Vliv akutní fruktózové zátěže u člověka

Fruktóza je monosacharid přirozeně se vyskytující v potravinách, jako je ovoce, zelenina a med. V ovoci, zelenině a stolním cukru je také přítomen jako disacharid (sacharóza), kde je spojen s glukózou. Příjem fruktózy se v posledních desetiletích dramaticky zvýšil. Nárůst je připisován používání volné fruktózy jako sladidla ve vyšších koncentracích, než jaké se přirozeně vyskytují v potravinách, kde se zdá, že nápoje jako nealkoholické nápoje mají největší podíl na současné spotřebě. Fruktóza má nízký glykemický index, a tak pomáhá udržovat glykemickou kontrolu, což je vlastnost, která vedla k přesvědčení, že je prospěšná jako sladidlo pro diabetiky.

Schopnost těla absorbovat fruktózu je omezená a liší se v závislosti na věku, zdravotním stavu a společně přijímaných potravinách. Glukóza je dietní faktor, který má největší vliv na absorpci fruktózy, ale studie na zvířatech také ukazují, že nasycené tuky zvyšují absorpci. Bylo pozorováno, že maximální absorpční kapacita fruktózy se pohybuje mezi 5 a 50 g, když je konzumována jako jediná dávka. Zdá se, že jedinci s diabetem 2. typu mají větší kapacitu absorbovat fruktózu a mají vyšší hladiny fruktózy v séru a moči ve srovnání s těmi, kteří diabetem nemají.

Fruktóza je absorbována v tenkém střevě fruktózovým specifickým transportérem GLUT5. Přes portální žílu je dále transportován do jater, kde je vstřebáván a metabolizován jaterními buňkami. Metabolismus fruktózy je nezávislý na inzulínu. Ačkoli je část fruktózy metabolizována enterocyty v tenkém střevě, játra metabolizují většinu požité fruktózy ve srovnání s asi 15-30 % požité glukózy. Metabolismus fruktózy se liší od glukózy v tom smyslu, že je méně kontrolován. Zatímco metabolismus glukózy je regulován energetickým stavem buňky a koncentracemi portální glukózy, metabolismus fruktózy postrádá kontrolní mechanismy vedoucí k různým metabolickým produktům a účinkům.

V metabolické dráze může být fruktóza oxidována, přeměněna na glukózu nebo kyselinu mléčnou nebo vstoupit do de novo lipogeneze. V prvním metabolickém kroku v játrech je fruktóza fosforylována fruktokinázou, fruktózově specifickým enzymem s vysokou aktivitou, na fruktóza-1-fosfát. Fruktokináza není regulována energetickým stavem (ATP) buňky, a proto bude fruktóza metabolizována neomezeným způsobem. To je v kontrastu s kroky v glykolýze, kde je fosfofruktokináza regulována ATP. V důsledku rychlé fosforylace fruktózy dojde k vyčerpání hladin ATP a následnému zvýšení kyseliny močové. Nárůst reaktivních forem kyslíku bude následovat po tvorbě kyseliny močové, což může vést k zánětu v endotelu a zánětlivé aktivitě v adipocytech. Zvířecí modely ukazují, že kyselina močová může také působit přímo na tubulární buňky v ledvinách, kde způsobuje zánět. Hladiny kyseliny močové v séru jsou navíc pozitivně spojeny s aktivitou reninu a hypertenzí. Dále, protože fruktóza je metabolizována méně kontrolovaným způsobem než glukóza, větší podíl fruktózy je k dispozici pro de novo lipogenezi (DNL). To může být způsobeno tím, že je překročena kapacita mitochondrií a acetyl-koenzym A vstoupí do DNL místo do cyklu kyseliny citrónové. Tento metabolický účinek glukózy je považován za „obzvláště škodlivý“. To, zda je glukóza přijímána společně s fruktózou nebo ne, může mít dopad na metabolické účinky, protože dojde k účinku vylučovaného inzulínu. Inzulin snižuje produkci glukózy z fruktózy a stimuluje de novo dráhu lipogeneze.

Nárůst spotřeby fruktózy úzce koreluje s nárůstem obezity, metabolického syndromu a cukrovky. Bylo prokázáno, že dlouhodobá konzumace fruktózy způsobuje zvýšení kyseliny močové v těle. Zvýšené hladiny kyseliny močové v séru jsou spojeny s rizikem chronického onemocnění ledvin jak u zdravých jedinců, tak u diabetiků. U pacientů s diabetem 2. typu je také spojován s progresí již vzniklé nefropatie.

Odhaduje se, že 7,3 % dospělé populace ve Švédsku je postiženo diabetem a že většinu, 85 – 90 %, tvoří diabetes 2. typu (T2D). T2D je považováno za jedno z nejčastějších chronických onemocnění a očekává se, že prevalence bude stoupat a s tím i rostoucí zdravotní a ekonomická zátěž. Celosvětové vzorce rovněž naznačují rostoucí zátěž, zejména v rozvojových zemích. T2D je onemocnění s multifaktoriální etiologií a komplikacemi, jako jsou kardiovaskulární a renální onemocnění, slepota a amputace. Diabetes ovlivňuje nejen kvalitu života, ale také vede k předčasné smrti, protože délka života se snižuje až o 15 let.

Diabetická nefropatie (DN) se stala nejčastější příčinou konečného onemocnění ledvin a nejčasnějším příznakem DN je přítomnost mikroalbuminurie. Může následovat další rozvoj makroalbuminurie a pokles glomerulární filtrace. Mezi diabetiky 2. typu ve Švédsku bylo pozorováno, že u 20 % se během 5 let rozvinula albuminurie au 11 % se rozvinula rychlost glomerulární filtrace s poruchou funkce ledvin (eGFR < 60 ml/min/1,73 m2, vzorec MDRD). Studie ukazují, že zvýšený oxidační stres prostřednictvím různých cest může hrát ústřední roli ve vývoji DN a chronická hyperglykémie je primární příčinou. Existují však i další faktory, které zvyšují oxidační stres a mají vliv na rozvoj onemocnění ledvin, jako jsou například volné mastné kyseliny a záněty. Oxidační stres může způsobit poškození renálního prostředí, jako je dysfunkce endoteliálních buněk v glomerulech a poškození tkáně tubulu.

Při ochraně ledvin jsou důležité faktory související s léčbou onemocnění, jako je kontrola glykémie, krevního tlaku a lipidů. Dále je důležité odvykání kouření, energetická rovnováha pro zdravou tělesnou hmotnost a zdravý způsob stravování. Z hlediska složení stravy je hyperglykémie a dyslipidémie dána množstvím a kvalitou přijatých sacharidů a tuků v potravě. Bylo navrženo, že postprandiální hyperglykémie a hypertriglyceridémie spouští oxidační stres a způsobuje zánět, metabolické změny spojené s endoteliální dysfunkcí. Prospektivní kohorta provedená v 10 evropských zemích včetně Švédska (Malmö a Umeå) prokázala ochranný účinek příjmu zeleniny, ovoce a luštěnin proti úmrtnosti ze všech příčin a kardiovaskulární úmrtnosti u diabetiků. Předpokládá se, že možný mechanismus je přisuzován antioxidačním vlastnostem. Jako možné mechanismy jsou zmíněny antioxidační a protizánětlivé schopnosti ovoce a zeleniny.

Současné švédské dietní doporučení pro diabetiky uvádí, že různé diety jako středomořská a dieta s nízkým obsahem sacharidů atd. mohou být prospěšné, zatímco vědecké důkazy pro dietu s extrémně nízkým obsahem sacharidů jsou zatím příliš slabé. Dále uvádějí, že jednotlivé potraviny jako ovoce snižují úmrtnost ze všech příčin a zelenina snižuje riziko kardiovaskulární úmrtnosti. Fruktóza není ve švédských dietních doporučeních diskutována. Dietní doporučení American Diabetes Associations však uvádějí, že je třeba se vyhnout nápojům obsahujícím fruktózu kvůli jejich vlivu na metabolický profil.

Vědecké důkazy o významu stravy na mikrovaskulární komplikace jako onemocnění ledvin jsou vzácné a chybí studie o vlivu ovoce a zeleniny na diabetickou nefropatii. Uvedla to také Švédská rada pro hodnocení zdravotnických technologií (SBU) ve zprávě zveřejněné v roce 2010. SBU dále zdůraznila nedostatek dietetických studií použitelných pro podmínky ve Švédsku. S ohledem na zátěž diabetu 2. typu a s ním související komplikace je tedy potřeba navrhovaných studií opodstatněná.

Celkovým cílem této studie je prozkoumat akutní postprandiální odpovědi na kyselinu močovou, markery oxidačního stresu a marker zánětu po nízké fruktózové zátěži s vysokým obsahem tuků a bez jídla u pacientů s chronickým onemocněním ledvin (CKD) a pacienty s typem 2 diabetes (T2DM) s a bez CKD ve srovnání se zdravými kontrolami (HC).

Budou zahrnuti pacienti s diabetem 2. typu, pacienti s chronickým onemocněním ledvin (CKD) a GFR <30 ml/min nebo dialýzou, pacienti s diabetem 2. typu a CKD a kontrolní subjekty (n=30 v každé skupině). Účastník bude při různých příležitostech sexu dostávat nápoje obsahující fruktózu s přidáním jídla s vysokým obsahem tuku a bez něj. Po zahrnutí 8 pacientů s CKD, 8 pacientů s T2DM a 8 kontrol budou prezentovány předběžné výsledky.