Le criticità nascoste dei dolcificanti

Limitare il consumo di zuccheri, lo conferma la stessa Organizzazione Mondiale della Sanità, aiuta a vivere più in salute. Ma se non riusciamo a resistere a quel gusto zuccherino, possiamo scegliere di alternare il saccarosio con alternative come i dolcificanti o la stevia. Ma siamo sicuri che non ci siano effetti negativi per il nostro corpo se introduciamo queste sostanze?

Il consumo eccessivo di zucchero causa effetti negativi sulla salute e ha conseguenze metaboliche come obesità, insulino-resistenza, sindrome metabolica, malattie cardiovascolari e diabete di tipo 2. Tutte malattie che rendono l’uso smodato un importante problema di salute pubblica.

Un secolo fa, agenti edulcoranti o edulcoranti, sostitutivi dello zucchero che imitano il sapore dolce, sono emersi come alternativa al consumo di saccarosio e sciroppi di glucosio-fruttosio per ridurre l’apporto energetico¹.

Edulcoranti 

I dolcificanti sono da diverse centinaia a migliaia di volte più dolci del saccarosio e non contengono troppe calorie. Includono i dolcificanti non nutritivi (NNS), che hanno un’intensità dolcificante maggiore rispetto ad altri dolcificanti, come acesulfame K (ace-K), advantame, aspartame, sale di aspartame–acesulfame, ciclammato, neoesperidina diidrocalcone, neotame, saccarina, glicosidi steviolici (compresi 10 diversi glicosidi), sucralosio e taumatina, edulcoranti ipocalorici (LCS), come polioli o alcoli di zucchero e altri nuovi zuccheri che sono carboidrati a bassa digeribilità derivati ​​dall’idrogenazione delle loro fonti di zucchero o sciroppo². 

I dolcificanti ipocalorici sono onnipresenti nell’approvvigionamento alimentare degli Stati Uniti e nel resto del mondo: sono consumati più comunemente nelle bevande (dal 30,8% dei consumatori), ma anche negli alimenti (10,3%) e aggiunti ai prodotti tramite pacchetti LCS (14,1%)³.

I risultati di studi epidemiologici selezionati⁴, in vitro⁵ e sugli animali⁶ continuano a sollevare preoccupazioni dei consumatori sull’efficacia degli LCS per la gestione del peso e la tolleranza al glucosio. 

Le raccomandazioni cliniche e politiche generalmente aggregano i dolcificanti ipocalorici: ciò riflette l’idea che la modalità d’azione comune di questi ingredienti sia quella di fornire dolcezza contribuendo alla dieta con poca o nessuna energia. Tuttavia, ogni LCS ha una struttura chimica unica che suscita diverse proprietà sensoriali e digeribilità, che possono influenzare in modo diverso

• l’appetito
• l’attivazione della ricompensa cerebrale
• le popolazioni del microbiota intestinale
• il metabolismo
• il peso corporeo⁷. 

A livello sensoriale, i dolcificanti ipocalorici si legano a diverse regioni del recettore T1R2/T1R3, recettore del gusto dolce accoppiato a proteine G^{8 e 9}. Sebbene il recettore T1R2/T1R3 sia stato originariamente identificato nella cavità orale, questo è presente in tutto il tratto gastrointestinale, nel pancreas, nel tessuto adiposo, nell’ipotalamo e altrove. L’attivazione dei recettori sulle cellule in questi tessuti provoca risposte caratteristiche, ponendo il dubbio sull’inerzia dei dolcificanti ipocalorici dopo la deglutizione⁷.

Gli LCS vengono assorbiti nel sangue (saccarina, ace-K, una frazione di sucralosio e steviolo) e vengono escreti nelle urine⁸. Questi dolcificanti possono interagire con i recettori del dolce nel cervello e nella periferia. L’esposizione delle cellule beta pancreatiche a saccarina, sucralosio e steviolo provoca il rilascio di insulina in vitro⁹, ma tali risposte non sono coerenti tra gli studi¹⁰. Se fosse vero, un rilascio di insulina mediato da dolcificanti ipocalorici potrebbe aumentare la fame e l’assunzione di energia¹¹.

Nonostante i suggerimenti secondo cui lo zucchero e le dolcificanti ipocalorici promuovono voglie o comportamenti simili alla dipendenza¹², le prove disponibili sono limitate e queste affermazioni non sono state confermate¹³.

Alcuni LCS vengono epulsi nelle feci (sucralosio, glicosidi steviolici e una frazione di saccarina), con opportunità di alterare il microbiota, produrre metaboliti o l’efficienza di raccolta dell’energia⁸. 

I polioli sono dolci tra il 25% e il 100% come lo zucchero e includono eritritolo, idrolizzati di amido idrogenato (a volte elencati come sciroppo di maltitolo, sciroppo di glucosio idrogenato, poliglicitolo, poliglucitolo o semplicemente HSH), isomalto, lattitolo, maltitolo, mannitolo, sorbitolo e xilitolo. Tutti sono considerati sicuri per il consumo umano purché vengano consumati entro un’assunzione giornaliera accettabile¹⁴. Questa sicurezza è stata confermata dall’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare ad eccezione del ciclamato, che non è approvato dalla Food and Drug Administration statunitense^{15, 16 e 17}. 

Nel 2019 sono stati esaminati gli effetti degli edulcoranti sul microbiota intestinale, considerando sia gli studi sperimentali che i trial clinici, e tra le dolcificanti ipocalorici non nutritivi, solo saccarina e sucralosio spostano la popolazione del microbiota intestinale, sebbene siano necessari più studi sull’uomo per chiarire tali osservazioni.

All’interno dei dolcificanti nutritivi, solo gli estratti di stevia sembrano influenzare la composizione del microbiota intestinale, mentre alcuni polioli, come l’isomalto e il maltitolo che possono raggiungere il colon, aumentano il Bifidobacterium nei soggetti sani e potrebbero agire come prebiotici. Inoltre, il lattitolo può diminuire Bacteroides, Clostridium, coliforms ed Eubacterium, aumentando la secrezione di butirrato e IgA nell’uomo¹⁵. 

Aspartame

L’aspartame è un estere metilico di un dipeptide composto da L-fenilalanina e acido aspartico. Quando ingerito, questo dipeptide subisce idrolisi enzimatica nel lume gastrointestinale e nelle cellule della mucosa intestinale interna (ad opera delle peptidasi e delle esterasi intestinali), in modo che praticamente nessun aspartame entri nella circolazione generale^{18 e 19}.

Quindi, l’aspartame come molecola intatta non può interagire direttamente con il microbiota del colon. I tre prodotti della digestione (acido aspartico, L-fenilalanina e metanolo) vengono rapidamente assorbiti nel duodeno e nel digiuno¹⁹, raggiungendo la circolazione sistemica senza passare attraverso il colon⁸. Questi prodotti di degradazione si presentano allo stesso modo di quando vengono assorbiti da verdure, frutta, latticini o carne ma a concentrazioni molto inferiori rispetto a quando derivano da tali alimenti¹⁸.

Il riscontro di un’associazione positiva tra assunzione di aspartame e alterazione del microbiota del colon dei roditori potrebbe essere infatti dovuto all’effetto di ciò che gli animali smettono di mangiare piuttosto che all’effetto dell’assunzione stessa di aspartame. Quest’ultimo concetto si applica a tutti gli edulcoranti a basso contenuto calorico (LNCS). Inoltre, la tolleranza al glucosio è stata alterata, in particolare con l’aspartame. Nello studio di Suez et al., l’assunzione di cibo nei topi assegnati a un gruppo di acqua con edulcoranti a basso contenuto calorico (aspartame, sucralosio e saccarina) è stata ridotta fino al 50%. È noto che i fattori dietetici sono determinanti chiave della composizione del microbiota intestinale; infatti, differenze sia nell’apporto calorico totale che nel tipo di cibo consumato possono portare a una diversa composizione microbica^{20 e 21}. Pertanto, il microbiota intestinale potrebbe essere stato alterato da un ridotto consumo di fibre, proteine, grassi e carboidrati; pertanto, sembra incerto che il cambiamento riportato nel microbiota intestinale sia stato causato da edulcoranti a basso contenuto calorico e dovrebbero essere presi in considerazione i cambiamenti che la dieta sbilanciata può provocare nell’intestino. Tuttavia, ci sono studi che rivelano possibili modificazioni del microbiota dovute all’uso dell’aspartame.

Acesulfame di potassio (Ace-K)

Dopo la sua assunzione, Ace-K viene assorbito quasi completamente nell’intestino tenue come molecola intatta e distribuito dal sangue a diversi tessuti. Senza subire alcuna metabolizzazione, più del 99% di Ace-K viene escreto nel tratto urinario entro le prime 24 ore, con meno dell’1% eliminato con le feci^{8 e 22}. La quantità minima di Ace-K ingerita, il suo rapido assorbimento e la sua escrezione urinaria fanno sì che la concentrazione di Ace-K raggiunga i batteri fecalorici del colon in modo benevolo^{8 e 23}. Tuttavia, diversi studi indicano che Ace-K provoca cambiamenti nel microbiota e nei loro metaboliti, come butirrato e piruvato^{24 e 25}. Uno studio su topi, che hanno ricevuto 150 mgkg-1 di Ace-K bevendo gratuitamente per 8 settimane, ha mostrato studi che il reclutamento dei linfociti era aumentato, con una maggiore espressione di citochine infiammatorie e molecole di adesione²⁶.

Ciclamato

Il ciclamato è il sale sodico o di calcio dell’acido ciclamico (acido cicloesansolfammico), che a sua volta è preparato dalla solfonazione della cicloesilamina ed è eliminato con le feci²⁷.

Gli acidi grassi a catena corta sintetizzati hanno molteplici effetti sulla salute umana. L’acido butirrico ha effetti anti-obesogenici, riduce la resistenza all’insulina e migliora la dislipidemia²⁸. Concentrazioni più basse di acido propionico e butirrico sono state correlate positivamente con i quattro sottotipi di sindrome infiammatoria intestinale (IBS) e possono essere dannose per le persone con tale malattia²⁹.

Sucralosio

Il sucralosio ha un livello di assorbimento molto basso (inferiore al 15%) e praticamente non viene metabolizzato. Pertanto, dopo l’assunzione, più dell’85% di sucralosio raggiunge il colon immodificato⁸. La piccola percentuale di sucralosio che viene assorbita viene eliminata nelle urine senza subire modifiche³⁰. Sebbene più dell’85% del sucralosio ingerito contatti il ​​microbiota del colon, tra il 94% e il 99% di questo edulcorante a basso contenuto calorico viene recuperato nelle feci senza alcun cambiamento strutturale, indicando così uno scarso o nessun metabolismo da parte del microbiota intestinale⁸. Pertanto, il sucralosio non sembra essere un substrato per il microbiota del colon³¹. D’altra parte, è stato dimostrato che il sucralosio promuove l’infiammazione in un modello murino di ileite simile al morbo di Crohn umano e disbiosi del microbiota intestinale³². 

Saccarina

Dopo l’assunzione, più dell’85% della saccarina viene assorbita come molecola intatta, poiché non subisce il metabolismo gastrointestinale. Una volta assorbito, si lega alle proteine plasmatiche e si distribuisce in tutto il corpo. Infine, viene eliminato nelle urine attraverso il trasporto tubulare attivo^{8, 33 e 34}. La piccola percentuale di saccarina non assorbita viene escreta nelle feci, indicando che alte concentrazioni di questo edulcorante a basso contenuto calorico potrebbero portare a cambiamenti nella composizione della popolazione microbica intestinale³¹.

Glicosidi Steviolici

I glicosidi steviolici possono essere estratti dalle foglie di Stevia rebaudiana. Hanno tutti una struttura steviolica centrale, coniugata con diversi residui zuccherini, come lo stevioside e il rebaudioside A, che sono tutti glicosidi steviolici. I glicosidi steviolici non vengono idrolizzati né dagli enzimi né dagli acidi presenti nel tratto gastrointestinale superiore³⁵.

Sebbene i residui zuccherini possano rappresentare una fonte di energia per il microbiota³⁶, vale la pena notare che il contributo energetico è trascurabile, data la bassa assunzione giornaliera totale di glicosidi steviolici³⁷. Lo steviolo risultante non è un substrato per il microbiota intestinale, poiché è resistente alla degradazione batterica⁴⁰. Quindi, lo steviolo viene completamente assorbito e raggiunge il fegato dove viene coniugato con l’acido glucuronico che viene escreto principalmente nelle urine nell’uomo^{38 e 39}.

La stevia rebaudiana è un altro glicoside steviolico naturale 250 volte più dolce del saccarosio⁴⁰. Uno studio condotto nel 2019 ha riportato che una bassa dose di stevia rebaudioside A altera la composizione del microbiota intestinale e riduce i livelli di mRNA del trasportatore di tirosina e tirosina idrossilasi del nucleo accumbens nei ratti con supplemento di rebaudioside A.

Recentemente, testando i glicosidi della stevia e l’eritritolo, che sono spesso combinati nella preparazione degli alimenti per ridurre al minimo i cambiamenti nel profilo organolettico, in un modello in vivo di Cebus apella, sono stati osservati cambiamenti nella crescita dei batteri e nella struttura e diversità microbica intestinale⁴¹. Nel complesso, la stevia sembra modificare il microbiota intestinale; tuttavia, sono necessari ulteriori studi per chiarirne gli effetti specifici.

Gli effetti dei dolcificanti sulla composizione del microbiota intestinale sono ancora in discussione. Anche se ci sono alcune lacune nelle prove relative agli effetti sulla salute dei NNS sia nelle popolazioni sane che in quelle non sane, autorità come FDA, EFSA e Codex Alimentarius li considerano sicuri e ben tollerati, a condizione che la DGA appropriata sia non superato. Per quanto riguarda l’NNS, né l’aspartame né i suoi prodotti di degradazione entrano in contatto con il microbiota del colon. Al contrario, sebbene Ace-K venga assorbito ed eliminato dalle urine e quasi non entri in contatto con il microbiota del colon, sorprendentemente aumenta Firmicutes ed esaurisce A. muciniphila. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per stabilire con fermezza un effetto negli esseri umani. In precedenza abbiamo riportato che la saccarina e il sucralosio sembrano modificare la composizione del microbiota intestinale. Tuttavia, è necessario tenere conto del fatto che solo il 15% della saccarina consumata entra in contatto con il microbiota del colon, quindi solo dosi elevate potrebbero alterare la composizione del microbiota intestinale. Al contrario, oltre l’85% del sucralosio consumato raggiunge il colon; pertanto, il sucralosio potrebbe potenzialmente alterare o cambiare la composizione del microbiota intestinale, ma non viene praticamente metabolizzato dai batteri intestinali. D’altra parte, i glicosidi steviolici interagiscono direttamente con il microbiota intestinale e hanno bisogno di batteri per la loro metabolizzazione, quindi potrebbero potenzialmente alterare la popolazione batterica.

In sintesi, in assenza di plausibilità biologica, i risultati che indicano una possibile alterazione della popolazione batterica intestinale dopo il consumo di LNCS dovrebbero essere spiegati da meccanismi alternativi, come alterazioni del modello alimentare, somministrazione di dosi esagerate di LNCS e co-somministrazione dei vettori.

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