Az alacsony kalóriatartalmú édesítőszerek metabolikus és egészségügyi hatásainak megértése: módszertani megfontolások és következmények a jövőbeli kutatásokhoz

Allison C. Sylvetsky

1 Gyakorlási és táplálkozástudományi tanszék, The George Washington University, 950 New Hampshire Avenue NW, Washington, DC 20052, USA

2 Szakasz a gyermekkori cukorbetegségről és anyagcseréről, NIDDK, NIH, 9000 Rockville Pike, 10. épület, 8C432A szoba, Bethesda, MD 20892, USA

Jenny E. Blau

2 szakasz a gyermekkori cukorbetegségről és anyagcseréről, NIDDK, NIH, 9000 Rockville Pike, 10. épület, 8C432A szoba, Bethesda, MD 20892, USA

Kristina I. Rother

2 szakasz a gyermekkori cukorbetegségről és anyagcseréről, NIDDK, NIH, 9000 Rockville Pike, 10. épület, 8C432A szoba, Bethesda, MD 20892, USA

Absztrakt

Az alacsony kalóriatartalmú édesítőszereket (LCS) tartalmazó ételek, italok és csomagok fogyasztása jelentősen megnőtt a nem, az életkor, a faj/etnikai hovatartozás, a súlyállapot és a társadalmi-gazdasági alcsoportok szerint. A jól kontrollált beavatkozási vizsgálatok azonban szigorúan értékelik az LCS emberi egészségre gyakorolt hatásait. Az egyik kulcsfontosságú kérdés az, hogy az LCS valóban előnyös stratégia-e a testsúly kezelésében és az elhízás megelőzésében. A jelenlegi áttekintés számos módszertani megfontolást tárgyal e tanulmányok megtervezésében és értelmezésében. Konkrétan a tanulmány résztvevőinek kiválasztására, a megfelelő kontroll bevonására, a szokásos LCS expozíció fontosságának fontosságára, a specifikus LCS kiválasztására, az LCS adagolására és útjára, a tanulmányi eredmények megválasztására, valamint a tanulmány kontextusára és általánosíthatóságára összpontosítunk. . Ezek a kritikus megfontolások irányítják a jövőbeni tanulmányok tervezését, és így segítenek megérteni az LCS egészségügyi hatásait.

1. Bemutatkozás

Az alacsony kalóriatartalmú édesítőszerek (LCS), beleértve az aceszulfám-káliumot, az aszpartámot, a szacharint és a szukralózt, édes ízt biztosítanak, kevés vagy kevés kalóriával, ezért ízletes alternatívák a kalóriatartalmú cukroknak. A diétás szóda értékesítésének közelmúltbeli csökkenése ellenére [1] az LCS fogyasztása az elmúlt évtizedben nőtt [2], és különösen gyakori a nők, a nem spanyol fehérneműek és az Egyesült Államokban magasabb társadalmi-gazdasági helyzetűek körében. . [2, 3]. Az LCS használata valószínűleg tovább fog nőni, mert a hozzáadott cukrok túlzott fogyasztását károsnak ismerik el [4].

Széles körű hozzáférhetőségük és fogyasztásuk [2], valamint a környezetben (például a talajban, a szennyvízben és a felszíni vizekben) való növekvő jelenlétük [5, 6] ellenére az LCS hatása az anyagcserére, az elhízásra és az emberek egyéb egészségügyi eredményeire továbbra is fennáll ellentmondásos [7–9]. Az LCS-fogyasztás, a súlygyarapodás és az anyagcsere-rendellenességek közötti összefüggéseket epidemiológiai vizsgálatokban jelentették [10–14], és ezeket folyamatosan megfigyelték rágcsálók modelljeiben [15–19]. Eközben az krónikus LCS-fogyasztás emberben gyakorolt hatásait értékelő intervenciós tanulmányok azt sugallják, hogy az LCS potenciálisan jótékony hatással lehet a testtömegre, összehasonlítva a kalórikus édesítőszerekkel.

Tekintettel az LCS egészségügyi hatásait övező vitákra, jelen áttekintés célja számos kritikai módszertani szempont kiemelése az emberi intervenciós vizsgálatok tervezésében, értelmezésében és általánosíthatóságában. A gyakran figyelmen kívül hagyott tényezők figyelembevétele elősegíti a jövőbeli tanulmányok tervezését, és végső soron elősegíti a további előrehaladást azok hatásainak jobb megértése felé. Ebben az áttekintésben az LCS anyagcserére és súlyra gyakorolt hatásainak intervenciós vizsgálataira összpontosítunk.

2 Módszertani szempontok

2.1 A vizsgálati populáció kiválasztása

Az elhúzódó LCS-expozíciót értékelő intervenciós vizsgálatok többségében fiatal és középkorú felnőtteket vettek fel, kevesen tanulmányoztak gyermekeket vagy idősebb felnőtteket [21–23]. Ebben az összefüggésben meghatározzuk a hosszan tartó expozíciót, mint ismétlődő (több mint egy esemény) előfordulást. Különösen fontos az LCS tanulmányozása korosztályok széles körében, mert az édes ízpreferencia az élet korai szakaszában a legnagyobb [24], és az idősekben az édes íz iránti érzékenység jelentősen csökken [25]. Szükséges továbbá tanulmányozni az LCS-t terhesség és szoptatás alatt, mivel a méhen belüli és a szülés utáni expozíció elősegíti a rágcsálók édes íze iránti preferenciákat [26].

A hosszan tartó LCS-fogyasztást értékelő legtöbb tanulmány egészséges felnőtteket vett fel, akik eltérő érzékenységet mutathatnak az esetleges LCS-indukált anyagcsere-változásokra, szemben a túlsúlyos/elhízott felnőttekkel és/vagy cukorbetegséggel küzdő egyénekkel. Az LCS hatásainak tanulmányozása kifejezetten elhízott és/vagy cukorbeteg kohorszokban kritikus fontosságú, mivel ezek azok a személyek, akik leggyakrabban használják az LCS-t [2], és már metabolikus szövődményei vannak.

Ez különösen fontos a legújabb eredmények fényében, amelyek arra utalnak, hogy az LCS befolyásolhatja a bél mikrobiotáját [15, 16, 36], amelyek elhízott vagy cukorbetegeknél különböznek [37]. Mindkét állapotot a csökkent baktériumok sokfélesége és fokozott gyulladás jellemzi [38]. A mikrobiális változások ismert ok-okozati szerepe a súlygyarapodás [39], metabolikus szindróma [40], dysglykaemia [15] és a cirkadián ritmuszavar [41] kezdeténél valószínű, hogy az egyén mikrobiális összetétele befolyásolhatja metabolikus válaszok az LCS-re [42]. Ez a dinamikus kölcsönhatás a bél mikrobiotája és a metabolikus betegség patofiziológiája között tovább hangsúlyozza a potenciális LCS-hatások spektrumának a súlyváltozáson túli kiszélesítésének szükségességét (lásd az alábbi 2.6. Szakaszt).

2.2 Megfelelő kontrollcsoport felvétele

Az energiafogyasztásra és a tömegre vonatkozó intervenciós vizsgálatok többsége összehasonlította az LCS-t (tipikusan az aszpartámot) a szacharózzal vagy a magas fruktóztartalmú kukoricasziruppal. Összességében ezek a tanulmányok az LCS semleges hatásairól vagy szerény előnyeiről számoltak be az energiafelvételre [43, 44] és a tömegre [21, 22, 27, 28, 30, 31, 45–47]. Például de Ruyter és mtsai. [21] kevesebb súlygyarapodásról számolt be azoknál a gyermekeknél, akiket 18 hónapos beavatkozás során napi cukorral édesített italuk helyett egy ízhez illő, nem kalóriatartalmú itallal helyettesítettek. Hasonló megállapításokról számoltak be Raben és mtsai. [30], ahol az aszpartámmal édesített italok fogyasztására randomizált túlsúlyos felnőttek lefogytak a 10 hetes beavatkozás során, míg a szacharóz-édesített italokra randomizáltak híztak. A testtömeg csökkenése a cukorral édesített italok LCS-re történő cseréje után, különösen, ha a fogyás összefüggésében vizsgálják (lásd 2.7. Szakasz), meggyőzőek; mégis sok ilyen vizsgálatból hiányzik a valódi kontroll [21, 22, 30, 44, 45, 47–49]: vagyis sima víz, cukrozatlan sült és/vagy kalóriatartalmú ételek édesség nélkül.

2.3 Alacsony kalóriatartalmú édesítőszerek szokásos kitettsége

Figyelembe kell venni a kiindulási LCS szokásos fogyasztását annak érdekében, hogy klinikailag releváns adatokat nyerjünk az emberi beavatkozási vizsgálatokból. Például Peters et al. amelyekben a diétás italok állítólag hatékonyabbak voltak a fogyáshoz a sima vízhez képest, a résztvevők rendszeresen fogyasztottak legalább három LCS-édesített italt naponta a vizsgálatba való belépés előtt [50]. Ez aggályos, mivel a rendszeres LCS-felhasználók véletlenszerű kiválasztása arra, hogy 12 hétig csak vizet fogyasszanak, a szokásos LCS-italok cseréjét eredményezhetik más édes, ízletes ételekkel és italokkal. A teljes energiafogyasztásról azonban nem számoltak be. Ezért kritikus fontosságú, hogy ezeket az eredményeket megismételjük olyan elhízott egyéneknél, akik a randomizálás előtt nem használják rendszeresen az LCS-t.

Az LCS elterjedtsége a kereskedelemben kapható élelmiszerekben és italokban szintén szükségessé teszi az étrendi bevitel gondos megfigyelését és jelentését az intervenciós vizsgálatok során annak biztosítása érdekében, hogy az LCS-t fogyasztásra nem kijelölt személyeket véletlenül ne érjék azok.

2.4 Nem minden alacsony kalóriatartalmú édesítőszer azonos

Az LCS tartós expozícióját kiértékelő humán vizsgálatok gyakran „diétás italok” felhasználásával számolnak be [22, 31]. Bár a legtöbb diétás üdítőt aszpartámmal édesítik (legalábbis a legutóbbi időkig) [51], a „diétás italok” az üdítőitalok heterogén osztályát képviselik, amelyek különböző édesítőszereket, ízprofilokat, valamint különböző tápanyagok, összetevők és adalékanyagok széles skáláját tartalmazzák. Míg az összes LCS rendkívül édes vegyület, mindegyik LCS kémiailag különbözik egymástól (1. táblázat). Fontos, hogy néhány LCS, mint például az aszpartám, lenyelés után gyorsan metabolizálódik [52], míg más LCS, például a szacharin változatlanul felszívódik és kiválasztódik a vizelettel [53]. Eközben a szukralóz nagy része nem szívódik fel, hanem kiválasztódik a székletben [54]. A különböző LCS eltérő kémiai, fizikai, biológiai és faramakokinetikai tulajdonságai arra utalnak, hogy valószínűleg eltérő metabolikus és egészségügyi hatásokkal járnak. Míg az édes ízíz-receptor által közvetített lehetséges hatások édes ízük miatt általánosíthatók az LCS-ben, más javasolt mechanizmusokat (pl. A bél mikrobiotájának változásai, kölcsönhatás specifikus transzporterekkel [17, 54]) édesítőszer-specifikus módon kell figyelembe venni.

Asztal 1

Kémiai képletek és az alacsony kalóriatartalmú édesítőszerek szerkezete, amelyeket általában az Egyesült Államokban fogyasztanak