DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2026.1841453
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42311939
تاريخ النشر: 2026-06-02
المؤلف: Zhiqiang Dai وآخرون
الموضوع الرئيسي: التحليل الكيميائي الحيوي وتقنيات الاستشعار
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة الآليات المحتملة التي قد يسهم بها الأسبارتام، وهو مُحلي صناعي يُستخدم على نطاق واسع، في ضعف الانتصاب (ED). باستخدام أدوات المعلوماتية الحيوية المختلفة، حدد الباحثون 133 جينًا متداخلًا مرتبطًا بالأسبارتام وED، والتي كانت غنية بشكل أساسي في المسارات المرتبطة بتنظيم الأوعية الدموية، وإشارات البطانة، والاستماتة، ومسار PI3K-Akt/HIF-1. من مجموعة بيانات GSE2457، تم تحديد سبعة جينات متداخلة، مع تسليط الضوء على DPP4 وGLUL وHRAS كأهداف رئيسية، وخاصة DPP4، الذي أظهر أقوى قيمة تنبؤية.
تشير النتائج إلى أن الأسبارتام قد يزيد من تفاقم ED من خلال تحفيز خلل البطانة والاستماتة. أظهرت محاكاة الديناميات الجزيئية ارتباطًا مستقرًا بين الأسبارتام وDPP4. كشفت التجارب في المختبر أن الأسبارتام أضعف هجرة خلايا بطانة الجسم الكهفي القضيب، وزاد من تعبير DPP4 وBax، وانخفض نسبة eNOS الفسفوري إلى eNOS وتعبير Bcl-2. من المهم أن مثبط DPP4، ساكساجلابتين، كان قادرًا على عكس هذه التأثيرات جزئيًا، مما يعزز دور DPP4 في الآلية التي قد يعزز بها الأسبارتام تقدم ED.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث الأسبارتام، وهو مُحلي صناعي شائع يُعرف بحلاوته العالية ومحتواه المنخفض من السعرات الحرارية، مما يجعله بديلاً شائعًا للسكر في مختلف المنتجات الغذائية. وضعت الهيئات التنظيمية، بما في ذلك EFSA وJECFA، حدًا مقبولًا للاستهلاك اليومي (ADI) يبلغ 40 ملغ/كغ من وزن الجسم/يوم، بينما حددت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية حدًا أعلى يبلغ 50 ملغ/كغ من وزن الجسم/يوم. ومع ذلك، صنفت الوكالة الدولية لبحوث السرطان (IARC) الأسبارتام ضمن المجموعة 2B، مما يشير إلى أنه “قد يكون مسرطنًا للبشر.” تؤكد هذه التصنيف على ضرورة استمرار البحث في التأثيرات البيولوجية للأسبارتام، خاصة فيما يتعلق بالإجهاد التأكسدي، وتلف الميتوكوندريا، والاستماتة، التي قد تمتد إلى ما هو أبعد من دوره كبديل للسعرات الحرارية.
تسلط الورقة الضوء على الرابط المحتمل بين الأسبارتام وضعف الانتصاب (ED)، وهي حالة مرتبطة بخلل البطانة والاستماتة في الجسم الكهفي القضيب. تم تحديد اضطراب إشارات سينثاز أكسيد النيتريك البطانوي (eNOS) كعامل حاسم في ED، حيث يؤدي الإجهاد التأكسدي والاستماتة إلى تفاقم إصابة البطانة. تهدف الدراسة إلى التحقيق فيما إذا كانت الأهداف المرتبطة بالأسبارتام غنية في الآليات الكامنة وراء ED، خاصة في سياق ضعف الانتصاب السكري (DMED)، الذي يتميز بخلل البطانة وضعف إشارات eNOS/NO. باستخدام علم السموم الشبكي، والتصميم الجزيئي، ومحاكاة الديناميات الجزيئية، تسعى الأبحاث إلى توضيح الأهداف الجزيئية والمسارات التي قد يؤثر من خلالها الأسبارتام على ED، مما يوفر إطارًا نظريًا لفهم تأثيراته السامة المحتملة.
الطرق
تحدد قسم “الطرق” في ورقة البحث التصميم التجريبي والتقنيات التحليلية المستخدمة للتحقيق في أسئلة البحث. استخدمت الدراسة نهجًا كميًا، يتضمن تحليلات إحصائية لتقييم البيانات المجمعة من تجارب مختلفة. تضمنت المنهجيات المحددة تجارب مختبرية محكومة، حيث تم التلاعب بالمتغيرات بشكل منهجي لملاحظة تأثيراتها على النتائج المعنية.
شمل جمع البيانات استخدام أدوات موحدة لضمان الموثوقية والصلاحية، تلاها اختبار إحصائي صارم لتحليل النتائج. تم استخدام تقنيات مثل تحليل الانحدار وANOVA لتحديد الفروق والعلاقات المهمة بين المتغيرات. يبرز القسم أهمية القابلية للتكرار والشفافية في الطرق المستخدمة، حيث يقدم حسابًا مفصلًا للإجراءات للسماح بالتحقق المستقل من النتائج.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يتضمن عادةً بيانات كمية، وتحليلات إحصائية، وتمثيلات بصرية مثل الرسوم البيانية أو الجداول التي توضح النتائج. غالبًا ما تتم مقارنة النتائج مع الفرضيات أو الدراسات السابقة لتسليط الضوء على الفروق المهمة أو التأكيدات.
في هذا القسم، قد يبلغ المؤلفون عن مقاييس محددة، مثل المتوسطات، والانحرافات المعيارية، أو قيم p، لدعم ادعاءاتهم. بالإضافة إلى ذلك، يتم مناقشة أي اتجاهات أو أنماط ملحوظة في البيانات، مما يوفر رؤى حول تداعيات النتائج. بشكل عام، يخدم هذا القسم لنقل الأدلة التجريبية التي تدعم أهداف البحث واستنتاجاته.
المناقشة
في قسم المناقشة من ورقة البحث، يوضح المؤلفون منهجيتهم لتقييم سمية الأسبارتام وروابطه المحتملة مع ضعف الانتصاب (ED). استخدموا منصات عبر الإنترنت مختلفة، بما في ذلك ProTox-3.0 وADMETlab 3.0 وAdmetSAR 3.0، للتنبؤ بملف سمية الأسبارتام، كاشفين عن ارتباطات مع السمية الكلوية، والسمية التنفسية، والسمية التناسلية. بعد ذلك، حددوا 704 جينًا مستهدفًا محتملاً للأسبارتام و1,687 جينًا مرتبطًا بـ ED، ووجدوا 133 جينًا متداخلًا. ومن الجدير بالذكر أن جينات مثل TNF وAKT1 وBCL2 تم تسليط الضوء عليها لدورها المركزي في شبكة التفاعل بين البروتينات (PPI)، مما يشير إلى أن الأسبارتام قد يؤثر على ED من خلال آليات تتضمن الالتهاب، والاستماتة، ووظيفة الأوعية الدموية.
أشارت التحليلات الإضافية، بما في ذلك إثراء KEGG وGene Ontology (GO)، إلى أن الجينات المتداخلة كانت مرتبطة بشكل كبير بمسارات مثل مسار إشارات PI3K-Akt والاستماتة، مما يبرز إمكانية تفاقم الأسبارتام لـ ED من خلال تعزيز موت الخلايا المبرمج وتعطيل توازن الأوعية الدموية. تشير النتائج إلى أن تأثيرات الأسبارتام قد تكون متوسطة من خلال تأثيره على مسارات الإشارات الخلوية، وخاصة تلك المعنية بتنظيم الأوعية الدموية والاستجابة للمؤثرات الهرمونية، والتي تعتبر حاسمة للحفاظ على وظيفة الانتصاب. بشكل عام، توفر الدراسة إطارًا شاملاً لفهم التداعيات السمية للأسبارتام فيما يتعلق بـ ED، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من التحقيق في تأثيراته البيولوجية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2026.1841453
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42311939
Publication Date: 2026-06-02
Author(s): Zhiqiang Dai et al.
Primary Topic: Biochemical Analysis and Sensing Techniques
Overview
This study investigates the potential mechanisms by which aspartame, a widely used artificial sweetener, may contribute to erectile dysfunction (ED). Utilizing various bioinformatics tools, the researchers identified 133 overlapping genes related to aspartame and ED, which were primarily enriched in pathways associated with vascular regulation, endothelial signaling, apoptosis, and the PI3K-Akt/HIF-1 pathway. From the GSE2457 dataset, seven overlapping genes were identified, with DPP4, GLUL, and HRAS highlighted as key targets, particularly DPP4, which exhibited the strongest predictive value.
The findings indicate that aspartame may exacerbate ED by inducing endothelial dysfunction and apoptosis. Molecular dynamics simulations demonstrated stable binding between aspartame and DPP4. In vitro experiments revealed that aspartame impaired the migration of penile corpus cavernosum endothelial cells, increased DPP4 and Bax expression, and decreased the ratio of phosphorylated eNOS to eNOS and Bcl-2 expression. Importantly, the DPP4 inhibitor saxagliptin was able to partially reverse these effects, reinforcing the role of DPP4 in the mechanism by which aspartame may promote ED progression.
Introduction
The introduction of the research paper discusses aspartame, a prevalent artificial sweetener recognized for its high sweetness and low caloric content, making it a common substitute for sugar in various food products. Regulatory bodies, including the EFSA and JECFA, have established an acceptable daily intake (ADI) of 40 mg/kg body weight/day, while the U.S. FDA has set a higher limit of 50 mg/kg body weight/day. However, the International Agency for Research on Cancer (IARC) classified aspartame as Group 2B, indicating it is “possibly carcinogenic to humans.” This classification underscores the necessity for ongoing research into aspartame’s biological effects, particularly concerning oxidative stress, mitochondrial damage, and apoptosis, which may extend beyond its role as a caloric substitute.
The paper highlights the potential link between aspartame and erectile dysfunction (ED), a condition associated with endothelial dysfunction and apoptosis in the penile corpus cavernosum. The disruption of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) signaling is identified as a critical factor in ED, with oxidative stress and apoptosis exacerbating endothelial injury. The study aims to investigate whether aspartame-related targets are enriched in the mechanisms underlying ED, particularly in the context of diabetic erectile dysfunction (DMED), characterized by endothelial dysfunction and impaired eNOS/NO signaling. Utilizing network toxicology, molecular docking, and molecular dynamics simulations, the research seeks to elucidate the molecular targets and pathways through which aspartame may influence ED, thereby providing a theoretical framework for understanding its potential toxic effects.
Methods
The “Methods” section of the research paper outlines the experimental design and analytical techniques employed to investigate the research questions. The study utilized a quantitative approach, incorporating statistical analyses to evaluate the data collected from various experiments. Specific methodologies included controlled laboratory experiments, where variables were systematically manipulated to observe their effects on the outcomes of interest.
Data collection involved the use of standardized instruments to ensure reliability and validity, followed by rigorous statistical testing to analyze the results. Techniques such as regression analysis and ANOVA were employed to determine significant differences and relationships among the variables. The section emphasizes the importance of replicability and transparency in the methods used, providing a detailed account of the procedures to allow for independent verification of the findings.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments or analyses. It typically includes quantitative data, statistical analyses, and visual representations such as graphs or tables that illustrate the outcomes. The results are often compared against the hypotheses or previous studies to highlight significant differences or confirmations.
In this section, the authors may report specific metrics, such as means, standard deviations, or p-values, to substantiate their claims. Additionally, any observed trends or patterns in the data are discussed, providing insights into the implications of the findings. Overall, this section serves to convey the empirical evidence that supports the research objectives and conclusions.
Discussion
In the discussion section of the research paper, the authors detail their methodology for assessing the toxicity of aspartame and its potential links to erectile dysfunction (ED). They utilized various online platforms, including ProTox-3.0, ADMETlab 3.0, and AdmetSAR 3.0, to predict aspartame’s toxicity profile, revealing associations with nephrotoxicity, respiratory toxicity, and reproductive toxicity. Following this, they identified 704 potential target genes for aspartame and 1,687 genes related to ED, finding 133 overlapping genes. Notably, genes such as TNF, AKT1, and BCL2 were highlighted for their central roles in the protein-protein interaction (PPI) network, suggesting that aspartame may influence ED through mechanisms involving inflammation, apoptosis, and vascular function.
Further analyses, including KEGG and Gene Ontology (GO) enrichment, indicated that the overlapping genes were significantly associated with pathways such as the PI3K-Akt signaling pathway and apoptosis, underscoring the potential for aspartame to exacerbate ED by promoting programmed cell death and disrupting vascular homeostasis. The findings suggest that aspartame’s effects may be mediated through its impact on cellular signaling pathways, particularly those involved in vascular regulation and response to hormonal stimuli, which are critical for maintaining erectile function. Overall, the study provides a comprehensive framework for understanding the toxicological implications of aspartame in relation to ED, emphasizing the need for further investigation into its biological effects.