Иммунология и биохимия

Фруктоза в диете: метаболизм у человека

Фруктоза диеты, вред: гипотезы и факты 

Фруктоза (Ф) является частью пищи человека в течение многих тысяч лет. В высоких концентрациях она находится во фруктах и в меньшей степени в овощах.  Ф составляет половину сахара. Сахар - дисахарид глюкозы и фруктозы. Сахар из тростника, сахарной свеклы и кукурузы производится в промышленных масштабах и в значительных количествах добавляется в продукты питания. Кукурузный сахар получают из кукурузного крахмала - это кукурузный сироп. В основном кукурузный сироп содержит 55% Ф и 41% глюкозы. В течение последних нескольких десятилетий ожирение и метаболический синдром  резко возросли в мире, но в большей степени в США. Поскольку в США распространенность ожирения совпала с началом широкого потребления кукурузного сиропа, и существует прямая зависимость между увеличением потребления сахара, появились предложения, что кукурузный сироп или  Ф как свободный моносахарид может быть причиной различных неблагоприятных последствий для здоровья. Среди них ожирение, сахарный диабет тип 2, ожирение печени, не связанное с алкоголем.

Последовавшие масштабные исследования позволили установить, что потребление сахара в последние два десятилетия значительно снизилось, а распространенность ожирения продолжает расти. Полагают, что ожирение - это вопрос энергетического баланса.

Далее, высказана гипотеза, что  Ф, как фрагмент сахара, вызывает повышение уровня мочевой кислоты в сыворотке крови, что может привести к развитию сахарного диабета 2-го типа. Но в настоящее время нет прямых доказательств причинно-следственной связи между содержанием мочевой кислоты и диабетом, как и между уровнем мочевой кислоты и неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП). Главное, нет связи между обычными уровнями употреблении фруктозы с пищей и содержанием уратов (соли мочевой кислоты) в сыворотке крови.

Известно, что высокие уровни фруктозы в диете могут увеличить уровень триглицеридов (жиров) в сыворотке крови. На этом основании высказывалась гипотеза о связи фруктозы и НАЖБП. Тем не менее, все факторы, связанные с развитием жировой болезни печени, недостаточно хорошо изучены и могут включать в себя резистентность к инсулину, воспаление, нарушение в контроле образования активных форм кислорода в митохондриях (рис.1 Метаболизм фруктозы (высокий уровень) ).

Высказанные гипотезы послужили основанием для детального исследования метаболизма глюкозы и фруктозы в организме человека, влияние метаболизма одного сахара на другой.

Всасывание фруктозы в тонком кишечнике

  • Ф легко всасывается, и её поглощение облегчается наличием в пище других сахаров. Сахароза, мед, смеси 50:50 глюкоза-фруктоза и кукурузный сироп, по всей видимости, всасываются аналогично.
  • Всосавшаяся  Ф сама по себе удерживается в печени, в то время как глюкоза поступает в обращение и используется всеми тканями.
  • Уровни Ф в плазме на порядок (в 10 раз) ниже глюкозы.  Ф  крови лишь незначительно повышает уровень инсулина. Более низкая концентрация Ф в крови и незначительный ответ инсулина на потребление Ф признаны как желательные для диабетической диеты. 

Метаболизм фруктозы и глюкозы

  • Важный момент различия метаболизма между глюкозой и Ф наблюдается в двух областях. Метаболизм глюкозы и фруктозы в организме человекаПри невысоком содержании Ф в крови она извлекаются, поглощается и включается в метаболизм печени, а затем как лактат поступает в периферические ткани. Поглощенная глюкоза или та, которая образуется в печени из Ф или других предшественников, либо метаболизируется  в печени или поступает в поток крови и далее к внепеченочным тканям. Абсорбируемая  Ф расщепляется в печени на глицеральдегид и дигидроксиацетон фосфат. Эти две триозы далее вступают на путь метаболизма глицерин фосфата и пирувата соответственно. Преобразование лактата (молочной кислоты) из фруктозы и глюкозы, играет важную роль в глюконеогенезе (синтезе глюкозы), цикле трикарбоновых кислот и синтезе липидов (рисунок 1). Образование лактата позволяет метаболитам Ф покинуть печень и транспортироваться в периферические ткани. Расщепление Ф до глицерин фосфата и последующее его восстановление приводит к образованию глицерина. Установлено, что концентрация глицерина в крови увеличивается после приема Ф спортсменами. Повышение глицерина после приема Ф либо больше или аналогично таковым после приема глюкозы, и образующийся глицерин может быть окислен для получения энергии.  
  •  Часть Ф после преобразования в глюкозу, включается в гликоген, но степень не известна. 
  • Поступление Ф оказывает влияние на продукцию глюкозы печенью и утилизацию глюкозы во всем теле. 
  • Фруктоза   метаболизирует по-разному у индивидов при ожирении или с повышенным риском диабета.

Метаболическая судьба фруктозы пищи

  • Метаболизм Ф по тому или иному пути четко регулируется энергетическим балансом организма во время потребления углевода. 

Помимо конкретных медицинских и физиологических состояний, важную роль в использовании организмом углеводов пищи играют физическая активность, избыточное потребление энергии, диетический состав макроэлементов.

  • Превращения фруктоза-лактат

Значительное количество Ф может быть преобразовано в лактат, но количественные данные метаболической конверсии диетической Ф в лактат очень ограничены. 

  •  Превращения фруктоза-липиды

Взаимосвязи между диетической фруктозой и синтезом липидов сложные. Прием Ф сопровождается увеличением в плазме триглицеридов и липопротеидов низкой плотности. Но не ясно связано ли это с повышенным синтезом липидов или снижением их катаболизма.

Важными факторами, влияющими на фруктозо-липидные отношения, являются уровни потребления фруктозы, состояние здоровья и пол испытуемых. В целом, влияние потребления Ф на липиды плазмы и синтез новых липидов (липогенез de nevo) остается спорным и недостаточно неизученным.

  • Влияние экзогенных сахаров на утилизации эндогенных источников энергии

После приема сахара, использование телом источников энергии изменяется. Включение в источники энергии экзогенных углеводов, как правило, сопровождается снижением катаболизма эндогенных углеводов и жиров. Степень снижения обычно обусловлена съеденным типом сахара, количеством всосавшегося и состоянием потребности в энергии тела. При физических нагрузках более вероятно, будет окисляться преимущественно глюкоза, но не  Ф. В состоянии покоя этот сценарий будет идти в противоположном направлении. 

Выводы

Метаболизм  фруктозы пищиНа рисунке 2 приведены основные метаболические судьбы диетической фруктозы (исследования с меченым углеродом сахара).

Средняя скорость окисления пищевой Ф 45,0% (в диапазоне 30.5-59%) поглощенной дозы здоровыми лицами в течение 3-6 часов. При физических нагрузках в течение 2-3 часов средняя скорость окисления Ф достигает 45,8% (в диапазоне 37.5-62%).

При попадании в организм фруктозы вместе с глюкозой средняя скорость окисления смешанных сахаров увеличивается до 66,0% (в диапазоне 52.2-73.6%) в аналогичных условиях. Средняя скорость конверсии Ф в глюкозу составила 41% (в диапазоне 29-54%) от поглощенной дозы через 3-6 ч после приема пищи здоровыми субъектами в покое. Это значение может быть выше при нагрузках. Сумма преобразования фруктозы в гликоген остается неясной.

В короткие периоды времени (≤ 6 часов) после приема фруктозы лишь небольшой процент фруктозы включается в синтез жиров. Эффект гиперлипидемии после приема Ф может включать в себя другие метаболические механизмы, в частности другие источники энергии, щадящие липиды. И, наконец,  Ф может катаболизировать в лактат и вызывать увеличение концентрации молочной кислоты в крови. Примерно четверть проглоченной фруктозы может быть преобразована в лактат в течение нескольких часов. Превращение фруктозы в лактат - это путь освобождения метаболитов Ф из печени для  ее внепеченочных использований. 

Таким образом, фруктоза, обычно потребляемая в смешанных источниках углеводов, не оказывает специфического метаболического эффекта, который может объяснять увеличение массы тела. Следовательно, рекомендации и политика общественного здравоохранения, направленные на сокращение потребления фруктозы,   спорные и нецелесообразные. Хотя имеющиеся данные свидетельствуют о том, что потребление подслащенных сахаром напитков связано с увеличением массы тела, и, возможно, что среди основных составляющих этих напитков является фруктоза, гораздо более важным   в плане эпидемии ожирения чрезмерное потребление энергии.

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поиск по сайту

Консоль отладки Joomla!

Сессия

Результаты профилирования

Использование памяти

Запросы к базе данных