Наука

Газированные напитки с позиции гастроэнтеролога: мифы и реалии

Газированные напитки с позиции гастроэнтеролога: мифы и реалии
В последние годы появилось много спекулятивных и научно необоснованных материалов о негативном воздействии газирования на состояние здоровья людей. Поэтому возросла необходимость обобщить строго научные данные о влиянии газированных напитков на состояние желудочно-кишечного тракта человека с позиции гастроэнтеролога и предложить врачебные рекомендации тем, кто использует в своем питании газированные напитки.

Газированные напитки популярны на протяжении тысячелетий: древние греки и римляне хорошо знали, насколько полезна вода из природных источников, содержащая пузырьки газа. Один из величайших полководцев древности, карфагенский генерал Ганнибал, чтобы восстановить силы и здоровье своих солдат, устраивал для войска отдых в Les Bouillens, на территории нынешней Франции, где бьют знаменитые природные газированные источники Perrier [34].

Сегодня газированные напитки широко распространены во всем мире. Эта популярность неизбежно порождала неослабевающий интерес как врачебного сообщества, так и простых потребителей (в том числе, в качестве пациентов) к информации о свойствах газированных напитков и их влиянии на организм. 

Есть вполне авторитетные мнения о том, что бутилированная вода представляет собой своеобразный антидот, защищающий наши организмы от вредных воздействий цивилизации [32, 42]. По словам профессора, д.м.н., врача-гастроэнтеролога Нижевича А.А., "в силу абсурдных стереотипов питания современного человека его организм недополучает до 50% таких важнейших макроионов, как кальций и магний, дефицит которых невозможно компенсировать питьевой водой из-под крана". В связи с этим канадские исследователи из Квебека доказали, что бутилированные минеральные воды – клинически важные источники компенсации дефицита данных элементов [8]. Их выводы подтвердили исследователи из Швеции и Швейцарии. Более того, они пришли к заключению, что у пациентов с артериальной гипертонией, в течение 4 недель принимавших бутилированные минеральные воды, параметры давления нормализовались [36].

Наиболее важный, но малоизученный аспект применения бутилированных газированных напитков – влияние на желудочно-кишечный тракт углекислого газа CO2. Углекислый газ по значимости воздействия на организм условно можно приравнять к гормону, так как он продуцируется в любой ткани и оказывает влияние практически на все органы, регулируя кислотно-щелочной баланс, тканевое дыхание и являясь мощным тоническим агентом для сердца и периферического кровообращения [1, 29]. Двуокись углерода – один из конечных продуктов аэробного обмена веществ, причем значительная часть СО2 выводится из организма через легкие, а оставшаяся – превращается в бикарбонаты, образуя буферную систему инактивации ионов водорода и предупреждая развитие ацидоза в желудке, почках, эритроцитах и т.д. Таким образом, углекислый газ представляет собой базисный элемент всей системы гомеостаза организма. Ключевой фермент в этой системе – карбонатдегидратаза (карбоангидраза), катализирующая реакцию превращения СО22О-Н2СО3-Н+НСО3 [2]. Концентрация бикарбонат-иона в двенадцатиперстной кишке в 2 раза выше, чем в плазме крови из-за высокого содержания люминального СО2, абсорбируемого дуоденальной слизистой оболочкой и превращаемого карбоангидразой, расположенной в цитозоле в НСО3, секретируемый в желудок и двенадцатиперстную кишку для формирования слизисто-бикарбонатного барьера и нейтрализации агрессивного желудочного содержимого [6, 18, 38]. Благодаря этому механизму не только осуществляется защита слизистых оболочек от агрессии ионов Н+, но и обеспечивается адекватный кровоток в слизистых, предупреждающий ишемию, а также происходит выработка противовоспалительных простагландинов [4, 6, 18].

Принимая во внимание, что такой популярный газированный напиток, как Coca-Cola употребляют более чем в 200 странах мира, огромный интерес представляют исследования, проливающие свет на характер воздействия газированных напитков на слизистую оболочку верхних отделов пищеварительного тракта. Результаты исследований, проведенных в университете префектуры Киото в Японии, позволили поставить их в один ряд с самыми выдающимися открытиями последних лет [37, 38]. Было установлено, что газированные напитки, включая Coca-Cola, содержат 7,1–7,8 г/мл СО2, что в 10 раз больше, чем во внепищеварительную фазу. Но этих концентраций было достаточно для того, чтобы полностью защитить желудок от вводимого извне индометацина, обладающего самым агрессивным воздействием на слизистую оболочку верхних отделов пищеварительного тракта среди всех НПВП-препаратов.

Исследователи отметили также, что входящий в состав Coca-Cola кофеин увеличивал внутриклеточное содержание циклических аденозинмонофосфата и гуанозинмонофосфата путем ингибирования фосфодиэстеразы, что, в свою очередь, еще больше увеличивало секрецию защитного бикарбонат-иона и обеспечивало синхронизацию секреторных процессов в желудке и двенадцатиперстной кишке.

Количество СО2, растворенного в газированных напитках, в 3–5 раз превышает объем самого напитка (3–5 л СО2 на 1 л объема жидкости). Но, как утверждает профессор Нижевич Александр Альбертович, при открывании бутылки бóльшая часть углекислого газа теряется, и остаточный объем не превышает 0,5–1,5 л. Может ли это количество оказать влияние на моторику верхних отделов пищеварительного тракта? Работы, посвященные этой теме, отличаются крайней противоречивостью [14, 22]. В одном из исследований было доказано, что газированные напитки (лимонад) снижают pH пищевода до <4, но лишь на 90 с и таким образом не могут стать причиной развития эзофагита, требующего в 40 раз большей экспозиции [3]. Более того, этот промежуток закисления пищевода оказался самым коротким по сравнению с фруктовыми соками, кофе и чаем. В другом эксперименте эффект снижения интрапищеводного pH после употребления газированных напитков длился менее 0,5% времени суточного мониторинга pH пищевода, что также подтверждает невозможность рассмотрения газированных напитков в качестве этиопатогенетических факторов для развития гастроэзофагеальной рефлюксной болезни [39].

Coca-Cola не оказывает влияния ни на базальную, ни на стимулированную желудочную секрецию, включая объем желудочного содержимого и показатели концентрации ионов водорода, равно как и на уровень высвобождения гастрина [40].

При динамическом наблюдении за 16 добровольцами эндоскопическая картина их желудков не претерпевала визуальных изменений после употребления 200 мл Coca-Cola [24]. Экспериментальные исследования также подтвердили отсутствие как макроскопических, так и гистологических изменений слизистой оболочки верхних отделов пищеварительного тракта после воздействия Coca-Cola (эффект был сравним с действием воды). Причем при проведении флоуцитометрии в клетках пищевода и полости рта удалось отметить улучшение показателей регенераторного индекса эпителиоцитов, свидетельствующего о мягкой стимуляции процесса репарации слизистой [23, 25]. У 10 здоровых добровольцев после употребления 250 мл Coca-Cola уровень pH желудочного содержимого оставался неизменным [35].

Можно считать установленным факт, что напитки с низким рН (включая разнообразные фруктовые соки и газированные напитки, в том числе Coca-Cola) ни в коем случае не являются прямой причиной повреждений эпителиальных клеток желудочно-кишечного тракта человека, а потому совершенно безопасны [27].

Двуокись углерода, содержащаяся в газированных напитках, порой модифицирует объем фундального отдела желудка, что теоретически может привести к транзиторной релаксации нижнего пищеводного сфинктера [20]. Однако этот физиологический механизм необходим для клиренса пищевода от избытка водородных ионов [27]. В связи с этим чрезвычайно важно в рамках изучения влияния газированных напитков на верхние отделы пищеварительного тракта рассмотреть исследования, посвященные моторной функции желудка при использовании в питании напитков, содержащих CO2. В состав Coca-Cola входят небольшие количества угольной (за счет СО2) и ортофосфорной кислоты, что создает среду рН, позитивно влияющую на моторику желудка [14, 26]. Другие исследователи не смогли отметить модифицирующего влияния газировки на скорость опорожнения желудка, включая лаг-фазу, по сравнению с дистиллированной водой [33, 43].

Практически идентичные результаты получили ученые из Неаполя, не отметившие влияния газированного напитка  Sprite на показатели опорожнения желудка по сравнению с питьевой водой, включая желудочную лаг-фазу [15]. Эта же группа исследователей не сумела подтвердить увеличение частоты желудочно-пищеводного рефлюкса у пациентов, употреблявших Sprite, а не питьевую воду, несмотря на кратковременное снижение тонуса нижнего пищеводного сфинктера [14].

Общий объем желудка, определенный с помощью МР-исследования в фазу максимального насыщения пищей, у пациентов, получавших в исследовании 300 мл Sprite Zero, не отличался от лиц, пивших обычную воду, что указывает на отсутствие влияния СО2, растворенного в газированных напитках, на увеличение объема желудка и избыточное растяжение его стенок газом [16].

Не была доказана роль длительного приема Coca-Cola в развитии гастроэзофагеальной рефлюксной болезни и таких серьезных осложнений желудочно-пищеводного рефлюкса, как аденокарцинома кардии или вышележащих отделов пищевода [21, 28, 30]. Более того, в исследовании S. Mayne с соавт. была показана обратная связь между развитием эзофагеальной аденокарциномы и употреблением газированных напитков [30].

Огромный интерес представляют также исследования, посвященные изучению влияния на желудочно-кишечный тракт газированных бутилированных минеральных вод. Хотя следует отметить, что в мировой медицинской практике существуют различия в трактовке термина «минеральная вода». Так, в США, по требованию FDA, минеральной водой могут быть названы напитки, содержащие в своем составе от 500 до 1500 г/л растворенных минералов, а в странах Европы минеральной может называться вода любого уровня минерализации, в том числе такие питьевые маломинерализованные воды, как Perrier, Vittel, Volvic, Evian, Aqua-pura и другие [41, 42].

Прием внутрь минеральной воды стимулирует хемо- и барорецепторы стенок желудка, увеличивает гомогенизацию химуса и его растворимость в желудке, нормализует моторику желудка за счет увеличения секреции гастрина, секретина и вазоактивного интестинального пептида. В силу присутствия солей кальция и магния минеральная вода может стимулировать непосредственно гладкомышечную мускулатуру, усиливая моторику желудка и релаксируя привратник, что нормализует опорожнение и препятствует развитию синдрома избыточного бактериального роста [17, 19].

Присутствие в минеральной воде сульфат-иона стимулирует желчеотделение и экзокринную панкреатическую секрецию, а также улучшает контрактильную способность желчного пузыря [13]. Минеральная вода, содержащая ион кальция и бикарбонат-ион, значительно улучшает моторику желудка, устраняя симптомы диспепсии [7, 9, 11]. Как in vitro, так и in vivo, было доказано, что бикарбонат-ион в составе минеральной воды способен нейтрализовать избыток соляной кислоты в желудочном содержимом вплоть до предупреждения образования язв желудка [11, 12, 31]. У пациентов, получавших лечение бутилированной минеральной водой, уменьшались такие проявления диспепсического синдрома, как ощущение вздутия, жжения и переполнения в эпигастрии, клинические признаки синдрома раздраженного кишечника, снижалась общая шкала диспепсии, нормализовались показатели оро-цекального транзита (p<0,0001) [19]. Газированная сульфатно-кальциевая минеральная вода гораздо более эффективно купировала симптомы диспепсии у пациентов с гастроэнтерологической патологией (р<0,05), чем питьевая, при употреблении которой симптомы диспепсии сохранились [13]. После курса терапии газированной минеральной водой у пациентов основной группы шкала запоров также существенно снизилась (p<0,05), а в группе контроля, где использовали питьевую воду, осталась неизменной. Курсовое применение газированной минеральной воды позволило существенно улучшить сократительную функцию желчного пузыря при ее нарушении (р<0,01).

Таким образом, можно рассматривать терапию данного вида, как безопасную и эффективную альтернативу традиционному медикаментозному лечению [10, 13]. Многие исследователи не исключают и тот факт, что позитивный клинический эффект при гастроэнтерологических заболеваниях был обусловлен не только минеральными веществами, но и присутствием углекислого газа [13].

Резюмируя имеющуюся информацию о влиянии газированных напитков на желудочно-кишечный тракт человека, можно сделать вывод, во многих случаях, как было показано выше, газированные напитки оказывают благоприятное влияние на функции пищеварительного тракта и даже могут выступать в качестве средств терапии при заболеваниях органов пищеварения. Присутствие кислоты в газированных напитках намного меньше, чем в большинстве фруктовых соков в безвредности которых никто не сомневается. Очевидно, что опасения и слухи, связанные с вредом, якобы наносимым газированными напитками, не основаны на имеющихся сегодня научных данных [27]. Ученым как раз нужна серьезная и достоверная информация для того, чтобы объективно оценить место газированных напитков в ежедневном рационе питания человека. Пока нет никаких объективных научных данных, указывающих на способность газированных напитков вызывать хронические заболевания желудка, пищевода и других органов желудочно-кишечного тракта [14, 22, 27].

Источники:

  1. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врача. – Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994, 383 с.
  2. Зилва Дж.Ф., Пэннел П.Р. Клиническая химия в диагностике и лечении. – М.: Медицина, 1988, 528 с.
  3. Agraval A., Tututian R., Hila A. et al. Ingestion of acidic foods mimics gastroesophageal reflux during pH monitoring. – Dig. Dis. Sci., 2005, v. 50, p. 1916–1920.
  4. Aihara E., Hayashi M., Sasaki Y. et al. Gastric HCO3-secretion induced by mucosal acidification: different mechanisms depending on acid concentration. – Inflammopharmacol., 2005, v. 13, p. 179–190.
  5. Akiba Y., Kaunitz J. Luminal chemosensing in the duodenal mucosa. – Acta Physiol., 2011, v. 201, № 1, p. 77–84.
  6. Akiba Y., Kaunitz J. Duodenal chemosensing and mucosal defenses. – Digestion, 2011, v. 83 (suppl. 1), p. 25–31.
  7. Anti M., Lippi M., Santarelli L. et al. Effect of mineral water supplementation on gastric emptying of solids in patients with functional dyspepsia assessed with the13 C-octanoic acid breath test. – Hepatogastroenterol., 2004, v. 51, № 60, p. 1856–1859.
  8. Azoulay A., Garzone P., Eisenberg M. Comparison of the mineral content of tap water and bottled waters. – J. Gen. Intern. Med., 2001, v. 16, p. 168–175.
  9. Bertoni M., Olivetti F., Vanghetti M. et al. Effects of bicarbonate-alkaline mineral water on gastric functions and functional dyspepsia: a preclinical and clinical study. – Pharmacol. Res., 2002, v. 46, № 6, p. 525–531.
  10. Bohmer H., Resch K., Gutenbrunner C. Sulphate containing medical waters. A modern medicamentous alternative? – Phys. Med. Rehabil., 1999, v. 9, p. 1–5.
  11. Bortolotti M., Turba E., Mari C. et al. Effect of a mineral water on gastric emptying of patients of patients with idiopathic dyspepsia. – Int. J. Clin. Pharmacol. Res., 1999, v. 19, № 2, p. 53–56.
  12. Cole J., Argenzio R., Eisemann J. Physiological responses in swine treated with water containing sodium bicarbonate as a prophylactic for gastric ulcers. – J. Anim. Sci., 2004, v. 82, № 9, p. 2757–2763.
  13. Cuomo R., Grasso R., Sarnelli G. et al. Effects of carbonated water on functional dyspepsia and constipation. – Eur. J. Gastroenterol. Hepatol., 2002, v. 14, № 9, p. 991–999.
  14. Cuomo R., Sarnelli G., Savarese M. et al. Carbonated beverages and gastrointestinal system: between myth and reality. – Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis., 2009, v. 19, p. 683–689.
  15. Cuomo R., Savarese M., Sarnelli G. et al. Sweetened carbonated drinks do not alter upper digestive tract physiology in healthy subjects. – Neurogastroenterol. Motil., 2008, v. 20, p. 780–789.
  16. Cuomo R., Savarese M., Sarnelli G. et al. The role of a pre-load beverage on gastric volume and food intake: comparison between non-caloric carbonated and non-carbonated beverage. – Nutr. J., 2011, v. 10, p. 114.
  17. Fornai M., Colucci R., Antonioli L. et al. Effects of a bicarbonate-alkaline mineral water on digestive motility in experimental models of functional and inflammatory gastrointestinal disorders. – Meth. Find. Exp. Clin. Pharmacol., 2008, v. 30, p. 1–9.
  18. Furukawa O., Hirokawa M., Zhang L.et al. Mechanism of augmented duodenal HCO3-secretion after elevation of luminal CO2. – Am. J. Physiol. Gastroin. Liver Physiol., 2005, v. 288, p. 557–563.
  19. Gasbarrini G., Candelli M., Graziosetto R. et al. Evaluation of thermal water in patients with functional dyspepsia and irritable bowel syndrome accompanying constipation. – World J. Gastroenterol., 2006, v. 12, № 16, p. 2556–2562.
  20. Hamoui N., Lord R., Hagen J. et al. Response of the lower esophageal sphincter to gastric distension by carbonated beverages. – J. Gastrointest. Surg., 2006, v. 10, p. 870–877.
  21. Ibiebele T., Hughes M., Rurcke O. et al. Cancers of esophagus and carbonated beverages consumption: a population-based case-control study. – Cancer Caus. Contr., 2008, v. 19, p. 577–584.
  22. Johnson T., Gerson L., Hershovici T. et al. Systematic review: the effects of carbonated beverages on gastro-esophageal reflux disease. – Aliment. Pharmacol. Ther., 2010, v. 31, p. 607–614.
  23. Kapicioglu S., Baki A., Reis A. et al. Cola drinks consumption and esophagitis. – Dis. Esophagus, 1999, v. 12, № 4, p. 306–308.
  24. Kapicioglu S., Baki A., Tekelioglu Y. et al. The inhibiting effect of cola on gastric mucosal cell cycle proliferation in humansю – Scand. J. Gastroenterol., 1998, v. 33, № 7, p. 701–703.
  25. Kapicioglu S., Baki A., Tekelioglu Y.et al. The effect of cola consumption on oral mucosa in rats. – Dis. Esophagus, 2000, v. 13, № 1, p. 69–71.
  26. Kim H., Kim K.H., Kim J. et al. The effect of oral cola ingestion for endoscopic inspection of remnant stomach: randomized case control study. – Kor. J. Helicobact. Up. Gastrointest. Res., 2014, v. 14, № 1, p. 39–44.
  27. Kleinman R. Protection of the gastrointestinal tract epithelium against damage from low pH beverages. – J. Food Sci., 2008, v. 73, № 7, p. 99–105.
  28. Lagergren J., Viklund P., Jansson C. Carbonated soft drinks and risk of esophageal adenocarcinoma: a population – based case-control study. – J. Natl. Cancer Inst., 2006, v. 98, p. 1158–1161.
  29. Lehninger A., Nelson L.D., Cox M.M. Lehninger principles of biochemistry. – W.H.: Freeman Publishers, 2008, 1294 p.
  30. Mayne S., Risch H., Dubrow R. et al. Carbonated soft drink consumption and esophageal adenocarcinoma. – J. Natl. Cancer Inst., 2006, v. 98, № 1, p. 72–75.
  31. Nassini R., Andre E., Gassieri D. et al. A bicarbonate-alkaline mineral water protects from ethanol-induced hemorrhagic gastric lesions in mice. – Biol. Pharm. Bull., 2010, v. 33, № 8, p. 1319–1323.
  32. Petrie K.J., Wessely S. Getting well from water. – BMJ, 2004, v. 329, p. 1417–1418.
  33. Pouderoux P., Friedman N., Shirazi P. et al. Effect of carbonated water on gastric emptying and intragastric meal distribution. – Dig. Dis. Sci., 1997, v. 42, p. 34–39.
  34. Riley J. Scientific and medical origin of carbonated waters. – Washington DC: American bottlers of carbonated beverages, 1948, 302 p.
  35. Rubinstein E., Hauge C., Sommer P. et al. Oesophageal and gastric potential difference and pH in healthy volunteers following intakeof Coca-Cola, red wine, and alcohol. – Pharmacol. Toxicol., 1993, v. 72, № 1, p. 61–65.
  36. Rylander R., Arnaud M.J. Mineral water intake reduces blood pressure among subjects with low urinary magnesium and calcium levels. – BMC Public Health, 2004, v. 4, p. 56.
  37. Sasaki Y., Aihara E., Ise F. et al. Stimulatory effect of Coca-Cola on gastroduodenal HCO3-secretion in rats. – Inflammopharmacol., 2007, v. 15, p. 223–228.
  38. Sazaki Y., Aihara E., Ohashi Y.et al. Stimulation by sparkling water of gastroduodenal HCO3-secretion in rats. – Med. Sci. Monit., 2009, v. 15, № 12, p. 349–356.
  39. Shoenut J., Duerksen D., Yaffe C. Impact of ingested liquids on 24-hour ambulatory pH tests. – Dig. Dis. Sci., 1998, v. 43, p. 834–839.
  40. Soldani G., Bertelli A., Mengozzi G. et al. Effect of white wine, Coke and water on basal and food-stimulated gastric acid secretion and gastrin release in the dog. – Int. J. Tissue React., 1987, v. 9, № 5, p. 433–437.
  41. Von Wiesenberger A. The Pocket guide for bottled water. – Chicago: Contemporary books; 1991, 1525 p.
  42. Ward L., Gain O.L., Mullally R.A.et al. Health beliefs about bottled water: a qualitative study. – BMC Public Health, 2009, v. 9, p. 196.
  43. Zachwieja J., Costill D., Widrick J. et al. Effects of drink carbonation on the gastric emptying characteristics of water and flavored water. – Int. J. Sport. Nutr., 1991, v. 1, p. 45–51.