Sukralose forstyrrer mannlig fertilitet ved å skade sædceller og endre hormoner i dyrestudier

Sukralose forstyrrer mannlig fertilitet ved å skade sædceller og endre hormoner i dyrestudier

Et vanlig kunstig søtningsmiddel som finnes i tusenvis av matvarer kan true mannlig fertilitet ved å forstyrre hormoner og skade sædceller, viser ny forskning på rotter.

I en studie nylig publisert i tidsskriftetMiljøhelseperspektiverForskere undersøkte effekten av sukraloseeksponering på mannlig reproduktiv helse.

Mannlig infertilitet er et globalt helseproblem som rammer 8 % til 12 % av par og bidrar til nesten halvparten av verdens infertilitetstilfeller. Mannlig infertilitet påvirkes av hormonelle, miljømessige og genetiske faktorer som påvirker spermatogenesen og reproduktiv funksjon. Kosthold og livsstilsendringer, inkludert økt inntak av ikke-nitrøse søtningsmidler (NNSS) og sukkerholdige drikker, er blant slike faktorer som er involvert i den økende forekomsten av infertilitet.

Sukralose, NNS, står for 30 % av søtningsmarkedet i USA. Selv om sukralose har antibakterielle egenskaper og lavere kalorier, er det nye bekymringer om potensielle helserisikoer og miljøvarighet. Det er også en vedvarende forurensning i akvatiske systemer, med studier som viser dens konsekvente tilstedeværelse gjennom hele urbane vannsyklus. Studien fremhever bekymringer om sukralose-6-acetat, et genotoksisk biprodukt av sukraloseproduksjon og metabolisme som kan forverre helse- og miljørisiko. Til tross for forskning på NNSS, er data om potensielle sammenhenger mellom sukralose og mannlig infertilitet begrenset.

Om studiet

I denne studien evaluerte forskere effekten av sukralose på mannlig reproduktiv helse. Seks uker gamle Sprague-Dawley (SD) hannrotter ble akklimatisert under kontrollerte forhold i en uke og deretter randomisert til en av fire eksperimentelle grupper. Sukralose ble administrert med 1,5 mg/kg, 15 mg/kg, 45 mg/kg eller 90 mg/kg i to måneder.

Kontroller mottok avionisert vann. Kroppsvekten ble overvåket ukentlig i åtte uker. På slutten av studien ble dyrene avlivet og blodprøver ble samlet inn for biokjemisk analyse. Organer som lever, milt, hjerte, testikler, epididymis og nyrer ble høstet for histopatologisk evaluering.

Cauda epididymis ble kuttet i biter og holdt kort i kulturmedium, og supernatanten ble brukt til spermmotilitetsanalyse. Spermprøver ble utsatt for Western blot-analyse for å evaluere DNA-skademarkører. I tillegg ble en enzymkoblet immunosorbentanalyse brukt for å måle follikkelstimulerende hormon (FSH), luteiniserende hormon (LH) og kissspeptin1 (Kiss1).

Kjemiluminescensimmunoassays ble utført for å måle serumtestosteron, alaninaminotransferase (ALT) og aspartataminotransferase (AST). Videre ble muse Sertoli-celler (TM4) og Leydig-celler (TM3) behandlet med forskjellige konsentrasjoner av sukralose i 24–72 timer. Disse cellene ble utsatt for intracellulære reaktive oksygenarter (ROS), levedyktighet og Western blot-analyser. For å vurdere autofagi-lysosom dysfunksjon, brukte forskere bafilomycin A1, en forbindelse som blokkerer lysosomale forsøk og resulterer i svekket fusjon av autofagosomer og lysosomer.

Kolmogorov-Smirnov-testen vurderte datanormalitet. Ikke-parametriske tester ble brukt for data som bryter med normalitetsforutsetningene. En toveis variansanalyse ble utført for å vurdere effekten av sukralose og eksponeringsvarighet. Gruppeforskjeller ble sammenlignet med Mann-Whitney U-testen eller Students t-test.

Resultater

TM3- og TM4-celler eksponert for forskjellige konsentrasjoner av sukralose (1 μm, 10 μm, 100 μm, 1000 μm og 10 000 μm) hadde signifikant lavere cellelevedyktighet. Cellene viste også høyere nivåer av mikrotubuli-assosiert protein 1A/1B lett kjede 3B, form II (LC3B-II) ved 1000 eller 10 000 μm og litt lavere p62-nivåer. Disse endringene, kombinert med redusert cathepsin B (et lysosomalt enzym), indikerer nedsatt autofagisk nedbrytning. Etter sukralosebehandling var det signifikant lavere ekspresjon av cathepsin B, noe som tyder på nedsatt lysosomal funksjon.

ROS-nivåer i TM3- og TM4-celler etter sukraloseeksponering ved 1 mM, 2,5 mm, 5 mm, 7,5 mm eller 10 mM var signifikant høyere; Sukralosebehandlede celler hadde også økt nukleær faktor erytroid 2-relatert faktor 2 (Nrf2) ekspresjon og hem oksygenase 1 (HO-1) nivåer, noe som indikerer en økning i oksidativt stress. Spesielt hadde eksponerte celler en reduksjon i smaksreseptor type 1 1 (T1R3) proteinekspresjon.

Videre undertrykte samtidig administrering med en kjent T1R3-antagonist (laktisol) T1R3-ekspresjon mer enn sukralosebehandling alene. For ytterligere å undersøke relevansen av T1R3-modulasjon, ble rottehypofyseadenomceller (RC-4b/c) behandlet med sukralose med eller uten laktisol-sambehandling. Dette resulterte i en betydelig reduksjon i LH-nivåer på en doseavhengig måte. Samtidig behandling med laktisol forstyrret denne undertrykkelsen, spesielt ved lavere sukralosenivåer.

SD-rotter eksponert for sukralose viste ingen forskjeller i kroppsvekt, AST- eller ALAT-nivåer, og hjerte- og leverindekser mellom gruppene. Selv om utseendet til reproduktive organer ikke var bemerkelsesverdig forskjellig, hadde eksponerte dyr betydelig lavere epididymale og testikkelindekser. Videre viste rotter en signifikant reduksjon i serumtestosteron- og LH-nivåer samt serum- og testikulære Kiss1-nivåer. KISS1, en nøkkelregulator for hypothalamus-hypofyse-gonadal (HPG) aksen, er avgjørende for å starte puberteten og opprettholde reproduktiv hormonbalanse; Dens undertrykkelse kan direkte bidra til nedsatt fruktbarhet.

Sukraloseeksponering reduserte også proteinnivået av T1R3 i testiklene. Eksponerte dyr hadde unormal spermmorfologi (med kveilte og buede haler) og lavere spermielevedyktighet. Histologisk undersøkelse av testiklene avslørte endringer i seminøse epitel, inkludert alvorlig vakuolisering, forstyrret kjønnscelleorganisering og kjernefysisk kondensasjon.

DNA-skader er også observert i sædceller, noe som indikerer cellulær svekkelse. Testiklene til sukralose-eksponerte dyr hadde høyere nivåer av LC3B og lavere nivåer av P62, noe som indikerer endringer i autofagi. I tillegg hadde eksponerte dyr høyere serum- og testikkelnivåer av malondialdehyd, noe som indikerer økt lipidperoksidasjon.

Konklusjoner

Sammen påvirker sukraloseeksponering negativt mannlige reproduktive resultater hos rotter ved å indusere oksidativt stress, forårsake DNA-skade og forstyrre autofagi. Studien finner at in vitro-doser (opptil 10 mm) sannsynligvis overstiger typisk menneskelig dietteksponering, noe som rettferdiggjør forsiktighet med å ekstrapolere resultater til virkelige inntaksnivåer.

Resultatene fremhever behovet for nøye evaluering av NNNS -NNS og etterlyser bedre forskrifter for mattrygghet for å redusere potensielle risikoer. I tillegg fremhever den miljømessige holdbarheten til sukralose og dets biprodukt, sukralose-6-acetat, bredere miljøhensyn.

Ytterligere studier er nødvendig for å undersøke dose-respons-forhold, langsiktige effekter og underliggende molekylære mekanismer for omfattende å avgrense de negative effektene av sukralose.

Kilder: