Toxicologia
Aspartame (E951) é um adoçante sintético, dipeptídeo, intenso, que é quase 180-200 vezes mais doce que a sacarose, com um respectivo baixo valor calórico. O aspartame é amplamente utilizado em mais de 6000 produtos em todo o mundo, com um enorme resultado comercial sob muitas marcas.1 O aspartame é muito popular devido aos seus custos reduzidos, baixo consumo calórico, publicidade atraente e garantia de contribuir para a gestão do peso. A popularidade do aspartame entre os consumidores reside nos problemas associados ao consumo de sacarose.2 Nos indivíduos diabéticos, a dificuldade em regular os seus níveis de açúcar no sangue limita o consumo de açúcar normal. Isto deve-se ao fato de que os diabéticos não têm níveis suficientes de insulina, um hormônio que controla a absorção de açúcar na corrente sanguínea. O aspartame ajuda a limitar a ingestão de sacarose sob a forma de substituição de açúcar e libera uma quantidade muito baixa de energia, respectivamente. É metabolizado mais lentamente do que a sacarose, permitindo que os níveis de açúcar no sangue permaneçam mais estáveis ao longo do tempo. Indivíduos com hipoglicemia reativa produzem um excesso de insulina após absorverem rapidamente a glicose na corrente sanguínea.3 Isto faz com que seus níveis de glicose no sangue caiam abaixo da quantidade necessária para a função fisiológica. Tal como os diabéticos, os alimentos com alto teor de glicemia evitam frequentemente a escolha de edulcorantes artificiais como alternativa. A sacarose promove cáries dentárias devido ao fato de bactérias que ocorrem naturalmente na cavidade bucal humana serem capazes de usar a sacarose como fonte alimentar de forma eficiente, liberando resíduos que degradam o esmalte. Ao contrário da sacarose, a microflora presente na placa dentária não utiliza aspartame. Devido a esta propriedade, o uso do aspartame é recomendado na forma de prescrição de medicamentos sem açúcar sempre que possível.4,5 Por estas razões, o aspartame é cada vez mais introduzido em alimentos de consumo comum, como refrigerantes dietéticos, cereais e sobremesas sem açúcar, iogurte, gomas de mascar, xaropes, refrescos bucais, doces, bebidas saudáveis, suplementos nutricionais e estão sendo recomendados para perda de peso e para indivíduos que sofrem de intolerância à glicose e diabetes mellitus tipo 2.6
Informação química relacionada ao aspartame
Discovery: Em 1965 um químico chamado James Schlatter trabalhando nos laboratórios de pesquisa da G. D. Searle foi descoberto acidentalmente aspartame. Durante uma reacção intermédia de preparação do inibidor de gastrina, acidentalmente uma parte da solução derramada na sua mão. Independentemente de todas as medidas de segurança, ele lambeu o dedo para pegar o pedaço de papel e veio a saber sobre o intenso sabor doce do químico.7 Em 1970 Cloninger e Baldwin publicaram um relatório na Science para propor o seu uso como adoçante artificial.8
Síntese
No entanto, a síntese do aspartame é ligeiramente complicada uma Incubação directa de ácido L- aspártico e éster metílico de fenil-alanina juntamente com alguns microrganismos também produzem aspartame a nível comercial. A síntese química do aspartame envolve dois grandes processos químicos chamados processos Z- e F-. O processo Z envolve principalmente a desidratação do ácido benziloxicarbonil-L-aspártico com anidrido acético. O anidrido é então acoplado ao éster metílico de L-fenilalanina no tolueno para dar uma mistura de benziloxicarbonil α e β aspartame. Os grupos protectores são removidos por hidrogenólise. Após a cristalização da mistura de α e β os isómeros de aspartame produzem aspartame.9 O processo F envolve a protecção do grupo aminoácido aspártico com um grupo formílico seguido de desidratação natural para formar anidrido. O anidrido é então acoplado ou com L-finilalanina ou seu éster metílico e o grupo formil removido por hidrólise ácida.10 A mistura resultante de α e β aspartame tratado com metanol aquoso, cristalização e neutralização finalmente fornece aspartame comercial.
Propriedades químicas e físicas
Aspartame é composto por dois aminoácidos, ácido L-aspártico e L-fenilalanina. É um pó branco cristalino, inodoro e intensamente doce tem a fórmula molecular (Figura 1) C14H18N2O5 juntamente com a massa molar 294,31 g mol-1. A densidade do Aspartame é de 1,347g/cm3 com um alto ponto de fusão, entre 246-247°C. Sob condições alcalinas e ácidas fortes, o aspartame é hidrolisado. Em solução aquosa, a relação entre pH e estabilidade do aspartame é uma curva em forma de sino com a máxima estabilidade a pH 4,3. A solubilidade do aspartame muda em relação às mudanças de pH e temperatura. Aceitar aspartame de água também é ligeiramente solúvel em álcool. O aspartame é mais solúvel em soluções ácidas de alta temperatura. A solubilidade do aspartame em água é de cerca de 0,03gm/ml em pH ácido 3 à temperatura ambiente. Sendo um aspartame dipeptídeo, o aspartame tem algumas limitações. É suposto perder a sua integridade durante o aquecimento, portanto não pode ser usado em cozimento, cozimento ou armazenamento prolongado em líquidos.11,12
Bioquímica do aspartame
Hidrólise: O aspartame ingerido logo sofre hidrólise na luz intestinal e se converte em três produtos hidrolíticos chamados fenilalanina (50%), ácido aspártico (40%) e metanol (10%).13
Metabolismo: Aspartame amplamente utilizado para adoçar uma variedade de alimentos e bebidas de dieta pobre em calorias e reduzidas. Uma vez ingerido durante o metabolismo, o aspartame decompõe-se na luz intestinal. Além dos aminoácidos constituintes ácido aspártico e fenilalanina e metanol, o aspartame decompõe-se ainda para formar formaldeído, ácido fórmico, diquetopiperazina, que metabolizou ainda mais in vivo .14,15 A produção do aminoácido essencial fenilalanina é um perigo para a saúde daqueles que nascem com fenilcetonúria (PKU), uma doença hereditária rara. Entretanto, a produção de metanol não é muito alta durante o metabolismo do aspartame, mas ainda assim contribui para as toxidades.16
Modo de ação possivelmente responsável pelo efeito adverso
Um produto do metabolismo do aspartame A fenilalanina desempenha um papel importante na regulação do neurotransmissor.17 O ácido aspártico tem um papel importante como neurotransmissor excitatório no sistema nervoso central, juntamente com o glutamato. Glutamato, asparagina e glutamina são formados a partir do seu precursor, o ácido aspártico. Metanol convertido no organismo para se formar, que pode ser excretado ou dar origem a formaldeído e diquetopiperazina (um cancerígeno) e uma série de outros derivados altamente tóxicos. A mitocôndria danificada pelo aspartame, promove a apoptose celular levando à produção de GABA. Após essa ruptura da parede celular ocorre e as células tornam-se mais permeáveis. Este fenómeno cria danos no endotélio celular dos capilares. Dá origem a stress oxidativo resultando em neuro-degeneração. Os efeitos secundários neurológicos directos e indirectos relacionados com o consumo de aspartame também afectam negativamente a aprendizagem comprometida e o funcionamento emocional. O metabolismo do aspartame altera as concentrações de norepinefrina, epinefrina e dopamina. Falta de sono, convulsões, depressão e dores de cabeça são os possíveis efeitos secundários da alteração das concentrações cerebrais regionais de catecolaminas.13
Médio histórico da controvérsia do aspartame
O procedimento de avaliação de segurança no caso do aspartame e outros aditivos alimentares sintéticos é submetido a vários procedimentos de monitorização. A segurança do aspartame tem sido avaliada por várias agências reguladoras. A administração de alimentos e drogas (FDA) e outras autoridades regulatórias consideram o aspartame como um agente de realce de sabor e adoçante seguro, mas o status do aspartame ainda é controverso, devido à disponibilidade de ampla literatura sobre o impacto negativo na saúde e o efeito adverso do consumo de aspartame.17,18 A primeira controvérsia relacionada ao uso do aspartame surgiu após quase duas décadas e meia após a descoberta do aspartame, quando em 1996, Ralph G. Walton, psicólogo da Northeastern Ohio Universities College of Medicine, publicou uma análise sobre o aspartame e concluiu, pela primeira vez, que estudos financiados pela indústria não encontraram preocupações com a segurança, enquanto 84 de 92 estudos independentes (na forma de estudos não financiados pela indústria, cartas aos editores, relatos de casos, revisões, artigos ou capítulos de livros) identificaram preocupações com a segurança.19 Esta questão tornou-se popular após ser destacada por um programa de televisão durante 60 minutos e tem sido amplamente discutida. Numa refutação às declarações de Walton, o Serviço de Informação sobre Aspartame (um serviço prestado pela Ajinomoto, um produtor e fornecedor primário de aspartame) expressa o seu desacordo.20 Em 2005, um John Briffa mencionou que quase 100% dos estudos financiados pela indústria (total ou parcialmente) concluíram que o aspartame é seguro, enquanto 92% dos estudos financiados independentemente descobriram que o aspartame tem o potencial para efeitos adversos.21 Esta informação foi bastante inesperada e surpreendente para a sociedade. O aspartame tem sido utilizado na alimentação há mais de três décadas. A sua segurança tem sido avaliada por várias agências reguladoras de tempos a tempos. Ele sugeriu uma forte necessidade de revalorização das avaliações de segurança para extrair novas decisões atualizadas ao longo do tempo.22 Desde o primeiro efeito adverso do aspartame revelado através da experimentação, o aspartame continua sendo um produto químico de interesse para os pesquisadores. Uma avaliação notável do status de segurança do aspartame como adoçante não-nutritivo foi um estudo crítico realizado por um painel independente de especialistas reconhecidos na chefia do Dr. William Waddell. A seleção do painel foi baseada na obtenção de representação internacional de várias áreas da toxicologia relevantes para o aspartame, incluindo toxicocinética, metabolismo, patologia, toxicologia alimentar, bioestatística, epidemiologia e toxicologia geral. A literatura científica sobre absorção, metabolismo, toxicologia e estudos epidemiológicos e os níveis atuais de consumo mundial de aspartame foram investigados pelo painel.23,24
Possíveis preocupações de saúde associadas
O número de pessoas que sofrem de diabetes, obesidade, hipertensão e doenças cardíacas, etc., está aumentando a cada ano. Quantidades crescentes de açúcares nos alimentos, doces, refrigerantes, etc. têm suscitado alguma preocupação sobre os seus efeitos na saúde. No entanto, hoje em dia os edulcorantes artificiais estão a receber uma grande atenção. Mas é muito importante monitorizar a sua questão de segurança. O aspartame foi associado à progressão de muitos distúrbios clínicos, incluindo hepatotoxicidade, nefrotoxicidade, desequilíbrio de neurotransmissores e anormalidades cognitivas. Observou-se que os homens eram mais susceptíveis do que as mulheres em muitos casos.25-28 O elevado nível do aminoácido essencial fenilalanina que ocorre naturalmente é um risco para a saúde daqueles que nascem com fenilcetonúria (PKU), uma doença hereditária rara. Portanto, os pacientes com fenilcetonúria não devem consumir aspartame.28 O aspartame pode ser uma das principais causas de alterações comportamentais, incluindo comportamento impulsivo, falta de paciência, diminuição da atividade locomotora e coordenação neuromuscular.29 O consumo de aspartame durante a gestação pode ser prejudicial ao feto. A redução do peso médio placentário e materno-fetal, do comprimento do cordão umbilical e dos parâmetros cariométricos nos núcleos hepatócitos do feto, a maioria dos parâmetros cariométricos dos hepatócitos também foi bem documentada após o tratamento com aspartame em ratos.6 A exposição in utero do aspartame pode afetar a cognição espacial e a homeostase da glicose em ratos, particularmente em homens.25 Um aumento no peso corporal, aumentos transitórios na pressão arterial e nos valores plasmáticos de glicose e triglicerídeos, juntamente com uma redução transitória na uréia plasmática, também foi relatado após o consumo de aspartame.8 A alteração da homeostase da glucose por ingestão de aspartame também foi bem documentada uma década antes.25 O aspartame tinha a capacidade de alterar o pool normal de enzimas antioxidantes em muitos órgãos como o fígado e o rim.30 Mesmo o consumo a longo prazo de aspartame poderia levar a stress oxidativo nos eritrócitos e células sanguíneas também.31 O tratamento com aspartame também foi encontrado como uma das principais causas de stress oxidativo em órgãos imunitários como o baço, timo, gânglios linfáticos e medula óssea de ratos com deficiência de folato tratados com aspartame. A produção de radicais livres em órgãos tão sensíveis poderia contribuir para a baixa imunidade e tornar o órgão susceptível a infecções.32 O aspartame também foi considerado um potencial carcinogênico para alguns modelos animais. Entretanto, nenhuma prova significativa estava disponível na avaliação epidemiológica.33 O aspartame foi considerado culpado de indução de carcinoma hepatocelular e carcinoma brônquico em camundongos machos quando foi introduzido pré-natal através da alimentação.27 As glândulas salivares também são sensíveis à exposição ao aspartame. Alterações degenerativas nas arquiteturas de tecido das glândulas salivares parotídeas foram relatadas em modelo roedor juntamente com hipercromatismo, pleomorfismo e mitose anormal na glândula submandibular.34 O aspartame também pode ser responsável pela redução na contagem de glóbulos vermelhos, volume de células envasadas, concentração de hemoglobina, contagem de plaquetas de glóbulos brancos e hormônio da testosterona, seguido por diminuição na atividade da enzima acetilcolinesterase.29 A administração oral consecutiva de aspartame resultou em aumento significativo da produção de interleucina-1 IL-β (IL-β) e de fator de necrose tumoral-α (TNF-α), acompanhados por uma diminuição significativa dos níveis de fator neurotrópico derivado do cérebro (BDNF) e serotonina.35 O consumo de aspartame resultou em quantidade detectável de metanol no sangue. Supõe-se que metabólitos do aspartame incluindo metanol poderiam ser responsáveis pela geração de estresse oxidativo em regiões cerebrais.36 Um estudo histológico leve e microscópico eletrônico revelou que a administração oral de aspartame (mesmo em doses pequenas como 250 mg/kg/dia por seis semanas) poderia resultar em acentuada afeição do córtex frontal.37
Legislações
De acordo com a legislação europeia e irlandesa, todos os produtos alimentares que contenham aspartame ou sal de aspartame e acessulfame, designados na lista de ingredientes pelo seu nome específico, devem ser claramente rotulados com as palavras “contém uma fonte de fenilalanina”, no rótulo. Se o aspartame (E 951) ou sal de aspartame e acessulfame (E 962) for designado na lista de ingredientes, então o rótulo deve indicar, “Contém aspartame (uma fonte de fenilalanina)”.38
Perspectiva
Embora os resultados de pesquisas em roedores tenham demonstrado numerosos efeitos negativos do aspartame, o estado do aspartame ainda é discutível. Além de toda a controvérsia, o aspartame está amplamente disponível no mercado para uso ilimitado, sem qualquer aviso impresso de ingestão limitada. Duas razões importantes por trás do jogo de venda e compra são, a falta de consciência sobre a química por trás da doçura artificial e a fraca capacidade de correlação dos indivíduos da sociedade entre o rastro do consumo e as questões de saúde associadas. Todos os dados de pesquisa experimental disponíveis na literatura do formulário parecem ainda insuficientes para provar a segurança total do uso do aspartame. Muitos estudos de pesquisa financiados afirmam a história da segurança, enquanto muitas experiências de pesquisa independentes correlacionam muitos efeitos adversos com o consumo do aspartame. Outras experiências de investigação são necessárias para recapitular os factos disponíveis sobre o aspartame de uma forma sem preconceitos. Agora é tempo de acabar com a controvérsia através de experiências apropriadas necessárias para a avaliação do impacto do aspartame e seus metabolitos no ambiente in-vivo. A contribuição do aspartame na progressão de diferentes desordens clínicas também deve ser investigada. As fêmeas também devem evitar o consumo de aspartame especialmente durante a gravidez, gestação e lactação. O aspartame também é muito popular em outras classes da sociedade devido ao seu baixo conteúdo calórico. O aspartame é incorporado como um substituto do açúcar de mesa para facilitar a perda de peso.39 As pessoas devem evitar o consumo de produtos dietéticos, que contêm aspartame como adoçante. Em vez de consumir esse produto doce, devem preferir as substâncias da dieta, que são de sabor neutro e consomem um baixo teor natural de açúcar. O consumo de aspartame por bebés e crianças sob a forma de gomas de mascar disponíveis comercialmente, toffee, produtos doces sem açúcar, suplementos de saúde em pó e bebidas frias dietéticas devem desencorajar fortemente os pais de forma cautelosa. Mesmo às vezes, bebés muito novos e bebés muito pequenos entram facilmente em contacto com o aspartame sob a forma de doces, toffee, snacks de baixas calorias, biscoitos, coca-cola dietética e ambientadores bucais. A exposição contínua ao aspartame numa vida tão precoce pode levar a graves perturbações metabólicas.40 Existem muitas evidências disponíveis na forma de literatura, que correlacionam o uso do aspartame com distúrbios de saúde. Embora o aspartame seja considerado seguro para uso adulto, ainda não é recomendado para crianças. Embora o aspartame seja uma doçura para aqueles que são diabéticos e não são capazes de consumir açúcar de rotina devido às suas preocupações de saúde relacionadas à ingestão de açúcar, ainda é muito necessário um monitoramento rigoroso. Os autores recomendam que o consumo de aspartame também seja monitorizado pelos consumidores diabéticos porque não é necessário o uso de adoçante artificial em cada refeição. Ao invés disso, deve ser tratado como uma percepção de sabor. Todos devem lembrar que nenhuma molécula sintética é adaptável ao corpo humano como a substância natural, herbácea e não tóxica. Para preencher as lacunas de investigação existentes, são aconselháveis novos estudos clínicos. O uso do aspartame está bem dentro dos limites pré-determinados. O aspartame é apenas uma molécula, que imita o gosto doce para o paladar da língua; não é uma forma natural de açúcar. Não poderia ser benéfico e seguro, quando é consumido de forma descontrolada.