Aspartame induced cardiac oxidative stress in Wistar albino rats

Aspartame (non-nutritive sweetener) is consumed by millions of people in products like beverages, instant breakfasts, desserts, breathe mints, sugar free chewing gum, vitamins, and pharmaceutical. On a weight basis, metabolism of aspartame generates approximately 50% phenylalanine, 40% aspartic acid and 10% methanol. The detailed mechanisms of their effects on cardiac tissue are still unclear. The present study aimed to clarify whether longer time aspartame consumption has any effect on heart of Wistar albino rats. Animals were randomly divided into 4 groups of 6 animals (group-1: control, group-2: folate deficient diet fed animals, group-3: control animals treated with aspartame, group-4: folate deficient diet fed animals treated with aspartame). Aspartame was given orally (40 mg/kg·bw/day), dissolved in normal saline and for 90 days. Since human beings have very low hepatic folate content, the folate deficient diet fed animals were used to mimic the human methanol metabolism. Aspartame consumption increased significantly plasma corticosterone level, suggesting that aspartame may act as a chemical stressor. There was a significant increase in lipid peroxidation, nitric oxide and protein carbonyl, and significant decrease in protein thiol, cardiac membrane bound ATPases (Na+, K+, Ca++, Mg++), enzymatic (SOD, CAT, GPX, G6PD, GR) and non-enzymatic antioxidants (GSH, Vit-C, Vit-E) as well as a significant increase in heart rate and heart marker enzymes (CK and CK-MB). It may be due to excessive generation of free radicals, which impairs cardiac function. Aspartame metabolite methanol or formaldehyde may be the causative factors behind these changes. However, up regulation of Hsp70 in immunohistochemical analysis of cardiac tissue might be a protective response to oxidative stress induced by aspartame metabolites and structural damages in cardiac tissue.

RésuméL’aspartame est un édulcorant consommé par des millions de personnes dans des boissons, des préparations pour petits déjeuners, des desserts, des pastilles de menthe, des gommes à mâcher, des vitamines et certains médicaments. Du point de vue pondéral, ses métabolites sont pour environ 50 % de la phénylalanine, 40 % de l’acide aspartique et 10 % du méthanol, dont les effets sur le myocarde sont mal connus. L’étude avait pour but de préciser chez le rat Wistar albinos les effets cardiaques d’une consommation d’aspartame de longue durée. Les animaux étaient randomisés en 4 groupes de 6 (groupe 1 : animaux contrôle, groupe 2 : animaux nourris avec un régime déficient en folates, groupe 3 : animaux contrôles recevant de l’aspartame, groupe 4 : animaux avec aspartame et régime déficient en folates). L’aspartame était donné per os durant 90 jours sous forme dissoute dans du sérum physiologique à la dose de 40 mg/kg/jour. Les animaux avec régime déficient en folates étaient utilisés pour mimer le métabolisme du méthanol chez l’homme. La consommation d’aspartame induisait une augmentation du cortisol plasmatique, suggérant un effet stressant du produit. La peroxydation lipidique, le monoxyde d’azote, les protéines carbonylées étaient augmentés, alors qu’étaient réduites les protéines thiols et les ATPases membranaires cardiaques (Na+, K+, Ca++, Mg++), les antioxydants enzymatiques (SOD, CAT, GPX, G6PD, GR) et non enzymatiques (glutathion réduit, vitamines C et E). Il y avait une augmentation de la fréquence cardiaque et des marqueurs enzymatiques cardiaques (CK et CK-MB), qui pouvait être due à une production excessive de radicaux libres, avec une altération de la fonction myocardique. Des métabolites comme le méthanol et l’aldéhyde formique pouvaient être impliqués. La régulation positive de la protéine Hsp70 en analyse immunohistochimique du myocarde pouvait être une réponse au stress induite par les métabolites de l’aspartame et les altérations structurales myocardiques.