیف وسیعی از محصولات، عمدتاً در نوشابه ها استفاده می شود. اگرچه این شیرین کننده حاوی پتاسیم است، اما مصرف آن بر سطح پتاسیم سیستمیک تأثیر نمی گذارد. آسه سولفام پتاسیم توسط بدن متابولیزه نمی شود. پس از مصرف، آسه سولفام پتاسیم به طور کامل در گردش خون سیستمیک جذب شده و توزیع می شود. جذب آسه سولفام پتاسیم بسیار سریع است، در نتیجه رسیدن آن به دستگاه گوارش تحتانی (GI) برای تأثیرگذاری بر میکروبیوتای روده پس از تجویز دوز مصرفی قابل قبول عادی غیرممکن است. طی 24 ساعت پس از مصرف، آسه سولفام پتاسیم عمدتاً از طریق کلیه ها به ادرار دفع می شود (بیش از 99٪) و کمتر از 1٪ از طریق مدفوع دفع می شود.

ساخارین ساخارین به سه شکل مختلف موجود است: به شکل اسیدی یا متصل به سدیم یا کلسیم. رایج ترین شکل نمک سدیم به دلیل حلالیت و پایداری بالا است. ساخارین 300 برابر شیرین تر از ساکارز است. ساخارین همانند آسسولفام-K در بدن متابولیزه نمی شود. بنابراین، FDA ساخارین را بی خطر می داند. پس از مصرف ساخارین، 95-85 درصد جذب شده و به پروتئین های پلاسما متصل می شود تا از طریق خون توزیع شود. پس از آن، ساخارین از طریق ادرار دفع می شود، در حالی که 5-15٪ باقیمانده به طور کامل از دستگاه گوارش عبور می کند تا بدون تغییر در مدفوع دفع شود. بنابراین، کسری از ساخارین که بلافاصله جذب نمی شود، می تواند بر ترکیب میکروبی روده تأثیر بگذارد.

آسپارتام آسپارتام تقریباً 200 برابر شیرین تر از ساکارز است. برخلاف سایر شیرین کننده های مصنوعی، آسپارتام حاوی 4 کالری در هر گرم است. با این وجود، به دلیل شدت شیرین کنندگی، تنها مقدار کمی آسپارتام در محصولات برای رسیدن به شیرینی استفاده می شود. بنابراین، کالری کمی از آسپارتام در محصولات شیرین کننده به دست می آید. پس از مصرف، آسپارتام در روده کوچک توسط استرازها و پپتیدازها به اسید آسپارتیک، فنیل آلانین و متانول تجزیه می شود. فقط اجزای هیدرولیز شده در گردش خون جذب شده و در مسیرهای متابولیکی طبیعی خود متابولیزه می شوند. متانول در کبد متابولیزه می شود، در حالی که اسید آسپارتات و فنیل آلانین وارد مخزن اسید آمینه آزاد می شوند. پس از آن، اجزاء توسط بافت‌های محیطی جذب شده، برای سنتز پروتئین و متابولیسم مورد استفاده قرار می‌گیرند و دفع می‌شوند. آسپارتام در بدن انباشته نمی شود زیرا به سرعت هضم می شود. نه آسپارتام و نه اجزای آن به روده بزرگ نمی رسند. بنابراین، آسپارتام قادر به تأثیرگذاری بر میکروبیوتای روده نیست.

سوکرالوز سوکرالوز از نظر ساختار بسیار شبیه ساکارز است. با این حال، سه گروه هیدروکسیل متصل به مولکول ساکارز با اتم های کلر جایگزین می شوند و در نتیجه تایید مولکول را تغییر می دهند تا سوکرالوز تشکیل شود. بنابراین، آنزیم های گلیکوزیدی قادر به تشخیص و هضم سوکرالوز نیستند. اگرچه سوکرالوز از شکر ساخته می شود، اما کالری ندارد زیرا در بدن هضم نمی شود. سوکرالوز 600 برابر شیرین تر از ساکارز است. بیشتر سوکرالوز به طور کامل از دستگاه گوارش عبور می کند تا مستقیماً از طریق مدفوع دفع شود، در حالی که مقدار کمی (11-27٪) جذب شده و به سمت کلیه ها هدایت می شود تا از طریق ادرار دفع شود. با این وجود، سوکرالوز برای باکتری ها غیر مغذی و مقاوم به تخمیر است، در حالی که از طریق اثرات باکتریواستاتیک بر میکروبیوت ها تأثیر می گذارد.

استویول گلیکوزید گلیکوزیدهای استویول ترکیبات شیمیایی مسئول طعم شیرین هستند و در برگ های گیاه آمریکای جنوبی Stevia rebaudiana یافت می شوند. گلیکوزیدهای استویول در مقایسه با ساکارز 100 تا 300 برابر شیرین تر هستند. گلیکوزیدهای استویول نمی توانند توسط آنزیم های گوارشی و اسیدهای موجود در دستگاه گوارش فوقانی هیدرولیز شوند. با این وجود، میکروبیوتای روده بزرگ، در درجه اول باکترویدها، قادر به تجزیه گلیکوزیدهای استویول هستند. بنابراین، گلیکوزیدهای استویول قادر به تعدیل میکروبیوتای روده در مواجهه مستقیم با آن هستند. گلیکوزید استویول با جدا شدن پیوند گلیکوزید تجزیه می شود و در نتیجه استویول، استویول بیوزید و گلوکز تشکیل می شود. به نوبه خود، استویول بیوزید به استویول تبدیل می شود. گلوکز تشکیل‌شده یا توسط باکتری‌های کولون استفاده می‌شود یا جذب، متابولیزه می‌شود و به صورت دی‌اکسید کربن و آب در هوای منقضی شده دفع می‌شود، در حالی که استویول جذب شده و از طریق سیاهرگ باب وارد کبد می‌شود. با این وجود، ورود استویول به ورید باب به دلیل متابولیسم کند توسط باکتری های کولون، بسته به گونه، کند است. در کبد، استویول گلوکرونید شده و از طریق ادرار دفع می شود.