Au cours d'une expérimentation animale d'une durée d'un an, des chercheurs ont évalué pour la première fois l'impact de l'édulcorant artificiel aspartame sur le corps d'une manière à long terme et à faible dose, proche de la réalité, et ont découvert que non seulement il perturbait le métabolisme énergétique du cerveau, mais qu'il pouvait également endommager la fonction cardiaque, même si l'apport était bien inférieur à la « dose journalière acceptable » actuellement fixée par les grandes institutions.

L'étude a été dirigée par le CIC biomaGUNE espagnol et l'Institut de recherche en santé Biogipuzkoa. L'équipe a supplémenté les souris avec de l'aspartame à une dose de 7 mg/kg de poids corporel, ce qui représente seulement environ un sixième de la limite supérieure recommandée par l'OMS, l'Agence européenne des médicaments et la Food and Drug Administration des États-Unis (50 mg/kg/jour) pour éviter les limites des études précédentes qui étaient trop courtes et la dose trop élevée. L'expérience a duré un an, avec 18 souris prenant de l'aspartame pendant trois jours consécutifs toutes les deux semaines, et 14 souris servant de groupe témoin n'ayant pas consommé d'édulcorant.

Au niveau du cerveau, les chercheurs ont utilisé l’imagerie FDG-PET pour suivre l’absorption du glucose dans l’ensemble du cerveau et dans des régions spécifiques du cerveau. Ils ont constaté qu'après seulement deux mois de supplémentation intermittente en aspartame, l'absorption de glucose dans le cerveau des souris augmentait de manière significative, environ deux fois celle du groupe témoin, ce qui indique que le cerveau était dans un état de « consommation d'énergie élevée » à un stade précoce. Cependant, vers 6 mois environ, ce pic d’énergie a commencé à s’inverser. Au bout de 10 mois, le niveau de combustion du glucose dans le cerveau des souris supplémentées en aspartame était environ moitié inférieur à celui du groupe témoin, ce qui signifiait que le cerveau, qui dépendait presque entièrement du glucose, était progressivement « vidé » de son énergie.

Dans l’ensemble, l’aspartame semble faire passer le cerveau d’une mobilisation énergétique élevée à court terme à un état de déficit énergétique à long terme, un schéma plus susceptible d’être associé au stress métabolique qu’à un ajustement adaptatif. Une analyse plus approfondie par spectroscopie de résonance magnétique a montré qu'au bout de deux mois, l'aspartate de N-acétyle (NAA) dans le cortex cérébral du groupe aspartame, qui reflète le métabolisme et l'état fonctionnel des neurones, a augmenté d'environ 13 %. Cependant, après 4 mois, ce signal « positif » a disparu et a continué à s'aggraver ; au bout de 8 mois, le niveau d'acide lactique dans le groupe aspartame était environ 2,5 fois supérieur à celui du groupe témoin, indiquant un trouble du métabolisme énergétique cellulaire.

La recherche souligne que cela est étroitement lié à la relation métabolique entre les astrocytes et les neurones : les astrocytes sont responsables de la conversion du glucose en acide lactique qui est plus facilement utilisé par les neurones pour approvisionner ces consommateurs d'énergie. Cependant, lorsque le lactate reste longtemps à un niveau élevé, les neurones sont difficiles à utiliser efficacement. L'acide lactique commence à s'accumuler localement, rompant l'équilibre énergétique dans le cerveau et faisant entrer le cerveau dans un « mode d'urgence » similaire. L'efficacité du travail des circuits neuronaux associés diminue et la vitesse d'apprentissage, la tolérance mentale et les capacités de traitement de tâches complexes peuvent être affectées.

Pour vérifier cela, l’équipe a utilisé le labyrinthe de Barnes pour effectuer des tests d’apprentissage spatial et de mémoire. Les résultats ont montré qu'à 4 mois, les souris supplémentées en aspartame se déplaçaient plus lentement et parcouraient des distances plus courtes pendant l'entraînement, et le temps moyen nécessaire pour trouver un trou de fuite était près de deux fois supérieur à celui du groupe témoin, mais cette différence n'était pas statistiquement stable. Au huitième mois, l’écart de performance entre les deux groupes s’est encore creusé. Deux souris du groupe aspartame n’ont même pas réussi à accomplir la tâche. La performance globale était cohérente avec les changements métaboliques mentionnés ci-dessus, reflétant que leur capacité à résoudre des problèmes et à effectuer des tâches était affaiblie par une consommation à long terme d'aspartame.

Les effets ne se limitent pas au cerveau. Les examens d'imagerie cardiaque ont montré qu'à la fin de l'essai, la structure et la fonction cardiaque des souris supplémentées en aspartame présentaient des changements significatifs. L'efficacité de l'éjection ventriculaire a diminué et le débit sanguin par contraction a diminué. Bien que les dommages à l'œil nu et à la structure n'aient pas été graves, la fonction de pompage du sang a été affaiblie. À long terme, cela signifie que divers organes, dont le cerveau, reçoivent un apport légèrement insuffisant en sang et en oxygène, ce qui peut encore aggraver la charge métabolique.

En termes de poids corporel et de répartition des graisses, l'étude a révélé que la masse grasse totale accumulée chez les souris du groupe aspartame en un an était environ 20 % inférieure à celle du groupe témoin, mais cette « perte de graisse » ne s'est pas traduite par de meilleurs indicateurs de santé métabolique. Bien que les poids des deux groupes soient similaires, la répartition des graisses dans le groupe aspartame s’est progressivement orientée vers la graisse viscérale, avec une augmentation de la proportion de graisse entourant les organes et une diminution de la masse maigre. On pense que cette tendance exerce une plus grande pression sur le cœur et le système métabolique et explique en partie les changements dans la fonction cardiaque et l’utilisation de l’énergie cérébrale.

L'équipe de recherche a conclu que l'aspartame peut effectivement réduire les dépôts de graisse d'environ 20 % chez la souris, mais au détriment d'une légère hypertrophie cardiaque et d'une diminution des performances cognitives ; autrement dit, si cet édulcorant « réduit les graisses » dans les modèles animaux, il s'accompagne de modifications physiopathologiques au niveau du cœur et éventuellement du cerveau. Cependant, les auteurs ont également souligné qu'une limite importante de cette étude est qu'elle est actuellement basée uniquement sur des modèles animaux et que les effets à long terme chez l'homme doivent encore être confirmés. Cependant, les résultats soulignent l’importance de mener des études à plus long terme sur des édulcorants largement utilisés, tels que l’aspartame, qui sont proches des niveaux d’apport quotidien.

Depuis qu'il a été approuvé pour la première fois par la FDA américaine en 1974, l'aspartame (ester méthylique de L-aspartyl-L-phénylalanine) est devenu l'un des édulcorants artificiels les plus dominants sur le marché américain et est largement utilisé dans environ 6 000 aliments et boissons. De nombreuses études ont suggéré dans le passé qu'elle était associée à des risques pour la santé, tels que de graves problèmes cardiaques et une diminution des fonctions d'apprentissage et de mémoire. Cette expérience à long terme fournit en outre de nouveaux indices sur ce risque potentiel provenant des deux dimensions du métabolisme énergétique cérébral et de la fonction cardiaque.