Effetto del carico acuto di fruttosio nell'uomo

Il fruttosio è un monosaccaride presente naturalmente in alimenti come frutta, verdura e miele. Nella frutta, nella verdura e nello zucchero da tavola è presente anche come disaccaride (saccarosio), dove si unisce al glucosio. L'assunzione di fruttosio è aumentata notevolmente negli ultimi decenni. L'aumento è attribuito all'uso di fruttosio libero come dolcificante a concentrazioni più elevate rispetto a quelle presenti naturalmente negli alimenti, dove le bevande come bibite sembrano essere il contributo maggiore al consumo attuale. Il fruttosio ha un basso indice glicemico e quindi aiuta a mantenere il controllo glicemico, proprietà che ha portato a credere che fosse benefico come dolcificante per chi soffre di diabete.

La capacità dell'organismo di assorbire il fruttosio è limitata e varia a seconda dell'età, dello stato di salute e degli alimenti co-ingeriti. Il glucosio è il fattore dietetico che ha il maggiore impatto sull'assorbimento del fruttosio, ma gli studi sugli animali indicano anche che i grassi saturi aumentano l'assorbimento. È stato osservato che la massima capacità di assorbimento del fruttosio varia tra 5 e 50 g se consumato in dose singola. Gli individui con diabete di tipo 2 sembrano avere una maggiore capacità di assorbire il fruttosio e hanno livelli più elevati di fruttosio nel siero e nelle urine rispetto a quelli senza diabete.

Il fruttosio viene assorbito nell'intestino tenue dal trasportatore specifico del fruttosio GLUT5. Viene ulteriormente trasportato al fegato attraverso la vena porta, dove viene assorbito e metabolizzato dalle cellule epatiche. Il metabolismo del fruttosio è indipendente dall'insulina. Sebbene una parte del fruttosio sia metabolizzata dagli enterociti nell'intestino tenue, il fegato metabolizza la maggior parte del fruttosio ingerito, rispetto a circa il 15-30% del glucosio ingerito. Il metabolismo del fruttosio differisce dal glucosio nel senso che è meno controllato. Mentre il metabolismo del glucosio è regolato dallo stato energetico della cellula e dalle concentrazioni di glucosio portale, il metabolismo del fruttosio manca di meccanismi di controllo che portano a diversi prodotti ed effetti metabolici.

Nella via metabolica il fruttosio può essere ossidato, convertito in glucosio o acido lattico, oppure entrare de novo nella lipogenesi. Nella prima fase metabolica epatica il fruttosio viene fosforilato dalla fruttochinasi, un enzima specifico del fruttosio ad alta attività, a fruttosio-1-fosfato. La fruttochinasi non è regolata dallo stato energetico (ATP) della cellula e quindi il fruttosio sarà metabolizzato in maniera illimitata. Ciò è in contrasto con le fasi della glicolisi in cui la fosfofruttochinasi è regolata dall'ATP. A causa della rapida fosforilazione del fruttosio, i livelli di ATP si esauriranno seguiti da un aumento dell'acido urico. Un aumento delle specie reattive dell'ossigeno seguirà la formazione di acido urico che può portare all'infiammazione nell'endotelio e all'attività infiammatoria negli adipociti. I modelli animali mostrano che l'acido urico può anche agire direttamente sulle cellule tubulari del rene dove provoca infiammazione. I livelli sierici di acido urico sono inoltre positivamente associati all'attività della renina e all'ipertensione. Inoltre, poiché il fruttosio viene metabolizzato in modo meno controllato rispetto al glucosio, una percentuale maggiore di fruttosio è disponibile per la lipogenesi de novo (DNL). Ciò può essere dovuto al fatto che la capacità dei mitocondri viene superata e l'acetil-coenzima A entrerà nel DNL invece del ciclo dell'acido citrico. Questo effetto metabolico del glucosio è considerato "particolarmente dannoso". Il fatto che il glucosio venga ingerito insieme al fruttosio o meno può avere un impatto sugli effetti metabolici in quanto vi sarà un effetto dell'insulina secreta. L'insulina riduce la produzione di glucosio dal fruttosio e stimola la via della lipogenesi de novo.

L'aumento del consumo di fruttosio è strettamente correlato all'aumento dell'obesità, della sindrome metabolica e del diabete. È stato dimostrato che il consumo a lungo termine di fruttosio provoca un aumento dell'acido urico nel corpo. Elevati livelli sierici di acido urico sono associati al rischio di malattia renale cronica sia tra i soggetti sani che tra quelli con diabete. Tra quelli con diabete di tipo 2 è stato anche associato alla progressione della nefropatia già stabilita.

Si stima che il 7,3% della popolazione adulta in Svezia sia affetta da diabete e che la maggioranza, 85-90%, sia costituita da diabete di tipo 2 (T2D). Il T2D è considerato una delle malattie croniche più comuni e si prevede che la prevalenza aumenterà, e con ciò un crescente onere sanitario ed economico. Anche i modelli mondiali indicano un onere crescente, in particolare nei paesi in via di sviluppo. Il T2D è una malattia ad eziologia multifattoriale e con complicanze come malattie cardiovascolari e renali, cecità e amputazione. Il diabete non solo influisce sulla qualità della vita, ma porta anche alla morte prematura poiché l'aspettativa di vita si riduce fino a 15 anni.

La nefropatia diabetica (DN) è diventata la causa più comune di malattia renale allo stadio terminale e il primo segno di DN è la presenza di microalbuminuria. Può seguire un ulteriore sviluppo di macroalbuminuria e un calo della velocità di filtrazione glomerulare. Tra i diabetici di tipo 2 in Svezia è stato osservato che il 20% ha sviluppato albuminuria nel corso di 5 anni e l'11% ha sviluppato una velocità di filtrazione glomerulare compromessa dalla funzionalità renale (eGFR <60 mL/min/1,73 m2, formula MDRD). Gli studi indicano che l'aumento dello stress ossidativo attraverso diversi percorsi può svolgere un ruolo centrale nello sviluppo della DN e l'iperglicemia cronica ne è la causa principale. Ma ci sono anche altri fattori che aumentano lo stress ossidativo e hanno un impatto sullo sviluppo della malattia renale, come ad esempio gli acidi grassi liberi e l'infiammazione. Lo stress ossidativo può causare danni all'ambiente renale, come disfunzione delle cellule endoteliali all'interno dei glomeruli e lesioni tissutali del tubulo.

I fattori legati alla gestione della malattia, come il controllo glicemico, della pressione arteriosa e dei lipidi, sono importanti nella protezione del rene. Inoltre, la cessazione del fumo, l'equilibrio energetico per un peso corporeo sano e un modello alimentare sano sono importanti. Per quanto riguarda la composizione della dieta, l'iperglicemia e la dislipidemia sono determinate dalla quantità e dalla qualità dei carboidrati e dei grassi alimentari ingeriti. È stato suggerito che l'iperglicemia postprandiale e l'ipertrigliceridemia inneschino lo stress ossidativo e causino infiammazione, alterazioni metaboliche associate alla disfunzione endoteliale. Una coorte prospettica condotta in 10 paesi europei, tra cui la Svezia (Malmö e Umeå) ha mostrato un effetto protettivo dell'assunzione di verdura, frutta e legumi contro la mortalità per tutte le cause e cardiovascolare tra i diabetici. Si ipotizza un possibile meccanismo da attribuire alle proprietà antiossidanti. Le capacità antiossidanti e antinfiammatorie di frutta e verdura sono menzionate come possibili meccanismi.

L'attuale raccomandazione dietetica svedese per i diabetici afferma che diete diverse come la dieta mediterranea ea basso contenuto di carboidrati ecc. possono essere utili, mentre le prove scientifiche per una dieta a bassissimo contenuto di carboidrati sono ancora troppo deboli. Affermano inoltre che i singoli alimenti come la frutta riducono la mortalità per tutte le cause e le verdure riducono il rischio di mortalità cardiovascolare. Il fruttosio non è discusso nelle raccomandazioni dietetiche svedesi. Le raccomandazioni dietetiche dell'American Diabetes Association, tuttavia, affermano che le bevande contenenti fruttosio dovrebbero essere evitate a causa del suo impatto sul profilo metabolico.

Le prove scientifiche del significato della dieta sulle complicanze microvascolari come le malattie renali sono scarse e mancano studi sull'effetto di frutta e verdura sulla nefropatia diabetica. Lo afferma anche lo Swedish Council on Health Technology Assessment (SBU) in un rapporto pubblicato nel 2010. SBU ha inoltre sottolineato la mancanza di studi dietetici applicabili alle condizioni in Svezia. Pertanto, considerando l'onere del diabete di tipo 2 e le sue complicanze correlate, la necessità di studi proposti è sostanziale.

Lo scopo generale di questo studio è quello di indagare le risposte acute postprandiali nell'acido urico, marcatori di stress ossidativo e marcatore di infiammazione dopo un basso carico di fruttosio con e senza un pasto ad alto contenuto di grassi tra i pazienti con malattia renale cronica (CKD) e pazienti con tipo 2 diabete (T2DM) con e senza CKD rispetto ai controlli sani (HC).

Saranno inclusi pazienti con diabete di tipo 2, pazienti con malattia renale cronica (CKD) e GFR <30 ml/min o dialisi, pazienti con diabete di tipo 2 e CKD e soggetti di controllo (n= 30 in ciascun gruppo). Il partecipante in diverse occasioni sessuali riceverà bevande contenenti fruttosio con e senza l'aggiunta di un pasto ricco di grassi. Dopo aver incluso 8 pazienti con CKD, 8 pazienti con T2DM e 8 controlli, verranno presentati i risultati preliminari.