Sucralose verstoort de mannelijke vruchtbaarheid door sperma te beschadigen en hormonen te veranderen in dierstudies

Sucralose verstoort de mannelijke vruchtbaarheid door sperma te beschadigen en hormonen te veranderen in dierstudies

Een veel voorkomende kunstmatige zoetstof die in duizenden voedingsmiddelen wordt aangetroffen, kan de mannelijke vruchtbaarheid bedreigen door hormonen te verstoren en sperma te beschadigen, zo blijkt uit nieuw onderzoek bij ratten.

Dat blijkt uit een onderzoek dat onlangs in het tijdschrift is gepubliceerdPerspectieven op het gebied van de milieugezondheidOnderzoekers onderzochten de effecten van blootstelling aan sucralose op de reproductieve gezondheid van mannen.

Mannelijke onvruchtbaarheid is een mondiaal gezondheidsprobleem dat 8% tot 12% van de paren treft en bijdraagt ​​aan bijna de helft van de gevallen van onvruchtbaarheid in de wereld. Mannelijke onvruchtbaarheid wordt beïnvloed door hormonale, omgevings- en genetische factoren die de spermatogenese en reproductieve functie beïnvloeden. Veranderingen in dieet en levensstijl, waaronder een verhoogde inname van niet-nitreuze zoetstoffen (NNSS) en suikerhoudende dranken, behoren tot dergelijke factoren die betrokken zijn bij de toenemende prevalentie van onvruchtbaarheid.

Sucralose, NNS, is goed voor 30% van de zoetstofmarkt in de Verenigde Staten. Hoewel sucralose antibacteriële eigenschappen heeft en minder calorieën bevat, zijn er steeds meer zorgen over mogelijke gezondheidsrisico's en de duur van het milieu. Het is ook een persistente verontreiniging in aquatische systemen, waarbij uit onderzoeken blijkt dat het consistent aanwezig is in de stedelijke watercyclus. De studie benadrukt de bezorgdheid over sucralose-6-acetaat, een genotoxisch bijproduct van de productie en het metabolisme van sucralose dat de gezondheids- en milieurisico's kan verergeren. Ondanks onderzoek naar NNSS zijn de gegevens over mogelijke verbanden tussen sucralose en mannelijke onvruchtbaarheid beperkt.

Over de studie

In de huidige studie evalueerden onderzoekers de effecten van sucralose op de reproductieve gezondheid van mannen. Zes weken oude mannelijke Sprague-Dawley (SD) ratten werden gedurende een week onder gecontroleerde omstandigheden geacclimatiseerd en vervolgens gerandomiseerd naar een van de vier experimentele groepen. Sucralose werd toegediend in een dosis van 1,5 mg/kg, 15 mg/kg, 45 mg/kg of 90 mg/kg gedurende twee maanden.

Controles ontvingen gedeïoniseerd water. Het lichaamsgewicht werd gedurende acht weken wekelijks gecontroleerd. Aan het einde van het onderzoek werden de dieren geëuthanaseerd en werden bloedmonsters verzameld voor biochemische analyse. Organen zoals lever, milt, hart, testikels, epididymis en nieren werden geoogst voor histopathologische evaluatie.

De cauda epididymis werd in stukken gesneden en kort in kweekmedium gehouden, en het supernatant werd gebruikt voor analyse van de beweeglijkheid van het sperma. Spermamonsters werden onderworpen aan Western blot-analyse om markers voor DNA-schade te evalueren. Bovendien werd een enzymgekoppelde immunosorbenttest gebruikt om het follikelstimulerend hormoon (FSH), het luteïniserend hormoon (LH) en kissspeptin1 (Kiss1) te meten.

Chemiluminescentie-immunoassays werden uitgevoerd om serumtestosteron, alanineaminotransferase (ALT) en aspartaataminotransferase (AST) te meten. Bovendien werden Sertoli-cellen (TM4) en Leydig-cellen (TM3) van muizen gedurende 24-72 uur behandeld met verschillende concentraties sucralose. Deze cellen werden onderworpen aan intracellulaire reactieve zuurstofsoorten (ROS), levensvatbaarheid en Western blot-analyses. Om autofagie-lysosoomdisfunctie te beoordelen, gebruikten onderzoekers bafilomycine A1, een stof die lysosomale pogingen blokkeert en resulteert in een verminderde fusie van autofagosomen en lysosomen.

De Kolmogorov-Smirnov-test beoordeelde de normaliteit van de gegevens. Er werden niet-parametrische tests toegepast op gegevens die de normaliteitsaannames schendden. Er werd een tweewegsvariantieanalyse uitgevoerd om de effecten van sucralose en de blootstellingsduur te beoordelen. Groepsverschillen werden vergeleken met behulp van de Mann-Whitney U-test of Student's t-test.

Resultaten

TM3- en TM4-cellen blootgesteld aan verschillende concentraties sucralose (1 μm, 10 μm, 100 μm, 1000 μm en 10.000 μm) hadden een significant lagere cellevensvatbaarheid. De cellen vertoonden ook hogere niveaus van microtubuli-geassocieerd eiwit 1A/1B lichte keten 3B, vorm II (LC3B-II) bij 1000 of 10.000 μm en iets lagere p62-niveaus. Deze veranderingen, gecombineerd met verlaagd cathepsine B (een lysosomaal enzym), duiden op een verminderde autofagische afbraak. Na behandeling met sucralose was er een significant lagere expressie van cathepsine B, wat wijst op een verminderde lysosomale functie.

ROS-niveaus in TM3- en TM4-cellen na blootstelling aan sucralose bij 1 mM, 2,5 mm, 5 mm, 7,5 mm of 10 mM waren significant hoger; Met sucralose behandelde cellen hadden ook een verhoogde expressie van nucleaire factor erytroïde 2-gerelateerde factor 2 (Nrf2) en heem-oxygenase 1 (HO-1) niveaus, wat wijst op een toename van oxidatieve stress. Met name vertoonden blootgestelde cellen een vermindering van de smaakreceptortype 1 1 (T1R3) eiwitexpressie.

Bovendien onderdrukte gelijktijdige toediening met een bekende T1R3-antagonist (lactisol) de expressie van T1R3 meer dan behandeling met sucralose alleen. Om de relevantie van T1R3-modulatie verder te onderzoeken, werden hypofyse-adenoomcellen van ratten (RC-4b/c) behandeld met sucralose, met of zonder gelijktijdige behandeling met lactisol. Dit resulteerde op dosisafhankelijke wijze in een significante verlaging van de LH-waarden. Gelijktijdige behandeling met Lactisol verstoorde deze onderdrukking, vooral bij lagere sucralosespiegels.

SD-ratten blootgesteld aan sucralose vertoonden geen verschillen in lichaamsgewicht, AST- of ALT-niveaus en hart- en leverindexen tussen de groepen. Hoewel het uiterlijk van de voortplantingsorganen niet opmerkelijk verschilde, hadden blootgestelde dieren significant lagere epididymale en testiculaire indices. Bovendien vertoonden ratten een significante verlaging van de serumtestosteron- en LH-spiegels, evenals de serum- en testiculaire Kiss1-spiegels. KISS1, een belangrijke regulator van de hypothalamus-hypofyse-gonadale (HPG)-as, is cruciaal voor het initiëren van de puberteit en het handhaven van de reproductieve hormoonbalans; De onderdrukking ervan kan rechtstreeks bijdragen aan verminderde vruchtbaarheid.

Blootstelling aan sucralose verlaagde ook de eiwitniveaus van T1R3 in de teelballen. Blootgestelde dieren hadden een abnormale spermamorfologie (met opgerolde en gebogen staarten) en een lagere levensvatbaarheid van het sperma. Histologisch onderzoek van de teelballen bracht veranderingen in het semineuze epitheel aan het licht, waaronder ernstige vacuolisatie, verstoorde kiemcelorganisatie en nucleaire condensatie.

DNA-schade is ook waargenomen in sperma, wat wijst op cellulaire beschadiging. De teelballen van aan sucralose blootgestelde dieren hadden hogere niveaus van LC3B en lagere niveaus van P62, wat wijst op veranderingen in autofagie. Bovendien hadden blootgestelde dieren hogere serum- en testiculaire niveaus van malondialdehyde, wat wijst op een verhoogde lipideperoxidatie.

Conclusies

Samen heeft de blootstelling aan sucralose een negatief effect op de mannelijke voortplantingsresultaten bij ratten door oxidatieve stress te veroorzaken, DNA-schade te veroorzaken en autofagie te verstoren. Uit de studie blijkt dat in-vitrodoses (tot 10 mm) waarschijnlijk de typische menselijke blootstelling via de voeding overschrijden, wat voorzichtigheid rechtvaardigt bij het extrapoleren van de resultaten naar innameniveaus in de praktijk.

De resultaten benadrukken de noodzaak van een zorgvuldige evaluatie van NNN's en NNS en roepen op tot betere voedselveiligheidsregels om potentiële risico's te beperken. Bovendien benadrukt de ecologische duurzaamheid van sucralose en zijn bijproduct, sucralose-6-acetaat, bredere milieuproblemen.

Verdere studies zijn nodig om de dosis-responsrelaties, de langetermijneffecten en de onderliggende moleculaire mechanismen te onderzoeken om de nadelige effecten van sucralose volledig in kaart te brengen.

Bronnen: