Sukralos stör manlig fertilitet genom att skada spermier och förändra hormoner i djurstudier

Sukralos stör manlig fertilitet genom att skada spermier och förändra hormoner i djurstudier

Ett vanligt konstgjort sötningsmedel som finns i tusentals livsmedel kan hota manlig fertilitet genom att störa hormoner och skada spermier, visar ny forskning på råttor.

I en studie som nyligen publicerats i tidskriftenMiljöhälsoperspektivForskare undersökte effekterna av sukralosexponering på manlig reproduktiv hälsa.

Manlig infertilitet är ett globalt hälsoproblem som drabbar 8 % till 12 % av par och bidrar till nästan hälften av världens infertilitetsfall. Manlig infertilitet påverkas av hormonella, miljömässiga och genetiska faktorer som påverkar spermatogenes och reproduktionsfunktion. Kost- och livsstilsförändringar, inklusive ökat intag av icke-nitrösa sötningsmedel (NNSS) och sockerhaltiga drycker, är bland sådana faktorer som är inblandade i den ökande prevalensen av infertilitet.

Sukralos, NNS, står för 30 % av sötningsmedelsmarknaden i USA. Även om sukralos har antibakteriella egenskaper och lägre kalorier, finns det nya farhågor om potentiella hälsorisker och miljövaraktighet. Det är också en ihållande förorening i vattensystem, med studier som visar dess konsekventa närvaro genom hela stadsvattenkretsloppet. Studien belyser oro för sukralos-6-acetat, en genotoxisk biprodukt av sukralosproduktion och metabolism som kan förvärra hälso- och miljörisker. Trots forskning om NNSS är data om potentiella samband mellan sukralos och manlig infertilitet begränsad.

Om studien

I den aktuella studien utvärderade forskare effekterna av sukralos på manlig reproduktiv hälsa. Sex veckor gamla Sprague-Dawley (SD) hanråttor acklimatiserades under kontrollerade förhållanden under en vecka och randomiserades sedan till en av fyra experimentgrupper. Sukralos administrerades med 1,5 mg/kg, 15 mg/kg, 45 mg/kg eller 90 mg/kg under två månader.

Kontroller fick avjoniserat vatten. Kroppsvikten övervakades varje vecka under åtta veckor. I slutet av studien avlivades djuren och blodprover samlades in för biokemisk analys. Organ såsom lever, mjälte, hjärta, testiklar, epididymis och njurar skördades för histopatologisk utvärdering.

Cauda epididymis skars i bitar och hölls kort i odlingsmedium, och supernatanten användes för spermiemotilitetsanalys. Spermieprover utsattes för Western blot-analys för att utvärdera DNA-skademarkörer. Dessutom användes en enzymkopplad immunosorbentanalys för att mäta follikelstimulerande hormon (FSH), luteiniserande hormon (LH) och kissspeptin1 (Kiss1).

Kemiluminescensimmunoanalyser utfördes för att mäta serumtestosteron, alaninaminotransferas (ALT) och aspartataminotransferas (AST). Dessutom behandlades mus Sertoli-celler (TM4) och Leydig-celler (TM3) med olika koncentrationer av sukralos i 24–72 timmar. Dessa celler utsattes för intracellulära reaktiva syrespecies (ROS), viabilitet och Western blot-analyser. För att bedöma autofagi-lysosom dysfunktion använde forskarna bafilomycin A1, en förening som blockerar lysosomala försök och resulterar i försämrad fusion av autofagosomer och lysosomer.

Kolmogorov-Smirnov-testet bedömde datanormalitet. Icke-parametriska tester användes för data som bryter mot normalitetsantaganden. En tvåvägsvariansanalys utfördes för att bedöma effekterna av sukralos och exponeringslängd. Gruppskillnader jämfördes med Mann-Whitney U-test eller Students t-test.

Resultat

TM3- och TM4-celler exponerade för olika koncentrationer av sukralos (1 μm, 10 μm, 100 μm, 1000 μm och 10 000 μm) hade signifikant lägre cellviabilitet. Cellerna visade också högre nivåer av mikrotubuli-associerat protein 1A/1B lätt kedja 3B, form II (LC3B-II) vid 1000 eller 10 000 μm och något lägre p62-nivåer. Dessa förändringar, i kombination med reducerat katepsin B (ett lysosomalt enzym), indikerar försämrad autofagisk nedbrytning. Efter sukralosbehandling var det signifikant lägre uttryck av cathepsin B, vilket tyder på försämrad lysosomal funktion.

ROS-nivåer i TM3- och TM4-celler efter sukralosexponering vid 1 mM, 2,5 mm, 5 mm, 7,5 mm eller 10 mM var signifikant högre; Sukralosbehandlade celler hade också ökat uttryck av nukleär faktor erytroid 2-relaterad faktor 2 (Nrf2) och hem oxygenas 1 (HO-1) nivåer, vilket indikerar en ökning av oxidativ stress. Noterbart hade exponerade celler en minskning av smakreceptortyp 1 1 (T1R3) proteinuttryck.

Dessutom undertryckte samtidig administrering med en känd T1R3-antagonist (laktisol) T1R3-uttryck mer än sukralosbehandling enbart. För att ytterligare undersöka relevansen av T1R3-modulering, behandlades råtthypofysadenomceller (RC-4b/c) med sukralos med eller utan laktisolsambehandling. Detta resulterade i en signifikant minskning av LH-nivåerna på ett dosberoende sätt. Samtidig behandling med laktisol störde denna undertryckning, särskilt vid lägre sukralosnivåer.

SD-råttor exponerade för sukralos visade inga skillnader i kroppsvikt, AST- eller ALAT-nivåer och hjärt- och leverindex mellan grupperna. Även om utseendet på fortplantningsorganen inte var anmärkningsvärt annorlunda, hade exponerade djur signifikant lägre epididymala och testikelindex. Dessutom visade råttor en signifikant minskning av serumtestosteron- och LH-nivåer samt serum- och testikulär Kiss1-nivåer. KISS1, en nyckelregulator av hypotalamus-hypofys-gonadala (HPG) axeln, är avgörande för att initiera puberteten och upprätthålla reproduktiv hormonbalans; Dess undertryckande kan direkt bidra till nedsatt fertilitet.

Sukralosexponering minskade också proteinnivåerna av T1R3 i testiklarna. Exponerade djur hade onormal spermiemorfologi (med lindade och krökta svansar) och lägre spermielivsduglighet. Histologisk undersökning av testiklarna avslöjade förändringar i seminös epitel, inklusive allvarlig vakuolisering, störd könscellsorganisation och kärnkondensation.

DNA-skador har också observerats i spermier, vilket tyder på cellulär försämring. Testiklarna från sukralosexponerade djur hade högre nivåer av LC3B och lägre nivåer av P62, vilket tyder på förändringar i autofagi. Dessutom hade exponerade djur högre serum- och testikulära nivåer av malondialdehyd, vilket tyder på ökad lipidperoxidation.

Slutsatser

Tillsammans påverkar sukralosexponering negativt manliga reproduktionsresultat hos råttor genom att inducera oxidativ stress, orsaka DNA-skador och störa autofagi. Studien finner att in vitro-doser (upp till 10 mm) sannolikt överstiger typisk mänsklig kostexponering, vilket motiverar försiktighet vid extrapolering av resultat till verkliga intagsnivåer.

Resultaten belyser behovet av noggrann utvärdering av NNNS -NNS och efterlyser bättre livsmedelssäkerhetsregler för att mildra potentiella risker. Dessutom framhäver den miljömässiga hållbarheten hos sukralos och dess biprodukt, sukralos-6-acetat, bredare miljöhänsyn.

Ytterligare studier behövs för att undersöka dos-responssamband, långtidseffekter och underliggande molekylära mekanismer för att heltäckande avgränsa de negativa effekterna av sukralos.

Källor: