Критический рост ожирения в мире привел к постепенному увеличению потребления некалорийных искусственных подсластителей во всем мире.
Например в США, в настоящее время 25% детей и 41% взрослых ежедневно употребляют искусственные подсластители. Среди наиболее популярных искусственных подсластителей сахарин стал лидером рынка по своей подслащивающей способности. Сахарин - термостабильный искусственный подсластитель, который в ~300-700 раз слаще сахарозы. При этом его чистая калорийность в рационе равна нулю. Он был случайно открыт в конце 1870-х годов химиком Константином Фальбергом, который обнаружил интенсивный сладкий вкус на своей руке во время работы над созданием производных бензойного сульфимида каменноугольной смолы. Подсластитель был быстро коммерциализирован и приобрел большую популярность, особенно во время Первой мировой войны, когда традиционный сахар был в дефиците. Его распространение в рационе человека ускорилось в 1960-х годах, когда он стал продаваться как продукт для снижения веса.
Влияние искусственных подсластителей на микробиом хозяина стало предметом пристального внимания. Впервые о влиянии сахарина на микробиом кишечника было сообщено в 1980 году, когда самцов крыс кормили 7,5% сахарином в течение 10 дней. Несмотря на то, что сахарин не повлиял на общее количество анаэробов в кале, определенные субпопуляции анаэробов были истощены. Совсем недавно Suez et al. установили связь между употреблением сахарина и непереносимостью глюкозы через изменения в микробиоте кишечника. Однако более позднее исследование влияния сахарина на микробиоту кишечника и толерантность к глюкозе у здоровых мышей и людей не выявило никакого влияния на глюкозу или гормональные реакции.
Не было отмечено и серьезного влияния сахарина на состав микробиоты мышей и людей, хотя у мышей были отмечены незначительные сдвиги на уровне родов бактерий. Интересно, что, хотя в ряде других исследований было отмечено влияние подсластителей, включая сахарин, на микробиом, в этих исследованиях, по-видимому, не выявлена устойчивая сигнатура, которую можно было бы использовать в качестве маркера потребления искусственных подсластителей. Тем не менее, сообщалось, что искусственные подсластители, включая сахарин, могут вызывать воспалительные реакции различными способами.
Bian et al. (2017) давали сахарин мышам с питьевой водой (0,3 мг/мл) и обнаружили, что это вызвало изменения микробиома кишечника, которые совпали с увеличением количества провоспалительных медиаторов. Более того, Skurk et al. (2023) продемонстрировали, что сахарин в концентрациях, сходных с теми, которые ожидаются в плазме крови после приема пищи, вызывает изменения в транскрипционной сигнатуре нейтрофилов. Это привело к изменению их состояния с «гомеостаза» на «прайминг», что способствовало развитию воспаления.
В противоположность этому, в других отчетах было показано, что производные сахарина могут ингибировать другие иммунные процессы, приводящие к воспалению, и даже были предложены в качестве антагонистов для модуляции интерферон-опосредованного воспаления. Это указывает на то, что сахарин оказывает весьма специфическое воздействие на микробиом, но многофакторное влияние на хозяина, в частности на иммунную систему, которая в целом в значительной степени зависит от рациона и образа жизни хозяина до сих пор не изучено.
Влияние на уровне микробиома привлекает большое внимание, однако влияние сахарина на конкретные виды бактерий на клеточном уровне менее очевидно. Тем не менее, появляется все больше доказательств того, что сахарин может влиять на рост бактерий, включая ингибирование таких представителей микробиома полости рта, как Porphyromonas gingivalis и Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Кроме того, было показано, что в лабораторных экспериментах он ограничивает рост ряда бактерий, включая Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Klebsiella pneumoniae и Pseudomonas aeruginosa.
Также было продемонстрировано, что сахарин влияет на естественную трансформацию ряда видов бактерий, обитающих в окружающей среде. Недавние работы показали, что сахарин, наряду с другими искусственными подсластителями, такими как ацесульфам-К (ace-K), может подавлять рост P. aeruginosa и Acinetobacter baumannii с множественной лекарственной резистентностью (MDR), причем последние занимают первое место в списке приоритетных патогенов Всемирной организации здравоохранения.
Тем не менее, несмотря на растущее количество доказательств, механизмы, лежащие в основе ингибирования роста бактерий, опосредованного сахарином, остаются неизученными. В работе ученых из Университета Брунеля (Великобритания), опубликованной в журнале EMBO Molecular Medicine, впервые приведены прямые доказательства того, что сахарин может вызывать лизис бактериальных клеток, приводящий к их гибели, и изменять динамику синтеза ДНК в клетке. Авторы приводят результаты, подтверждающие возможность использования сахарина в качестве антимикробного и антивирусного терапевтического средства в отношении ряда бактерий с множественной лекарственной устойчивостью.
Помимо прямого антимикробного действия этого искусственного подсластителя, исследователи продемонстрировали, что сахарин способствует более интенсивному проникновению антибиотиков и подавляет собственные механизмы резистентности у MDR A. baumannii, тем самым восстанавливая ее чувствительность к антибиотикам первой линии. Таким образом, авторы подтвердили терапевтический потенциал сахарина как противомикробного средства в моделях in vitro и ex vivo.
