Artificial Sweeteners Induce Glucose Intolerance By Altering The Gut Microbiota_2014

한줄 요약: 인공감미료는 장내 미생물의 구성과 기능의 변화를 유도하여 혈당을 상승시키고, 당내 불내성을 유발한다^​1​.

• 인공감미료(Non-caloric artificial sweeteners, NAS)는 전 세계적으로 가장 널리 이용되는 식품첨가물로, 낮은 칼로리로 인해 안전하고 건강에 유익한 것으로 여겨졌으나 과학적 근거의 부족으로 논란의 여지가 있었다. 본 연구에서는 NAS가 장내 미생물의 구성과 기능의 변화를 유도하여 혈당을 상승시키고, 당내 불내성을 유발하는 것으로 확인되었다. 마우스에게 NAS를 먹인 후 항생제 처리시 NAS의 영향(혈당 상승)이 사라지는 것이 관찰되었으며, NAS 섭취 마우스의 대변을 무균 마우스에게 이식했을 때 무균 마우스에게서도 NAS 섭취로 인한 변화가 나타나는 것을 확인하였다. 또한 NAS 중 하나인 Saccharin 섭취 시 Akkermansia muciniphila의 생장은 억제된 반면, Bacteroides vulgatus의 생장은 촉진되었다. NAS 섭취로 인한 장내 미생물의 변화는 장내 불균형, 당내 불내성, 대사질환의 발생과 연관성이 있을 것으로 예상된다.
• 임당검사(Oral glucose tolerance test(OGTT) 결과, 인공감미료(파란색) 섭취 시 설탕, 포도당(검은색) 보다 혈당이 더 상승했으며, 항생제 처리시(빨간색, 회색) 인공감미료의 혈당 상승 효과가 사라졌다 (Figure 1).

• 특히 사카린의 섭취시 포도당, 물을 섭취했을 때보다 혈당 높게 나타났으며, 항생제 처리시 혈당이 감소하는 것을 확인하였다 (Figure 2).

• 사카린을 섭취한 사람의 대변을 이용하여 메타게놈 분석을한 결과, Akkermansia muciniphila의 풍부도는 증가한 반면에 Bacteroides vulgatus는 감소하는 것으로 나타났다(Figure 3 a). Bacteroides vulgatus는 사람의 장에서 흔하게 발견되는 미생물이지만, 기회감염균으로 여겨지는 미생물이다^​2​. 이외에도 Staphylococcus aureus, Bacteroides fragilis 등이 증가하였다(Figure 3 e).

• 대변 내 짧은사슬지방산의 농도를 분석한 결과, 사카린 섭취 시 프로피온산과 아세트산의 농도가 증가하는 것을 확인하였다. (데이터는 없으나 부티르산의 농도는 대조군 그룹과 동일하였다.) (Figure 4)

• NAS를 섭취한 그룹에서 당화혈색소(포도당이 결합된 혈색소)의 농도가 증가하였다 (Figure 5).

• NAS 섭취 시 혈당이 증가한 사람(Responders)과 증가하지 않은 사람(Non-responders)으로 나눠졌으며(Figure 6), Responders와 Non-responders의 마이크로바이옴에 차이가 있는 것을 확인하였다. Non-responders 그룹은 NAS 섭취 시 마이크로바이옴의 변화가 거의 없었으나, Responders 그룹의 경우 마이크로바이옴 구성원의 변화가 관찰되었다(Figure 6).

References