Химия и живот - Фруктозата е враг на човека
През втората половина на 20 век броят на пациентите с метаболитен синдром и диабет тип 2 започва бързо да расте. Те се характеризират с инсулинова резистентност (за подробности вижте Chemistry and Life, 2013, No. 7), тоест клетъчен имунитет към инсулинови сигнали и хипергликемия (повишени нива на кръвната захар), а за диабета също и нарушена инсулинова секреция. Захарта е вредна за такива хора и диетолозите предлагат да я заменят с чиста фруктоза, тъй като, за разлика от глюкозата, тя не влияе на секрецията на инсулин. С течение на времето броят на пациентите продължи да расте бързо. И ако преди сто години диабет-2 се смяташе за рядко заболяване, което е характерно предимно за хора, страдащи от затлъстяване и подагра, сега повече от 200 милиона души страдат от него и това заболяване често се развива без връзка с класическото затлъстяване. Следователно трябва да има някаква друга причина за диабета. След размисъл експертите решиха, че вината е фруктозата.
 |
1. Захарозата се състои от две прости захари: глюкоза и фруктоза
Между 1999 и 2004 г. западняците са увеличили приема на фруктоза с почти една трета. Една от основните храни, съдържащи фруктоза, са подсладените със сироп напитки, които представляват до 10% от потреблението на енергия в Съединените щати.
Според епидемични проучвания с увеличаването на консумацията на фруктоза се увеличава броят на страдащите от метаболитен синдром, захарен диабет-2 и сърдечно-съдови заболявания, като това са не само възрастни, но и юноши. Фруктозата предизвиква резистентност към лептин (хормон в мастната тъкан), което повишава апетита и приема на храна. Оказва се, че колкото повече фруктозаусвояваме, толкова повече се разболяваме и учените дори обясниха защо.
Според американските служби, които контролират здравето и храненето на гражданите, привържениците на западната диета консумират 85-100 грама фруктоза на ден. Той, подобно на глюкозата, се абсорбира добре в червата и бързо се метаболизира в чернодробните клетки, но трансформацията на тези захари се извършва по различни начини (фиг. 2).
 |
2. Метаболизъм на глюкоза и фруктоза в чернодробните клетки. CNK - фруктокиназа (кетохексокиназа), DGAF - дихидроксиацетон фосфат. Сивите стрелки показват пътя на превръщане на фруктозата в глюкозо-6-фосфат. Може да участва в синтеза на гликоген, чието разграждане произвежда глюкоза
В черния дроб глюкозата се превръща в пируват. Тази трансформация се регулира от ензимите хексокиназа (глюкокиназа) и фосфофруктокиназа, които пренасят фосфатната група от молекулата на АТФ към молекулата на захарта. Тяхната активност зависи от концентрацията на крайните продукти на реакцията: когато тя достигне определено ниво, ензимите спират да работят. Поради това пируватът не се образува в прекомерни количества и концентрацията на АТФ в клетката остава постоянна.
Фруктозата също се превръща в пируват, но отива към тази цел по различен начин. Хексокиназата почти не участва в метаболизма на фруктозата, фосфатната група е прикрепена към нея от друг ензим, фруктокиназа (кетохексокиназа), който обикновено се обозначава с латинските букви CNK. Този ензим не реагира на концентрацията на крайните продукти на реакцията и работи, докато не може да се справи с цялата налична фруктоза.
От пирувата впоследствие се образува ацетил-КоА, който участва в синтеза на мастни киселини, а при фруктозата този синтез е неконтролиран. В допълнение, поради "неконтролируемостта" на CNK в клетката, резервите от АТФ и фосфати се изчерпват. НоAMP (продукт от разграждането на АТФ) е в излишък и се разгражда, за да образува пикочна киселина, страничен продукт от метаболизма на фруктозата.
Затлъстяване с фруктоза и други проблеми
При тези, които редовно консумират фруктоза, синтезът на мастни киселини е по-активен, отколкото при еквимоларна концентрация на глюкоза. Комбинирайки се с глицерол, мастните киселини образуват триглицериди (сега наричани още триацилглицероли) и напускат черния дроб под формата на липопротеинови комплекси. От сладките напитки с фруктоза концентрацията на триглицеридите в кръвната плазма се повишава по-бързо и се задържа на високо ниво по-дълго, отколкото от напитките, съдържащи глюкоза. Неконтролираният метаболизъм на фруктозата при висок прием води до повишено ниво на триглицериди в кръвта и отлагане на мазнини във висцералната мастна тъкан (тъкан около вътрешните органи).
Задачата на адипоцитите, клетките на мастната тъкан, е да съхраняват мазнини, където, ако е необходимо, се извършва тяхното разграждане и синтез. Но от излишък на мастни киселини, адипоцитите буквално се спукат и увеличават секрецията на адипокини - хормони на мастната тъкан. Има няколко от тях и имат различни функции, включително повишаване на кръвното налягане, повлияване на образуването на нови кръвоносни съдове, причиняване на възпаление и инсулинова резистентност и нарушаване на бъбречната функция. Претоварените с мастни киселини клетки страдат от оксидативен стрес и инсулинова резистентност. Единственият адипокин, чийто синтез е намален в увеличените клетки на мастната тъкан, е адипонектинът, който участва в регулирането на нивата на глюкозата и разграждането на мастните киселини. Когато нивата на адипонектин спадат, нивата на кръвната захар се повишават и комбинацията от тези признаци показва риск от развитие на диабет тип 2. Ниските нива на адипонектин също имат отрицателен ефект върху бъбречната функция.
Излишната мазнина води до смърт на адипоцитите, тяхната смърт също причинява възпаление. След адипоцитите липидите започват да се отлагат в черния дроб и мускулите. Затлъстелите органи не възприемат добре инсулиновите сигнали, глюкозата не постъпва в тях, клетките гладуват.
А фруктозата пречи на нормалната диференциация на адипоцитите. Механизмът на този ефект не е напълно ясен.
Излишните триглицериди причиняват ендотелна дисфункция. Ендотелът отделя стените на артериите от елементите на кръвта и е много важен за поддържане на съдовата хомеостаза. Липидни частици с ниска плътност от кръвния поток нахлуват в ендотела и се окисляват, причинявайки възпаление и риск от сърдечно-съдови заболявания.
Пикочната киселина, страничен продукт от метаболизма на фруктозата, също има значителна биологична активност. Той също така стимулира експресията на CNK и директно причинява дисфункция на адипоцитите.
Пикочната киселина влияе върху синтеза на няколко биологично активни вещества, секретирани от адипоцитите, и по този начин може да повлияе на регулирането на енергийния баланс, липидния метаболизъм, инсулиновата чувствителност, имунния отговор, ангиогенезата, здравето на ендотела, кръвното налягане, коагулацията на кръвта и острото възпаление.
А алопуринолът подобрява функционирането на ендотела, който също е подложен на вредните ефекти на пикочната киселина. Той причинява образуването на реактивни кислородни видове в ендотелните клетки и оксидативен стрес, което увеличава възпалението, предизвиква агрегация на тромбоцитите и инхибира синтеза на азотен оксид, който разширява кръвоносните съдове. Невъзможността за достатъчно увеличаване на лумена на съдовете причинява хипертония. При липса на NO мускулните капиляри се стесняват до такава степен, че ограничават достъпа на инсулин и следователно предотвратяват навлизането на глюкоза в клетките.Може би именно ендотелната дисфункция осигурява връзката между хипертонията и инсулиновата резистентност.
Много от ефектите на пикочната киселина са доказани при мишки и клинични проучвания. Но за да се разберат механизмите на неговото действие, работата трябва да продължи.
Не правете прибързани заключения
 |
3. Възможни здравни ефекти от излишната фруктоза
Фруктозата обаче има много защитници или по-скоро противници на нейното оклеветяване, които призовават да не бързаме със заключенията. Те напомнят, че в ежедневието фруктозата навлиза в организма не в чиста форма, а заедно с други въглехидрати и участва активно в общия въглехидратен метаболизъм. Той контролира активността на хексокиназата, основният ензим в метаболизма на глюкозата, като по този начин регулира усвояването на глюкозата от черния дроб и синтеза на гликоген. Присъстващ в храната в малки количества, той повишава глюкозния толеранс. Не може да се отхвърли фактът, че от 30 до 50% от фруктозата, която е влязла в хепатоцитите, се превръща в глюкоза (виж фиг. 2).
Като цяло методите, използвани от обвинителите на глюкозата, предизвикват сериозна критика от нейните защитници. Изследователите са получили значителна част от резултатите върху клетъчни култури, в експерименти с гризачи, които все още не могат да се нарекат идеален биохимичен и физиологичен модел на човек, и в хода на епидемиологични изследвания. Трудно е да се обобщят резултатите от тези изследвания, тъй като те се различават по дизайн и продължителност и освен това не позволяват отделно да се оценят специфичните ефекти на фруктозата и глюкозата, за да се отделят от ефекта на захарите като цяло. За да се анализира действието на всяка от захарите в чист вид, практически нямаизследва ефекта от ниските концентрации на фруктоза, за да се установят безопасни прагове за прием на фруктоза и глюкоза, са необходими внимателно проектирани клинични изпитвания, а досега има много малко от тях. Честно казано, отбелязваме, че повечето от "анти-фруктозните" научни публикации показват необходимостта от по-нататъшни изследвания, така че научната общност не даде единодушна присъда за фруктозата.
Хората често са склонни да се обърнат срещу някакъв продукт (нито малко холестерол, нито капка алкохол), след което го виждат като панацея. Не трябва обаче да оценявате хранителните продукти като „добри“ и „лоши“. По въпросите на храненето, както във всеки бизнес, е важно да се спазва мярката. Създаването на запаси от мазнини или гликоген са абсолютно нормални биохимични реакции, както и участието на фруктоза в тези процеси. Друго нещо е, ако ядем въглехидрати постоянно и в излишък. Тяхната ограничена консумация, съчетана с физическа активност, е най-добрата стратегия за борба със затлъстяването, диабета и метаболитния синдром, одобрена от научната общност. Моля, имайте предвид, че говорим за въглехидрати като цяло, а не за фруктоза и дори не за захар. В някои случаи при пациенти с диабет тип 2 премахването на нишестето от диетата е подействало по-добре от въздържането от захар.
В тази статия аргументите на противниците на фруктозата и техните опоненти са изложени по необходимост накратко и без подробности. Няма съмнения относно почтеността на учените, основният проблем е, че има много малко надеждни изследвания и това обстоятелство все още не ни позволява да решим дали фруктозата наистина е враг на човека.
З. Хитан, Д. Х. Ким. Фруктозата: ключов фактор за развитието на метаболитен синдром и хипертония. Journal of Nutrition and Metabolism, 2013, doi:10.1155/2013/682673.
Р. Д. Фейнман, Е. Дж. Файн. Фруктозата в перспектива. „Хранене& Метаболизъм", 2013, 10:45, doi: 10.1186/1743-7075-10-45.
G. Jia, A. R. Aroor, A. T. Whaley-Connell, J. R. Sowers. Фруктоза и пикочна киселина: Има ли роля в ендотелната функция? „Текущи доклади за хипертония“, 2014, 16, 434, doi: 10.1007/s11906-014-0434-z.