Von Mäusen und Menschen: Aspartam in Dosen, die niedriger sind als die FDA-Grenzwerte, macht männliche Mäuse langsamer und dümmer

Männliche Mäuse, die mit weit geringeren Aspartam-Dosen gefüttert wurden, als von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) empfohlen, wurden beim Durchlaufen eines Labyrinths langsamer und dümmer – ein buchstäblicher und metaphorischer Test der menschlichen Intelligenz seit der Antike, noch bevor Homer über Theseus schrieb, der in der Ilias Minotaurus durch das mythische Labyrinthjagt“.

Laut einer Studie, die am 31. August in Scientific Reports veröffentlicht wurde, gaben die Mäuse die Lern- und Gedächtnisdefizite an ihre Nachkommen der ersten Generation weiter – nicht aber an die Nachkommen der zweiten Generation.

Die Forscher untersuchten Männer und keine Frauen, weil sie nach Problemen suchten, die nur durch Gene und nicht durch direkte Exposition verursacht werden. Föten, die sich in einer exponierten Frau entwickeln, würden beides erleben.

Aspartam, ein künstlicher Süßstoff, der in mehr als 6.000 Lebensmitteln und Medikamenten enthalten ist, wird mit Herzkrankheiten, Fettleibigkeit, Stimmungsstörungen und anderen ernsten Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht. In den USA wird es unter den Markennamen Equal und Nutrasweet verkauft.

Die Forscher unter der Leitung von Dr. Pradeep Bhide vom Florida State University College of Medicine gaben erwachsenen, 8 Wochen alten männlichen Mäusen freien Zugang zu Trinkwasser, das entweder 0,015 oder 0,03 % (nach Gewicht) Aspartam enthielt.

Eine dritte Gruppe von Kontrollmäusen trank einfaches Wasser.

“Eine wichtige Auswirkung unserer Ergebnisse auf die öffentliche Gesundheit”, so die Autoren, “besteht darin, dass die Bevölkerung, die durch die negativen Auswirkungen von Aspartam auf Lernen und Gedächtnis gefährdet ist, möglicherweise größer ist als die derzeitigen Schätzungen, die nur die direkt exponierten Personen berücksichtigen. Unsere Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, vererbbare Effekte als Teil der Sicherheitsbewertung von künstlichen Süßstoffen durch die Regulierungsbehörden zu berücksichtigen”.

Die Mäuse in den Gruppen mit 0,015 % und 0,03 % Aspartam nahmen im Durchschnitt 43,2 Milligramm bzw. 86,4 Milligramm Aspartam pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag zu sich.

“Milligramm pro Kilogramm” (mg/kg) ist eine Methode, um Dosierungen relativ zum Gewicht eines Probanden auszudrücken, um zu berücksichtigen, dass ein größerer Proband eine höhere Dosis benötigt, um eine bestimmte Wirkung zu erzielen.

Der von der FDA empfohlene Höchstwert für die tägliche Aufnahme von Aspartam für den Menschen beträgt 50 mg/kg, aber die meisten Verbraucher nehmen viel weniger auf – 4,1 mg/kg.

Die Mäuse in der Gruppe mit der niedrigeren Aspartam-Konzentration erhielten ungefähr diese Dosis, während die Mäuse in der Gruppe mit 0,030 % etwa das Doppelte der durchschnittlichen Tagesdosis erhielten. So betrugen die niedrigen und hohen Dosierungen nur 8,2 % bzw. 16,4 % der von den Behörden empfohlenen “sicheren” Höchstmenge.

Während des 16-wöchigen Experiments wurden alle Mäusegruppen Tests zum räumlichen Arbeitsgedächtnis, zum räumlichen Lernen, zum Umkehrlernen und zur erlernten Hilflosigkeit unterzogen, die zur Bewertung der kognitiven oder lernbezogenen Auswirkungen von Medikamenten, Nahrungsmitteln oder anderen Maßnahmen verwendet werden.

Bihdes Studiendesign war typisch für Mausexperimente, außer dass er sich auf männliche Mäuse und ihre männlichen oder weiblichen Nachkommen konzentrierte. In den meisten Studien zur Untersuchung der Vererbbarkeit von Merkmalen werden weibliche Versuchstiere verwendet.

Er wählte diesen Mäusestamm aus, weil eine frühere Studie gezeigt hatte, dass die Tiere Aspartam im Trinkwasser weder bevorzugten noch mieden und auch keine Veränderungen des Gewichts oder des Stoffwechsels nach der Exposition aufwiesen.

Aspartam war vor kurzem in den Nachrichten als möglicher Krebserreger benannt worden. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO ) stuft den Süßstoff bei einer Tageshöchstmenge von 40 mg/kg als “möglicherweise krebserregend [cancer-causing] für den Menschen” ein und stützt sich dabei auf “begrenzte Beweise”, wie sie es nennt. Die WHO empfiehlt nicht, künstliche Süßstoffe zur Gewichtskontrolle zu verwenden.

Die US-Regulierungsbehörden sind mit der Position der WHO nicht einverstanden und empfehlen sogar eine höhere tägliche Höchstaufnahme.

Wie der Defender letzte Woche berichtete, bezahlen Vertreter der Industrie Influencer in den sozialen Medien, um bei Kindern für künstlich und natürlich gesüßte Produkte zu werben.

Tests: Wie haben die Mäuse abgeschnitten?

Die Mäuse aller drei Dosierungsgruppen wurden während der Studie regelmäßig kognitiven Tests unterzogen. Die Forscher stellten bei den behandelten Mäusen im Vergleich zu den Kontrolltieren nach 4 Wochen Defizite im räumlichen Arbeitsgedächtnis fest, ein Effekt, der auch nach 8 und 12 Wochen anhielt.

Es wurden keine Unterschiede zwischen den Gruppen mit hoher und niedriger Dosierung festgestellt.

Beim Test zum räumlichen Lernen und Gedächtnis wurde anhand eines Labyrinths ermittelt, wie lange die Mäuse brauchten, um einen Ausweg zu finden, und wie viele Fehler sie machten, bevor sie entkamen. Dieser Test begann 14 Wochen nach der ersten Verabreichung und wurde an 10 aufeinanderfolgenden Tagen fortgesetzt.

In der Regel verbesserten sich die Mäuse mit der Zeit in diesem Test, was für alle drei Gruppen galt.

Mäuse, die Aspartam zu sich genommen hatten, kamen jedoch viel langsamer aus dem Labyrinth heraus als die Kontrolltiere. Auch hier wurde kein Unterschied zwischen den Behandlungsgruppen festgestellt.

“Erlernte Hilflosigkeit“, ein Begriff aus der Humanpsychologie, beschreibt das Gefühl, in einer Situation oder einem Umstand festzustecken und “gelähmt” zu sein.

Psychologen verwenden Tests zur erlernten Hilflosigkeit, um depressive Episoden zu charakterisieren. Bei Tests zur erlernten Hilflosigkeit wird beobachtet, wie sehr sich die Tiere bemühen, einer scheinbar unausweichlichen schlimmen Situation, z. B. einem Stromschlag, auszuweichen.

Um die erlernte Hilflosigkeit zu beurteilen, verwendeten Bhide und seine Mitautoren einen Schwanzaufhängungstest, bei dem Mäuse an ihren Schwänzen kopfüber aufgehängt werden, um den Aufwand zu messen, den sie betreiben, um sich hochzuziehen und aufzurichten. Sie fanden hier keinen Unterschied zwischen den Aspartam- und Kontrollgruppen.

Kognitive Dysfunktion: die nächsten Generationen

Behandelte Mäuse und Kontrollmäuse wurden mit weiblichen Tieren gekreuzt, um Versuchstiere der zweiten Generation zu erzeugen. Die Würfe hatten eine normale Größe, und die Welpen erreichten normale Entwicklungsstufen. Mehrere Defizite, die bei den ursprünglichen Testmäusen festgestellt wurden, waren jedoch auch bei diesen nicht exponierten Tieren zu beobachten.

Die Auswirkungen auf das räumliche Arbeitsgedächtnis waren bei den behandelten Vätern im Vergleich zu den Kontrollvätern besonders ausgeprägt. Die Nachkommen beider Dosierungsgruppen wiesen im Vergleich zur Kontrolllinie ebenfalls erhebliche Lerndefizite auf.

Es gab jedoch keine Unterschiede zwischen den Nachkommen von Vätern mit niedriger und hoher Aspartam-Dosis und auch nicht beim Umkehrlernen – einem Maß dafür, wie ein Tier altes, ineffektives Verhalten verlernt und neue Problemlösungsstrategien entwickelt.

Auch bei der erlernten Hilflosigkeit zeigten sich bei Mäusen der ersten Generation keine Defizite.

Um die Frage zu klären, ob es sich bei diesen Effekten um einen dauerhaften Teil der DNA der Tiere handelt oder um eine vorübergehende Auswirkung auf die Spermazellen, züchteten die Forscher Männchen der ersten Generation, um Würfe der zweiten Generation zu erzeugen.

Zur Vereinfachung ihrer Analyse verglichen sie die Lerntestreaktionen der Nachkommen der Kontrollgruppe der zweiten Generation nur mit der Gruppe der zweiten Generation mit höherer Aspartam-Dosierung, fanden aber keine Auswirkungen der zweiten Generation.

Warum nur männliche Mäuse?

Bhides Fokus auf die väterliche Abstammung ist ungewöhnlich für Studien zur intergenerationalen Toxinexposition. In der Vergangenheit wurden in den meisten Untersuchungen nur mütterliche Expositionen berücksichtigt, insbesondere Ereignisse, die während der Schwangerschaft oder Stillzeit auftraten.

Da die biologische Beteiligung des Vaters mit der Empfängnis endet, müssen die intergenerationalen Auswirkungen durch die Auswirkungen auf die Spermazellen des exponierten Mannes erfolgen. Wären diese Wirkungen dauerhaft, würden sowohl die Mäuse der zweiten Generation als auch die Nachkommen der ersten Generation Lerndefizite aufweisen, doch dies wurde nicht beobachtet.

Bis vor relativ kurzer Zeit glaubten Biologen, dass erworbene Merkmale nicht vererbbar sind. Dies gilt zwar für die meisten Merkmale, aber die Wissenschaftler wissen inzwischen, dass bestimmte Medikamente, Nahrungsmittel oder toxische Belastungen Gene vorübergehend an- oder abschalten können.

Die Epigenetik ist die neue Wissenschaft, die beschreibt, wie bestimmte Lebensereignisse, einschließlich toxischer Expositionen, als vorübergehende genetische Schalter wirken können.

Die Epigenetik erklärt auch, wie ein Medikament oder ein Pestizid Personen schaden kann, die in der Vergangenheit keiner Exposition ausgesetzt waren, und wie diese Wirkung schließlich verschwindet.

Die Alternative – dauerhafte genetische Schäden – würde sich über Generationen hinweg auf die Nachkommen auswirken. Die Auswirkungen von Aspartam hielten nur eine Generation lang an, was mit vorübergehenden, reversiblen epigenetischen Veränderungen der Spermazellen vereinbar ist.

Die Berücksichtigung epigenetischer Wirkungen und nicht nur des direkten Kontakts mit Toxinen verstärkt die potenziellen Schäden bestimmter Expositionen und erweitert den Umfang potenzieller Folgen der Exposition, die die Regulierungsbehörden vor der Zulassung oder Genehmigung bestimmter Produkte berücksichtigen sollten.