研究者らは、1年間にわたる動物実験で、人工甘味料アスパルテームが長期間、低用量で体に及ぼす影響を現実に近い方法で初めて評価し、摂取量が現在主要機関が定めている「1日の許容摂取量」を大幅に下回っていても、アスパルテームが脳のエネルギー代謝を阻害するだけでなく、心臓機能に損傷を与える可能性があることを発見した。
この研究はスペインのCIC biomaGUNEとビオギプスコア健康研究所が主導した。研究チームは、短すぎて投与量が多すぎるという以前の研究の制限を避けるために、WHO、欧州医薬品庁、米国食品医薬品局が推奨する上限値（50mg/kg/日）の約6分の1にすぎない7mg/kg体重の用量でアスパルテームをマウスに補給した。実験は1年間続き、18匹のマウスに2週間ごとに3日間連続してアスパルテームを摂取させ、14匹のマウスを対照群として甘味料を摂取させなかった。
脳レベルでは、研究者らはFDG-PETイメージングを使用して、脳全体および特定の脳領域におけるグルコースの取り込みを追跡した。研究者らは、アスパルテームを断続的に2か月間補給しただけで、マウスの脳内のグルコース取り込みが対照群の約2倍と大幅に増加し、脳が初期段階で「高エネルギー消費」状態にあったことを示していることを発見した。しかし、約 6 か月で、このエネルギーのピークは反転し始めました。 10か月までに、アスパルテームを補給したマウスの脳内のグルコース燃焼レベルは、対照群の約半分に低下した。これは、ほぼ完全にグルコースに依存していた脳が、徐々にエネルギーを「枯渇」させたことを意味する。
全体として、アスパルテームは脳を短期的な高エネルギー動員から長期的なエネルギー欠乏状態に移行させるようであり、このパターンは適応的調整よりも代謝ストレスと関連している可能性が高い。さらに磁気共鳴分光法で分析したところ、アスパルテーム群の大脳皮質におけるニューロンの代謝と機能状態を反映するN-アセチルアスパラギン酸（NAA）が2か月後に約13％増加したことが判明した。しかし、4 か月後、この「陽性」シグナルは消え、悪化し続けました。 8か月までに、アスパルテーム群の乳酸レベルは対照群の約2.5倍であり、細胞のエネルギー代謝に障害があることが示されました。
研究によると、これはアストロサイトとニューロンの間の代謝関係に密接に関連していることが指摘されています。アストロサイトは、グルコースを乳酸に変換する役割を担っており、乳酸はニューロンによってこれらのエネルギー消費者を供給するためにより容易に利用されます。しかし、乳酸が長期間にわたって高レベルに留まると、神経細胞が効果的に利用されにくくなります。乳酸が局所的に蓄積し始め、脳内のエネルギーバランスが崩れ、脳が同様の「緊急モード」に入る原因となります。関連する神経回路の作業効率が低下し、学習速度、精神的耐性、複雑なタスクの処理能力に影響を与える可能性があります。
これを検証するために、チームはバーンズ迷路を使用して空間学習と記憶のテストを実施しました。その結果、生後4か月の時点で、アスパルテームを補給したマウスは訓練中に動きが遅くなり、移動距離が短くなり、脱出穴を見つけるのにかかる平均時間は対照群の2倍近くになったが、この差は統計的に安定していなかったことが示された。 8 か月目までに、2 つのグループ間のパフォーマンスの差はさらに拡大しました。アスパルテーム群の2匹のマウスは、この課題を完了することすらできなかった。全体的なパフォーマンスは前述の代謝変化と一致しており、アスパルテームの長期摂取によって問題を解決し、課題を遂行する能力が弱まっていたことを反映しています。
影響は脳に限定されません。心臓画像検査により、試験終了時にアスパルテームを投与されたマウスの心臓の構造と機能に重大な変化が見られたことが示されました。心室駆出効率が低下し、収縮あたりの血液排出量が減少しました。肉眼や構造への損傷は深刻ではなかったが、血液のポンプ機能が低下した。これは、長期的には、脳を含むさまざまな臓器への血液と酸素の供給がわずかに不足することを意味し、代謝負荷がさらに悪化する可能性があります。
体重と脂肪の分布に関して、この研究では、アスパルテーム群のマウスに1年以内に蓄積された総脂肪量が対照群のマウスよりも約20％低いことが判明したが、この「脂肪の減少」は代謝の健康指標の向上にはつながらなかった。 2 つのグループの体重は似ていましたが、アスパルテーム グループの脂肪分布は徐々に内臓脂肪に傾き、臓器を取り囲む脂肪の割合が増加し、除脂肪体重が減少しました。このパターンは心臓と代謝システムに大きな圧力をかけると考えられており、心臓の機能と脳のエネルギー利用の変化を部分的に説明します。
研究チームは、アスパルテームは確かにマウスの脂肪沈着を約20％減少させることができるが、軽度の心肥大と認知能力の低下を犠牲にするという結論に達した。言い換えれば、この甘味料は動物モデルでは「脂肪を減らす」が、心臓、そして場合によっては脳の病態生理学的変化を伴うということだ。しかし、著者らはまた、この研究の重大な限界は、現時点では動物モデルのみに基づいており、ヒトにおける長期的な影響はまだ確認されていないことであると強調した。しかし、この結果は、毎日の摂取量に近いアスパルテームなどの広く使用されている甘味料について、長期的な研究を実施することの重要性を浮き彫りにしています。
アスパルテーム (L-アスパルチル-L-フェニルアラニン メチル エステル) は、1974 年に米国 FDA によって初めて承認されて以来、米国市場で最も有力な人工甘味料の 1 つとなり、推定 6,000 の食品および飲料に広く使用されています。過去の複数の研究では、重篤な心臓疾患や学習・記憶機能の低下などの健康リスクと関連していることが示唆されています。この長期実験はさらに、脳エネルギー代謝と心臓機能の 2 つの側面から、この潜在的なリスクに対する新たな証拠の手がかりを提供します。