Штучний підсолоджувач ацесульфам калію впливає на мікробіом кишечника та збільшення маси тіла в

Афілійований відділ науки про охорону навколишнього середовища, Університет Джорджії, Афіни, Джорджія, Сполучені Штати Америки

Афілійований відділ екологічних наук та техніки, Університет Північної Кароліни в Чапел-Гілл, Чапел-Гілл, Північна Кароліна, Сполучені Штати Америки

Афілійований відділ охорони здоров'я населення та патобіології, Університет штату Північна Кароліна, Ролі, Північна Кароліна, Сполучені Штати Америки

Сяомін Бянь,
Лян Чі,
Бей Гао,
Пенгченг Ту,
Hongyu Ru,
Кун Лу

Цифри

Анотація

Цитування: Bian X, Chi L, Gao B, Tu P, Ru H, Lu K (2017) Штучний підсолоджувач ацесульфам калію впливає на мікробіом кишечника та збільшення маси тіла у мишей CD-1. PLoS ONE 12 (6): e0178426. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178426

Редактор: Міхай Коваса, Західний університет наук про здоров'я, США

Отримано: 5 січня 2017 р .; Прийнято: 12 травня 2017 р .; Опубліковано: 8 червня 2017 р

Наявність даних: Усі відповідні дані знаходяться в газеті та в допоміжних файлах.

Фінансування: Університет штату Джорджія, Університет Північної Кароліни та NIH/NIEHS (R01ES024950) надали часткову фінансову підтримку цій роботі.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Як широко використовувані харчові добавки та замінники цукру, штучні підсолоджувачі можуть покращувати смак і одночасно зменшувати споживання калорій. Деякі епідеміологічні дослідження показали, що штучні підсолоджувачі корисні для схуднення та для тих, хто страждає від непереносимості глюкози та цукрового діабету 2 типу [1]. Однак накопичені дані за останні роки свідчать про те, що споживання штучних підсолоджувачів може порушити метаболізм людини, особливо регулювання глюкози [2, 3]. Встановлено, що штучні підсолоджувачі викликають непереносимість глюкози та індукують метаболічний синдром, а також пов’язані з вищим збільшенням маси тіла [3–6]. Ці дані свідчать про те, що штучні підсолоджувачі можуть збільшити ризик ожиріння. Однак конкретний механізм, за допомогою якого штучні підсолоджувачі регулюють метаболізм господаря, залишається невловимим.

У цьому дослідженні ми досліджували вплив Ace-K на мікробіом кишечника та зміни метаболома калу за допомогою секвенування 16S рРНК та метаболоміки газової хроматографії та мас-спектрометрії (GC-MS). Ми виявили, що споживання Ace-K порушило мікробіом кишечника мишей CD-1 після 4-тижневого лікування. Спостережуваний приріст маси тіла, зміни у складі бактеріального співтовариства кишечника, збагачення функціональних генів бактерій та метаболічні зміни фекалій сильно залежали від статі. Зокрема, Ace-K збільшив збільшення маси тіла у мишей самців, але не жінок. Функціональні гени, що беруть участь в енергетичному обміні, активувались у самців мишей, але інгібувались у самок мишей. Більше того, різницю в метаболічних профілях калу спостерігали між самцями та самками. У сукупності ці результати можуть дати нові уявлення про розуміння функціональної взаємодії між штучними підсолоджувачами та мікробіомом кишечника та ролі цієї взаємодії у розвитку ожиріння та хронічного запалення.

Матеріали і методи

Тварини та вплив

7 тижнів) були придбані у річки Чарльз та забезпечені стандартною дієтою для гризунів та водопровідною водою ad libitum за таких умов навколишнього середовища: 22 ° C, вологість 40–70% та світловий світло: темний цикл 12:12 годин. Усі 20 мишей (10 самців і 10 самок) були розміщені в приміщенні для тварин в Університеті Джорджії протягом 1 тижня до експериментів. Потім мишей випадковим чином розподіляли до контрольної та групи Ace-K (по п’ять мишей-самців та п’ять самок у кожній групі). Воду (контроль) та штучні підсолоджувачі вводили мишам (