ometendoОжирение и метаболизмObesity and metabolism2071-87132306-5524Endocrinology Research Centre10.14341/omet13291ometendo-13291Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL STUDIESРазличия в функциональной активности мозга при употреблении сахара и некалорийных сахарозаменителейDifferences in the functional activity of the brain when using sugar and low-calorie sweetenershttps://orcid.org/0000-0003-0522-767XРаскуражевА. А.RaskurazhevA. A.

Раскуражев Антон Алексеевич , к.м.н.

Scopus Author ID: 57191092653

Москва

Anton A. Raskurazhev, MD, PhD 

Scopus Author ID: 57191092653 

Moscow

raskurazhev@neurology.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4626-6520КузнецоваП. И.KuznetsovaP. I.

Кузнецова Полина Игоревна, к.м.н. 

Scopus Author ID: 57191089917

125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 80

Polina I. Kuznetsova, MD, PhD 

Scopus Author ID: 57191089917 

125367, Moscow, Volokolamskoe shosse, h. 80 

kuznetsova@neurology.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9093-344XМорозоваС. Н.MorozovaS. N.

Морозова Софья Николаевна , к.м.н. 

Scopus Author ID: 57201358482

Москва

Sofia N. Morozova, MD, PhD 

Scopus Author ID: 57201358482 

Moscow

morozova@neurology.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2373-2231АнтоноваК. В.AntonovaK. V.

Антонова Ксения Валентиновна , д.м.н. 

Scopus Author ID: 7004672742

Москва

Ksenia V. Antonova, MD, PhD 

Scopus Author ID: 7004672742 

Moscow

antonova@neurology.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6170-6603СилинаН. В.SilinaN. V.

Силина Наталья Валерьевна

Москва

Natalia V. Silina, MD 

Moscow

silina.natalya@endocrincentr.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8077-9381МазуринаН. В.MazurinaN. V.

Мазурина Наталия Валентиновна, д.м.н. 

Москва

Natalya V. Mazurina, MD, PhD 

Moscow

mazurina.natalya@endocrincentr.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8520-8702ТрошинаЕ. А.TroshinaE. A.

Трошина Екатерина Анатольевна, д.м.н., член-корр. РАН, профессор

Москва

Ekaterina A. Troshina, MD, PhD, Professor 

Moscow

troshina.ekaterina@endocrincentr.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5883-8119ТанашянМ. М.TanashyanM. M.

Танашян Маринэ Мовсесовна , д.м.н., профессор, академик РАН

Scopus Author ID: 6506228066

Москва

Marine M. Tanashyan, MD, PhD, Professor, Academician of the Russian Academy of Sciences 

Scopus Author ID: 6506228066 

Moscow

mtanashyan@neurology.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский центр неврологии и нейронаук»РоссияRussian Сenter of Neurology and NeurosciencesRussian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр эндокринологии имени академика И.И. Дедова» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияEndocrinology Research CentreRussian Federation2026180720262326776Copyright © Раскуражев А.А., Кузнецова П.И., Морозова С.Н., Антонова К.В., Силина Н.В., Мазурина Н.В., Трошина Е.А., Танашян М.М., 20262026Раскуражев А.А., Кузнецова П.И., Морозова С.Н., Антонова К.В., Силина Н.В., Мазурина Н.В., Трошина Е.А., Танашян М.М.Raskurazhev A.A., Kuznetsova P.I., Morozova S.N., Antonova K.V., Silina N.V., Mazurina N.V., Troshina E.A., Tanashyan M.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.omet-endojournals.ru/jour/article/view/13291Обоснование

Обоснование. Употребление продуктов с высоким содержанием сахара вызывает изменения в функционировании церебральных систем, вовлекая гедонистические и гомеостатические механизмы, что может являться одним из механизмов формирования повышенной тяги к сладкой пище, увеличения массы тела и развития метаболических нарушений. В качестве альтернативы сахарозе широко применяются некалорийные сахарозаменители. Изменения активности зон мозга при применении различных низкокалорийных подсластителей, стимулирующих рецепторы сладкого вкуса, малоизучены.

Цель

Цель. Изучить особенности функциональной активности различных областей головного мозга у здоровых добровольцев с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) при употреблении сахарозы и некалорийного сахарозаменителя эритритола (Е968).

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследование были включены 12 добровольцев с нормальной массой тела (ИМТ) <25 кг/м²). Исследование проводилось на МР-томографе Siemens Magnetom Prisma 3.0T. Протокол МРТ-исследования включал последовательности для получения Т2-взвешенных изображений и трехмерных Т1-взвешенных изображений для исключения структурной патологии головного мозга и получения анатомических данных, а также последовательность для получения данных фМРТ покоя.

Результаты

Результаты. Медиана возраста испытуемых — 25 лет [24; 26]; медиана ИМТ — 22,5 [20; 24,8]. По данным фМРТ, при приеме сахара наблюдается активация связей между височными зонами и зрительной корой, что может отражать усиленную сенсорную интеграцию и мотивационную обработку пищевого вознаграждения. Сахарозаменитель оказывает влияние на функциональную связанность; специфически ослабляется связь между структурами мозжечка, теменной коры и островковой коры, что можно трактовать как снижение вовлеченности интегративных сенсорно-мотивационных сетей, активных в состоянии натощак.

Заключение

Заключение. Динамическое исследование активности головного мозга с помощью фМРТ показало различный паттерн активации зон головного мозга при употреблении сахара и сахарозаменителя.

BACKGROUND

BACKGROUND. Eating foods with a high sugar content causes changes in the functioning of the cerebral systems, involving hedonic and homeostatic mechanisms, which may be one of the mechanisms for the formation of increased cravings for sweet foods, weight gain and the development of metabolic disorders. Low-calorie sweeteners are widely used as an alternative to sucrose. Changes in the activity of brain areas when using various low-calorie sweeteners that stimulate sweet taste receptors are poorly understood.

AIM

AIM. To study the features of functional activity of various brain regions in healthy volunteers using functional magnetic resonance imaging (fMRI) when consuming sugar and the low-calorie sweetener Erythritol (E968).

MATERIALS AND METHODS

MATERIALS AND METHODS. The study included 12 volunteers with a normal body weight (BMI) <25 kg/m2). The study was performed on a Siemens Magnetom Prisma 3.0T MR tomograph. The MRI examination protocol included sequences for obtaining T2-weighted images and three-dimensional T1-weighted images to exclude structural pathology of the brain and obtain anatomical data, as well as a sequence for obtaining resting fMRI data.

RESULTS

RESULTS. The median age of the subjects was 25 years [24; 26]; the median BMI was 22.5 [20; 24.8]. According to fMRI data, when taking sugar, connections between the temporal zones and the visual cortex are activated, which may reflect enhanced sensory integration and motivational processing of food reward. The sweetener has an effect on functional connectivity; the connection between the structures of the cerebellum, parietal cortex and insular cortex is specifically weakened, which can be interpreted as a decrease in the involvement of integrative sensory-motivational networks active on an empty stomach.

CONCLUSION

CONCLUSION. A dynamic study of brain activity using fMRI showed a different pattern of activation of brain areas when consuming sugar and sweetener.

функциональная магнитно-резонансная томография головного мозгаожирениепищевое поведениесахарсахарозаменительfunctional magnetic resonance imaging of the brainobesityeating behaviorsugarsweetenerИсследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках создания новых лабораторий («Лаборатория нейрофармакологической функциональной МРТ», Российский центр неврологии и нейронаук. Регистрационный номер 125011400227-9).ReferencesQin D, Qi J, Shi F, et al. About Sugar Addiction. Brain Behav. 2025;15(7):e70338. doi: https://doi.org/10.1002/brb3.70338Qin D, Qi J, Shi F, et al. About Sugar Addiction. Brain Behav. 2025;15(7):e70338. doi: https://doi.org/10.1002/brb3.70338Алфёрова В.И., Мустафина С.В. Распространенность ожирения во взрослой популяции Российской Федерации (обзор литературы) // Ожирение и метаболизм. — 2022. — Т.19. — №1. — С.96-105 doi: https://doi.org/10.14341/omet12809Alferova VI, Mustafina SV. The prevalence of obesity in the adult population of the Russian Federation (literature review). Obesity and metabolism. 2022;19(1):96-105. (In Russ.) doi: https://doi.org/10.14341/omet12809Malik VS, Pan A, Willett WC, Hu FB. Sugar-sweetened beverages and weight gain in children and adults: a systematic review and meta-analysis. Am J Clin Nutr. 2013;98(4):1084-102. doi: https://doi.org/10.3945/ajcn.113.058362.Malik VS, Pan A, Willett WC, Hu FB. Sugar-sweetened beverages and weight gain in children and adults: a systematic review and meta-analysis. Am J Clin Nutr. 2013;98(4):1084-102. doi: https://doi.org/10.3945/ajcn.113.058362.Aguayo-Guerrero JA, Méndez-García LA, Solleiro-Villavicencio H, et al. Sucralose: From Sweet Success to Metabolic Controversies-Unraveling the Global Health Implications of a Pervasive Non-Caloric Artificial Sweetener. Life (Basel). 2024;14(3):323. doi: https://doi.org/10.3390/life14030323Aguayo-Guerrero JA, Méndez-García LA, Solleiro-Villavicencio H, et al. Sucralose: From Sweet Success to Metabolic ControversiesUnraveling the Global Health Implications of a Pervasive Non-Caloric Artificial Sweetener. Life (Basel). 2024;14(3):323. doi: https://doi.org/10.3390/life14030323Wölnerhanssen BK, Drewe J, Verbeure W, et al. Gastric emptying of solutions containing the natural sweetener erythritol and effects on gut hormone secretion in humans: A pilot dose‐ranging study. Diabetes, Obes Metab. 2021;23(6):1311-1321Wölnerhanssen BK, Drewe J, Verbeure W, et al. Gastric emptying of solutions containing the natural sweetener erythritol and effects on gut hormone secretion in humans: A pilot dose‐ranging study. Diabetes, Obes Metab. 2021;23(6):1311-1321Силина Н.В., Мазурина Н.В., Ершова Е.В. и соавт. Постпрандиальная секреция инсулина и пептида YY при приеме эритритола и сахарозы // Сахарный диабет. — 2024. — Т.27. — №6. — С.536-542. doi: https://doi.org/10.14341/DM13232Silina NV, Mazurina NV, Yershova EV, et al. Postprandial secretion of insulin and peptide YY when taking erythritol and sucrose. Diabetes mellitus. 2024;27(6):536-542. (in Russ) doi: https://doi.org/10.14341/DM13232Van Opstal AM, Hafkemeijer A, van den Berg-Huysmans AA, et al. Brain activity and connectivity changes in response to nutritive natural sugars, non-nutritive natural sugar replacements and artificial sweeteners. Nutr Neurosci. 2021;24(5):395-405. doi: https://doi.org/10.1080/1028415X.2019.1639306Van Opstal AM, Hafkemeijer A, van den Berg-Huysmans AA, et al. Brain activity and connectivity changes in response to nutritive natural sugars, non-nutritive natural sugar replacements and artificial sweeteners. Nutr Neurosci. 2021;24(5):395-405. doi: https://doi.org/10.1080/1028415X.2019.1639306Schneeberger M, Gomis R, Claret M. Hypothalamic and brainstem neuronal circuits controlling homeostatic energy balance. J Endocrinol. 2014;220(2):25-46. doi: https://doi.org/10.1530/JOE-13-0398Schneeberger M, Gomis R, Claret M. Hypothalamic and brainstem neuronal circuits controlling homeostatic energy balance. J Endocrinol. 2014;220(2):25-46. doi: https://doi.org/10.1530/JOE-13-0398Hahn TM, Breininger JF, Baskin DG, Schwartz MW. Coexpression of Agrp and NPY in fasting-activated hypothalamic neurons. Nat Neurosci. 1998;1(4):271-2. doi: https://doi.org/10.1038/1082Hahn TM, Breininger JF, Baskin DG, Schwartz MW. Coexpression of Agrp and NPY in fasting-activated hypothalamic neurons. Nat Neurosci. 1998;1(4):271-2. doi: https://doi.org/10.1038/1082Gaysinskaya VA, Karatayev O, Shuluk J, Leibowitz SF. Hyperphagia induced by sucrose: relation to circulating and CSF glucose and corticosterone and orexigenic peptides in the arcuate nucleus. Pharmacol Biochem Behav. 2011;97(3):521-30. doi: https://doi.org/10.1016/j.pbb.2010.10.008Gaysinskaya VA, Karatayev O, Shuluk J, Leibowitz SF. Hyperphagia induced by sucrose: relation to circulating and CSF glucose and corticosterone and orexigenic peptides in the arcuate nucleus. Pharmacol Biochem Behav. 2011;97(3):521-30. doi: https://doi.org/10.1016/j.pbb.2010.10.008Soto M, Chaumontet C, Even PC, et al Intermittent access to liquid sucrose differentially modulates energy intake and related central pathways in control or high-fat fed mice. Physiol Behav. 2015;140:44-53. doi: https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2014.12.008Soto M, Chaumontet C, Even PC, et al Intermittent access to liquid sucrose differentially modulates energy intake and related central pathways in control or high-fat fed mice. Physiol Behav. 2015;140:44-53. doi: https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2014.12.008Mitra A, Gosnell BA, Schiöth HB, et al. Chronic sugar intake dampens feeding-related activity of neurons synthesizing a satiety mediator, oxytocin. Peptides. 2010;31(7):1346-52. doi: https://doi.org/10.1016/j.peptides.2010.04.005Mitra A, Gosnell BA, Schiöth HB, et al. Chronic sugar intake dampens feeding-related activity of neurons synthesizing a satiety mediator, oxytocin. Peptides. 2010;31(7):1346-52. doi: https://doi.org/10.1016/j.peptides.2010.04.005Colley DL, Castonguay TW. Effects of sugar solutions on hypothalamic appetite regulation. Physiol Behav. 2015;139:202-9. doi: https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2014.11.025Colley DL, Castonguay TW. Effects of sugar solutions on hypothalamic appetite regulation. Physiol Behav. 2015;139:202-9. doi: https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2014.11.025Cha SH, Wolfgang M, Tokutake Y, et al. Differential effects of central fructose and glucose on hypothalamic malonyl-CoA and food intake. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105(44):16871-5. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.0809255105Cha SH, Wolfgang M, Tokutake Y, et al. Differential effects of central fructose and glucose on hypothalamic malonyl-CoA and food intake. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105(44):16871-5. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.0809255105Page KA, Sinha R, Sherwin RS. Differential effects of fructose and glucose on cerebral blood flow—reply. JAMA. 2013;309(17):1769. doi: https://doi.org/10.1001/jama.2013.3367Page KA, Sinha R, Sherwin RS. Differential effects of fructose and glucose on cerebral blood flow—reply. JAMA. 2013;309(17):1769. doi: https://doi.org/10.1001/jama.2013.3367Murray S, Tulloch A, Criscitelli K, Avena NM. Recent studies of the effects of sugars on brain systems involved in energy balance and reward: Relevance to low calorie sweeteners. Physiol Behav. 2016;164(Pt B):504-508. doi: https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2016.04.004Murray S, Tulloch A, Criscitelli K, Avena NM. Recent studies of the effects of sugars on brain systems involved in energy balance and reward: Relevance to low calorie sweeteners. Physiol Behav. 2016;164(Pt B):504-508. doi: https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2016.04.004Johnson RJ, Nakagawa T, Sanchez-Lozada LG, et al Sugar, uric acid, and the etiology of diabetes and obesity. Diabetes. 2013;62(10):3307-15. doi: https://doi.org/10.2337/db12-1814Johnson RJ, Nakagawa T, Sanchez-Lozada LG, et al Sugar, uric acid, and the etiology of diabetes and obesity. Diabetes. 2013;62(10):3307-15. doi: https://doi.org/10.2337/db12-1814McGlynn ND, Khan TA, Wang L, et al Association of Low- and NoCalorie Sweetened Beverages as a Replacement for Sugar-Sweetened Beverages With Body Weight and Cardiometabolic Risk: A Systematic Review and Meta-analysis. JAMA Netw Open. 2022;5(3):e222092. doi: https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2022.2092McGlynn ND, Khan TA, Wang L, et al Association of Low- and NoCalorie Sweetened Beverages as a Replacement for Sugar-Sweetened Beverages With Body Weight and Cardiometabolic Risk: A Systematic Review and Meta-analysis. JAMA Netw Open. 2022;5(3):e222092. doi: https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2022.2092Budzinska A, Byl L, Teysseire F, et al Caloric labels do not influence taste pleasantness and neural responses to erythritol and sucrose. Neuroimage. 2025;308:121061. doi: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121061Budzinska A, Byl L, Teysseire F, et al Caloric labels do not influence taste pleasantness and neural responses to erythritol and sucrose. Neuroimage. 2025;308:121061. doi: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121061Apps MA, Rushworth MF, Chang SW. The Anterior Cingulate Gyrus and Social Cognition: Tracking the Motivation of Others. Neuron. 2016;90(4):692-707. doi: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2016.04.018Apps MA, Rushworth MF, Chang SW. The Anterior Cingulate Gyrus and Social Cognition: Tracking the Motivation of Others. Neuron. 2016;90(4):692-707. doi: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2016.04.018Chakravartti SP, Jann K, Veit R, et al Non-caloric sweetener effects on brain appetite regulation in individuals across varying body weights. Nat Metab. 2025;7(3):574-585. doi: https://doi.org/10.1038/s42255-025-01227-8Chakravartti SP, Jann K, Veit R, et al Non-caloric sweetener effects on brain appetite regulation in individuals across varying body weights. Nat Metab. 2025;7(3):574-585. doi: https://doi.org/10.1038/s42255-025-01227-8Tsurugizawa T, Uneyama H. Differences in BOLD responses to intragastrically infused glucose and saccharin in rats. Chem Senses. 2014;39(8):683-91. doi: https://doi.org/10.1093/chemse/bju040Tsurugizawa T, Uneyama H. Differences in BOLD responses to intragastrically infused glucose and saccharin in rats. Chem Senses. 2014;39(8):683-91. doi: https://doi.org/10.1093/chemse/bju040Sclafani A, Zukerman S, Ackroff K. Postoral glucose sensing, not caloric content, determines sugar reward in C57BL/6J mice. Chem Senses. 2015;40(4):245-58. doi: https://doi.org/10.1093/chemse/bjv002Sclafani A, Zukerman S, Ackroff K. Postoral glucose sensing, not caloric content, determines sugar reward in C57BL/6J mice. Chem Senses. 2015;40(4):245-58. doi: https://doi.org/10.1093/chemse/bjv002Meyer-Gerspach A, Wingrove J, Beglinger C, et al Erythritol and xylitol differentially impact brain networks involved in appetite regulation in healthy volunteers. Nutritional Neuroscience. 2021;25, 2344 – 2358. doi: https://doi.org/10.1080/1028415X.2021.1965787Meyer-Gerspach A, Wingrove J, Beglinger C, et al Erythritol and xylitol differentially impact brain networks involved in appetite regulation in healthy volunteers. Nutritional Neuroscience. 2021;25, 2344 – 2358. doi: https://doi.org/10.1080/1028415X.2021.1965787Rudolph S, Badura A, Lutzu S, et al Cognitive-Affective Functions of the Cerebellum. J Neurosci. 2023;43(45):7554-7564. doi: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1451-23.2023Rudolph S, Badura A, Lutzu S, et al Cognitive-Affective Functions of the Cerebellum. J Neurosci. 2023;43(45):7554-7564. doi: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1451-23.2023

The authors declare that there are no conflicts of interest present.