Îndulcitorul artificial acesulfam de potasiu afectează microbiomul intestinal și creșterea în greutate corporală

Departamentul de afiliere pentru știința sănătății mediului, Universitatea din Georgia, Atena, Georgia, Statele Unite ale Americii

potasiu

Departamentul de Afiliere pentru Științe și Inginerie a Mediului, Universitatea din Carolina de Nord la Chapel Hill, Chapel Hill, Carolina de Nord, Statele Unite ale Americii

Departamentul de afiliere pentru știința sănătății mediului, Universitatea din Georgia, Atena, Georgia, Statele Unite ale Americii

Departamentul de Afiliere pentru Științe și Inginerie a Mediului, Universitatea din Carolina de Nord la Chapel Hill, Chapel Hill, Carolina de Nord, Statele Unite ale Americii

Departamentul de afiliere pentru sănătatea populației și patobiologie, Universitatea de Stat din Carolina de Nord, Raleigh, Carolina de Nord, Statele Unite ale Americii

Departamentul de Afiliere pentru Științe și Inginerie a Mediului, Universitatea din Carolina de Nord la Chapel Hill, Chapel Hill, Carolina de Nord, Statele Unite ale Americii

  • Xiaoming Bian,
  • Liang Chi,
  • Bei Gao,
  • Pengcheng Tu,
  • Hongyu Ru,
  • Kun Lu

Cifre

Abstract

Citare: Bian X, Chi L, Gao B, Tu P, Ru H, Lu K (2017) Îndulcitorul artificial acesulfam de potasiu afectează microbiomul intestinal și creșterea în greutate corporală la șoarecii CD-1. PLoS ONE 12 (6): e0178426. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178426

Editor: Mihai Covasa, Western University of Health Sciences, STATELE UNITE

Primit: 5 ianuarie 2017; Admis: 12 mai 2017; Publicat: 8 iunie 2017

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în hârtie și în fișierele sale de informații de suport.

Finanțarea: Universitatea din Georgia, Universitatea din Carolina de Nord și NIH/NIEHS (R01ES024950) au oferit sprijin financiar parțial pentru această lucrare.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Ca aditivi alimentari folosiți pe scară largă și înlocuitori ai zahărului, îndulcitorii artificiali pot îmbunătăți aroma și pot reduce simultan aportul de calorii. Unele studii epidemiologice au arătat că îndulcitorii artificiali sunt benefici pentru pierderea în greutate și pentru cei care suferă de intoleranță la glucoză și diabet zaharat de tip 2 [1]. Cu toate acestea, dovezile acumulate în ultimii ani sugerează că consumul de îndulcitor artificial ar putea perturba metabolismul uman, în special reglarea glucozei [2, 3]. S-a constatat că îndulcitorii artificiali provoacă intoleranță la glucoză și induc sindromul metabolic și sunt, de asemenea, asociați cu creșterea în greutate corporală mai mare [3-6]. Aceste descoperiri sugerează că îndulcitorii artificiali pot crește riscul de obezitate. Cu toate acestea, mecanismul specific prin care îndulcitorii artificiali disregulează metabolismul gazdei rămâne evaziv.

În acest studiu, am investigat efectele Ace-K asupra microbiomului intestinal și modificările metabolomului fecal folosind secvențierea ARNr 16S și metabolomica cromatografiei gazelor-spectrometrie de masă (GC-MS). Am constatat că consumul de Ace-K a perturbat microbiomul intestinal al șoarecilor CD-1 după un tratament de 4 săptămâni. Creșterea observată în greutate corporală, schimbările în compoziția comunității bacteriene intestinale, îmbogățirea genelor funcționale bacteriene și modificările metabolomice fecale au fost foarte dependente de sex. Mai exact, Ace-K a crescut creșterea în greutate corporală la șoarecii masculi, dar nu și la șoarecele femele. Genele funcționale implicate în metabolismul energetic au fost activate la șoareci masculi, dar inhibate la șoareci femele. Mai mult, s-au observat modificări diferențiale ale profilurilor metabolice fecale între animalele masculine și femele. Luate împreună, aceste rezultate pot oferi informații noi despre înțelegerea interacțiunii funcționale dintre îndulcitorii artificiali și microbiomul intestinal și rolul acestei interacțiuni în dezvoltarea obezității și a inflamației cronice.

Materiale și metode

Animale și expunere

Vechi de 7 săptămâni) au fost cumpărate de la Charles River și au furnizat o dietă standard de rozătoare peletată și apă de la robinet ad libitum în următoarele condiții de mediu: 22 ° C, 40-70% umiditate și un ciclu de lumină: întuneric de 12: 12 ore. Toți cei 20 de șoareci (10 bărbați și 10 femele) au fost găzduiți în instalația pentru animale de la Universitatea din Georgia timp de o săptămână înainte de experimentare. Apoi, șoarecii au fost repartizați aleatoriu în grupurile de control și Ace-K (cinci șoareci masculi și cinci femele din fiecare grup). Apă (martor) și îndulcitori artificiali au fost administrați șoarecilor (