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Artculo de investigacinRev Sanid Milit Mex 2011; 65(4) Jul.-Ago: 168-175

Efecto de los edulcorantes no nutritivos(aspartame y sucralosa) en el peso de las ratas.

Estudio prospectivo, controlado, aleatorizado, doble ciegoMayor M.C. Marco Moreno-Martnez,*

Tte. Cor. M.C. Antonio Garca-Ruiz,* Mayor M.C. Dolores Javier Snchez-Gonzlez*

Hospital Central Militar. Ciudad de Mxico.

*Seccin de Invasin Mnima del Departamento de Ciruga General del Hospital Central Militar.

Correspondencia:Mayor M.C. Marco Moreno-MartnezAv. Santa Teresa No. 1650 Unidad Habitacional Militar Ticomn 1 Edif. 3 Depto. 101, Col. Jorge Negrete, Deleg. Gustavo A. Madero,C.P. 07280, Mxico, D.F.

Recibido: Noviembre 17, 2010.Aceptado: Abril 3, 2011.

RESUMENIntroduccin. La epidemia de la obesidad prevalece a pesar

de todos los intentos de nuestra sociedad por controlarla. Juntocon sus enfermedades asociadas (diabetes e hipertensin arte-rial, entre otras), la obesidad impone un riesgo cardiovascularmuy elevado a quienes la padecen e incrementan significativa-mente la mortalidad en todas las edades. No obstante este granvalor terico potencial de los edulcorantes no nutritivos, algu-nas investigaciones recientes sugieren que el consumo de estosproductos, contrario a su propsito original, podran induciraumento de peso en el sujeto por mecanismos poco entendidoshasta la fecha.

Objetivo. Comparar los efectos en el peso en ratas con Aspar-tame y Sucralosa aadidos a la dieta estandarizada.

Material y mtodos. Ensayo experimental, controlado, aleato-rizado, doble ciego. El estudio se realiz en 40 ratas Sprague-Dawleymacho de diez semanas de edad.

Resultados. Al final del estudio, el incremento ponderal enpromedio del grupo control de 58.1 g (18.2%), del grupo Asparta-me de 38.2 g (11.8%), del grupo Sucralosa de 38.4 g (11.8%) y de63.6 g (21.3%) del grupo Azcar. En el anlisis de los cortes histo-lgicos, se obtuvo un porcentaje de glucgeno en promedio en elgrupo Control de 29.8%, en el grupo Aspartame 23.8%, en el gru-po Sucralosa 17.2% y en el grupo Azcar 60.3% (p < 0.01).

Conclusin. No existe ninguna relacin entre el consumo deedulcorantes no nutritivos como el Aspartame y la Sucrasola conun aumento de peso en el modelo roedor.

Palabras clave: Peso, sucralosa, aspartame, glucgeno.

Effect of non-nutritive sweeteners(aspartame and sucralose) in weight of rats. Prospective,

controlled, randomized, double-blind

SUMMARYIntroduction. The obesity epidemic prevails, despite all at-

tempts to control our society. Together with its associated disea-ses (diabetes and hypertension, among others), obesity imposes avery high cardiovascular risk to sufferers and significantly increa-sed mortality at all ages. However this great potential theoreticalvalue of non-nutritive sweeteners, some recent research suggeststhat consumption of these products, contrary to its original pur-pose, might induce weight gain in the subject by mechanisms poor-ly understood to date.

Objective. To compare the effects on weight in rats with As-partame and Sucralose added to the standardized diet.

Material and methods. Experimental trial, controlled, rando-mized, double blind. The study was conducted in 40 male Sprague-Dawley rats ten weeks of age.

Results. At the end of the study, the average weight gain in thecontrol group of 58.1 g (18.2%) of 38.2 g of aspartame group(11.8%), group Sucralose 38.4 g (11.8%) and 63.6 g (21.3%) Sugargroup. In histological analysis, we obtained a percentage of glyco-gen in the control group average of 29.8% in the group 23.8%Aspartame, Sucralose in the group 17.2% and 60.3% sugar group(p < 0.01).

Conclusion. There is no relationship between the consumptionof non-nutritive sweeteners like aspartame and Sucrasola withweight gain in the rodent model.

Key words: Weight, sucralose, aspartame, glycogen.

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Efecto de aspartame y sucralosa en ratas

Introduccin

La epidemia de la obesidad prevalece y parece ir en au-mento a pesar de todos los intentos de nuestra sociedadpor controlarla. Junto con sus enfermedades asociadas (en-tre otras, la diabetes y la hipertensin arterial), la obesidadimpone un riesgo cardiovascular muy elevado a quienes lapadecen e incrementa significativamente la mortalidad en to-dos los grupos de edad.1 La principal causa del aumento depeso se sigue atribuyendo al aumento en la ingesta de ali-mentos de alto contenido calrico, particularmente los car-bohidratos refinados como el azcar.2,3

La preferencia de los seres humanos por los alimentosdulces, manifestada ancestralmente, es inherente a su natu-raleza.4 Hasta hoy, el mtodo cientficamente comprobadoms eficiente para reducir la obesidad es disminuir la ingestacalrica, ya sea restringiendo las composiciones nutritivasde los alimentos o simplemente disminuyendo la cantidad dealimento por s mismo.5

Diversos estudios han demostrado la eficacia de una re-duccin en la ingesta calrica como mtodo de control depeso. Sin embargo, en estos casos, el problema para el pa-ciente es mantener la baja ingesta de caloras dieta de re-duccin por un tiempo prolongado o indefinido. De aquque la eficiencia de este mtodo a largo plazo es muy baja(slo 3% de los pacientes sometidos a dieta logran una pr-dida de peso significativa y duradera).6,7

Breve descripcin del metabolismo de los carbohidratosLos procesos metablicos que utilizan el cuerpo humano

y todos los mamferos para obtener energa a partir de losalimentos que consumen son mltiples y complejos. La glu-cosa es el combustible universal que necesitan todaslas clulas del cuerpo para realizar sus mltiples funcio-nes. Los procesos por los cuales el organismo conviertetodos los elementos nutricios que come en glucosa se lla-man en conjunto glucognesis (cuando es a partir de loscarbohidratos) y gluconeognesis (cuando es a partir deprotenas y lpidos). Una vez producida la glucosa, la pro-duccin de energa a nivel celular en forma de ATP seconoce como gluclisis.

No toda la glucosa producida se procesa inmediatamentepor las clulas para obtener energa. Para generar reservasenergticas que les permitan seguir funcionando en los pe-riodos de ayuno, los organismos tienen mecanismos adicio-nales que les permiten convertir el exceso de glucosa englucgeno (parte del mismo proceso de glucognesis), quepuede ser almacenado en el hgado o en los tejidos muscu-lares para su utilizacin posterior al reconvertirlo nuevamen-te en glucosa (glucogenlisis).

De la energa provista por cada alimento (desayuno, co-mida, cena o colacin), el hgado slo puede almacenar enforma de glucgeno hasta 75 g de glucosa (300 kcal), el exce-so de este valor en cada alimento tiene que ser almacenadode otra manera. Para ello, el hgado metaboliza este exceden-te energtico convirtindolo en cidos grasos libres que cons-

tituyen la base del metabolismo de los lpidos y su conver-sin final en grasa.

El glucgeno es el polisacrido de reserva energtica quese almacena en el hgado (10% de la masa heptica) y en losmsculos (1% de la masa muscular) de los vertebrados. Cuan-do el organismo o la clula requieren de un aporte energtico deemergencia, como en los casos de ayuno o estrs, el glucgenose degrada nuevamente a glucosa, que queda disponible sumetabolismo energtico inmediato. El glucgeno heptico es laprincipal fuente de glucosa sangunea, sobre todo, entre co-midas. El glucgeno contenido en los msculos es para abas-tecer de energa el proceso de contraccin muscular. En laregulacin del metabolismo energtico del glucgeno, la hor-mona insulina estimula su sntesis, mientras que las hormonasadrenalina y glucagn promueven su degradacin.8,9

Breve resea de los edulcorantes no calricosSegn Weihrauch y Diehl, en 2004,4 el primer edulcorante

registrado que se us fue la miel, la cual fue usada por grie-gos y chinos. La miel fue reemplazada por la sacarosa (azcarde mesa), que se obtuvo de la caa de azcar. El primer edul-corante artificial que se sintetiz, en 1879, fue la Sacarina.Con el reconocimiento de que la epidemia de obesidad enparte se debe al crecimiento de la industria de las golosinas yde la comida rpida, el inters en encontrar alternativas ali-menticias de menor contenido calrico ha venido en aumen-to. Por ello, desde la dcada de los aos 50s, el uso deedulcorantes no nutritivos gan auge.

Desde 1933, la Sacarina se ha usado extensamente en es-tudios de ratas investigando sabor, nutricin, aprendizaje,adiccin a drogas y muchos otros tpicos10. Zhao y cols.demostraron que las ratas muestran poca o nula preferenciapor las soluciones con Aspartame y atribuy este efecto aque el Aspartame no estimula el receptor del sabor T1R2/T1R3 en la lengua de los roedores. La Sucralosa es un edul-corante no nutritivo derivado precisamente de la Sacarosa(azcar de mesa). De aqu su slogan publicitario: Sabe aazcar porque viene del azcar. Este edulcorante no nutriti-vo ha ganado gran popularidad recientemente en la industriaalimentaria. La Sucralosa tiene una calidad de sabor dul-ce muy semejante a la sacarosa, pero es 600 veces msdulce que sta. Los reportes de comportamiento indicanque las ratas prefieren las soluciones con Sucralosa en aguaque las preparadas con Aspartame10.

No obstante el gran valor potencial de los edulcorantesno nutritivos para reducir el aporte calrico de los alimentosy, con ello, abatir la incidencia de la obesidad, Swithers yDavidson, en 2008, publicaron un estudio en roedores don-de sugieren que el consumo de estos productos, contrario asu propsito original, podran inducir aumento de peso en elsujeto por mecanismos poco entendidos hasta la fecha.11

Material y mtodos

Tipo de estudioEnsayo experimental, controlado, aleatorizado, doble ciego.

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Marco Moreno-Martnez y cols.

Animales de experimentacin, tamao y seleccin demuestra

Para evitar fluctuaciones de peso relativas a efectos ccli-cos hormonales, se utilizaron 40 ratas macho que se mantu-vieron en jaulas grupales, colocando cinco ratas por jaula(Figura 1). Sometidas a ciclos de luz-oscuridad de 12 horascada uno, en el Bioterio de la Escuela Militar de Graduadosde Sanidad. El alimento se proporcion a las 11:00 a.m. Latemperatura y la humedad ambiente se mantuvieron cons-tantes, 18-22 C y 35-45%, respectivamente.

Variables estudiadasCambio de peso corporal, ingesta diaria promedio de ali-

mento y agua, peso visceral total y peso especfico del hga-do, histopatologa heptica para determinar presencia de glu-cgeno.

Para nuestro estudio no hubo un clculo matemtico de lamuestra. Para llegar a este dato (tamao de la muestra) nosbasamos en un estudio previo de referencia semejante alnuestro en cuanto a que se evalu la sobrealimentacin enratas.12 De esta manera, se determin arbitrariamente que cadagrupo de ratas de nuestro estudio estuviera constituido pordiez ratas macho de diez semanas de edad.

La alimentacin y la provisin de agua fueron a libre de-manda. La dieta consisti en alimento estndar propio deroedor (Rodent Lab Chow 5001, Purina Mills Inc., Minne-tonka, MN, EUA). sta es una dieta de frmula constante di-seada para minimizar las variables nutricionales en estudiosde larga duracin. El alimento est formulado para todo el ciclode vida de ratas. La composicin nutricia de esta frmula es:

Carbohidratos 46.5%. Protena 23%. Grasa 4.5%. Fibra 6%. Cenizas 8%.

Diariamente se midi la cantidad de alimento y agua con-sumidos por jaula y mediante clculo del promedio se deter-minaron los consumos individuales diarios.

Para tratar de lograr equivalencia en los niveles de dulzu-ra del agua que se utiliz en los grupos experimentales, sedefini como estndar una porcin de dos cucharadas de az-

car (7 g) por vaso de agua (250 mL). De tal manera, de acuerdocon la recomendacin de los fabricantes en cuanto a estaequivalencia, se defini usar un sobre (11.75 mg) de Aspar-tame, o de (12 mg) Sucralosa en su caso, por cada 250 mL deagua. Igual que alimento, diariamente se midi el consumode agua en cada jaula y se obtuvo un promedio individual deagua consumida.

Grupos de Estudio

Grupo Control (Grupo 0): Se aliment con dieta estndarms agua potable, sin edulcorante.

Grupo Aspartame (Grupo A): Se aliment con dieta es-tndar ms agua endulzada con Aspartame.

Grupo Sucralosa (Grupo B): Se aliment con dieta es-tndar ms agua endulzada con Sucralosa.

Grupo Azcar (Grupo C): Se aliment con dieta estndarms agua endulzada con azcar refinada (de mesa).

El investigador principal fue el encargado de preparar lassoluciones edulcoradas, identificndolas nicamente median-te rtulo con nmeros romanos. Esta persona no tuvo conoci-miento de a qu grupo de ratas se le dio cada tipo de dilucinde las soluciones edulcoradas. Uno de los encargados del Biote-rio de la Escuela Militar de Graduados de Sanidad fue elresponsable de administrar el agua o la solucin edulcorada co-rrespondiente a los diferentes grupos de ratas. Esta persona, tam-bin a cargo de realizar las mediciones de peso, consumo dealimento y agua, no tuvo conocimiento de la composicin de lassoluciones que administraba (doble cegamiento).

Siendo un estudio experimental en ratas de las mismascaractersticas fenotpicas, cuya nica diferencia era su asig-nacin a la caja correspondiente, el mtodo de aleatorizacinconsisti nicamente en asignar el agua o la solucin edul-corada en el orden provisto por los nmeros marcados en lasetiquetas de las botellas del lquido correspondiente, mante-niendo este orden en las administraciones subsiguientes.

De acuerdo con el modelo experimental en el cual se baseste estudio,13 definimos que nuestro estudio tuviera unaduracin de 21 das.

Tcnica experimentalLas ratas fueron pesadas individualmente al inicio del

estudio, luego dos veces por semana y finalmente al terminarel estudio. Cumplido el trmino del estudio se sacrificaronmediante inyeccin intraperitoneal de 4 mL (0.25 g) de pen-tobarbital sdico (Sedalpharma, Pets Pharma, Edo. deMx., Mxico) (dosis letal 50-60 mg/kg) para ser sometidasa necropsia. Este procedimiento se realiz mediante unalaparotoma media (xifoides-pubis) eviscerando la totalidadde los rganos peritoneales. Se identificaron y seccionaronel esfago y el recto. Se dividieron las reflexiones peritonea-les correspondientes. Se dividi el mesenterio y se procura-ron tanto vsceras huecas como slidas en bloque. Una vezpreservados, se permiti que los rganos se desangraranpor gravedad durante 5 min. En seguida, se pesaron todos

Figura 1. Jaulas en las que se mantuvieron a las ratas.

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Efecto de aspartame y sucralosa en ratas

los rganos intraabdominales de cada rata, incluyendo la grasamesentrica y epiploica. Posteriormente, se disecaron y pesa-ron individualmente los hgados de cada rata. Finalmente, loshgados se fijaron en formol para realizar la tincin de PAS.

La tcnica de la tincin de PAS se llev a cabo en el Labo-ratorio de Histopatologa de la Escuela Mdico Militar de dela manera estndar. Luego de la tincin (Figura 2), se toma-ron fotografas digitales de cada corte (Cmara HRC KarlZeiss, Jena Alemania). La cuantificacin de los depsitos deglucgeno heptico se realiz por el programa KS-300, delmicroscopio Axiovert 200M de Karl Zeiss (Jena, Alemania)(Figura 3), que utiliza una tcnica de colorimetra directa,identificando el color magenta de la imagen para digitalmen-te convertirlo a una imagen monocromtica y comparar enporcentajes la intensidad del color entre las imgenes (Figu-ras 4 y 5). Para corroborar la fidelidad del anlisis cromato-grfico cada anlisis fotogrfico se realiz por duplicado.

ticaEl estudio se apeg a los lineamientos que establece la

Norma Oficial Mexicana para el Manejo de Animales en La-boratorio (NOM 062).

EstadsticaPara el anlisis de las variables continuas, obtenidas

de peso y depsito de glucgeno heptico entre los gruposde estudio, se realiz un anlisis de varianza de una sola va(ANOVA), con un anlisis posprueba de Tukey para compa-raciones entre grupos, ya que es la prueba paramtrica idealpara los datos cuantitativos que manejamos. Para determinarla significacin estadstica el valor a se determin de 0.05, elvalor b se determin de 0.2.

Resultados

Todas, excepto una de las ratas del Grupo B, sobrevivie-ron la fase clnica del experimento. Una rata del Grupo B seexcluy del estudio por enfermedad al 10o. da del experi-mento se le apreci con datos de gran dificultad respirato-ria y con deterioro progresivo de sus condiciones generales.El veterinario encargado del Bioterio de la Escuela Militar de

Figura 3. Cmara HRC y microscopio Axiovert 200M de Karl Zeiss(Jena, Alemania).

Figura 4. Fotografa digital del corte histolgico con la tincin de PAS.

Figura 5. Colorimetra monocromtica de la fotografa de la Figura 4.

Figura 2. Tincin de PAS.

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Marco Moreno-Martnez y cols.

Graduados de Sanidad tom la determinacin de que se ex-cluyera del estudio y se sacrificara anticipadamente sin po-der determinar la causa precisa de su enfermedad no serealiz necropsia. Durante toda la fase clnica del estudio nose observ ningn cambio significativo en la conducta tpi-ca de las ratas (actividad, movilidad, irritabilidad, etc.), ni ensus excretas. No se observ ningn dato de intolerancia a ladieta ni al agua ingerida no se detectaron vmitos ni dia-rreas.

La ingesta promedio diaria de alimento por rata fue comosigue (Cuadro 1 y Figura 6):

Grupo 0-26 g (rango 10-33 g). Grupo A-22 g (rango 4-29 g). Grupo B-21 g (rango 4-27 g). Grupo C-16 g (1-19 g).

La prueba ANOVA de los cuatro grupos mostr una p