ヒトにおける急性フルクトース負荷の影響

フルクトースは、果物、野菜、蜂蜜などの食品に自然に存在する単糖類です。 果物、野菜、テーブル シュガーでは、グルコースと結合した二糖類 (スクロース) としても存在します。 フルクトースの摂取量は、過去数十年で劇的に増加しました。 この増加は、食品に天然に存在するよりも高濃度の遊離フルクトースを甘味料として使用したことに起因しており、ソフトドリンクとしての飲料が現在の消費量の最大の原因であると思われます. フルクトースは血糖指数が低いため、血糖コントロールを維持するのに役立ちます。これは、糖尿病患者の甘味料として有益であるという信念につながった特性です.

フルクトースを吸収する体の容量は限られており、年齢、健康状態、一緒に摂取した食品によって異なります. ブドウ糖はフルクトースの吸収に最大の影響を与える食事要因ですが、動物実験では、飽和脂肪が吸収を増加させることも示されています. 1回の摂取でフルクトースの最大吸収量が5～50gになることが観察されています。 2 型糖尿病の人は、糖尿病でない人に比べて、フルクトースを吸収する能力が高く、血清中および尿中のフルクトースのレベルが高いようです。

フルクトースは、フルクトース特異的トランスポーターである GLUT5 によって小腸に吸収されます。 さらに、門脈を通って肝臓に運ばれ、肝細胞に吸収されて代謝されます。 フルクトースの代謝はインスリンとは無関係です。 一部のフルクトースは小腸の腸細胞によって代謝されますが、摂取されたグルコースの約 15 ～ 30% と比較して、肝臓は摂取されたフルクトースの大部分を代謝します。 フルクトースの代謝は、制御されにくいという意味でグルコースとは異なります。 グルコース代謝は、細胞のエネルギー状態と門脈のグルコース濃度によって調節されますが、フルクトース代謝には、さまざまな代謝産物と効果につながる制御メカニズムがありません。

代謝経路では、フルクトースは酸化されたり、グルコースまたは乳酸に変換されたり、de novo lipogenesis に入る可能性があります。 肝臓の最初の代謝段階で、フルクトースは、高活性のフルクトース特異的酵素であるフルクトキナーゼによってフルクトース-1-リン酸にリン酸化されます。フルクトキナーゼは細胞のエネルギー状態 (ATP) によって調節されないため、フルクトースは無制限に代謝されます。 これは、ホスホフルクトキナーゼが ATP によって調節される解糖の段階とは対照的です。 フルクトースの急速なリン酸化により、ATP のレベルが枯渇し、続いて尿酸が増加します。 活性酸素種の増加は、内皮の炎症および脂肪細胞の炎症活動につながる可能性のある尿酸の形成に続きます。 動物モデルは、尿酸が炎症を引き起こす腎臓の尿細管細胞にも直接作用する可能性があることを示しています. さらに、血清尿酸レベルは、レニン活性および高血圧と積極的に関連しています。 さらに、フルクトースはグルコースよりも制御されていない方法で代謝されるため、フルクトースの大部分が de novo lipogenesis (DNL) に利用されます。 これは、ミトコンドリアの容量が超過し、アセチル-コエンザイム A がクエン酸回路の代わりに DNL に入ることが原因である可能性があります。 このブドウ糖の代謝効果は「特に有害」と考えられています。 グルコースがフルクトースと一緒に摂取されるかどうかは、分泌されたインスリンの影響があるため、代謝効果に影響を与える可能性があります. インスリンは、フルクトースからのグルコースの産生を減少させ、de novo 脂質生成経路を刺激します。

フルクトース消費量の増加は、肥満、メタボリック シンドローム、糖尿病の増加と密接に関連しています。 フルクトースを長期間摂取すると、体内の尿酸が増加することが示されています。 血清尿酸値の上昇は、健康な被験者と糖尿病患者の両方で慢性腎臓病のリスクと関連しています。 2 型糖尿病患者では、すでに確立されている腎症の進行とも関連しています。

スウェーデンの成人人口の 7.3 % が糖尿病に罹患しており、85 ～ 90 % の大部分が 2 型糖尿病 (T2D) であると推定されています。 T2D は最も一般的な慢性疾患の 1 つと考えられており、有病率が上昇すると予想され、それに伴って健康と経済の負担が増大します。 世界的なパターンは、特に発展途上国で負担が増大していることも示しています。 T2D は、多因子の病因と、心血管疾患、腎疾患、失明、切断などの合併症を伴う疾患です。 糖尿病は生活の質に影響を与えるだけでなく、平均余命が 15 年も短縮されるため、早期死亡にもつながります。

糖尿病性腎症 (DN) は末期腎疾患の最も一般的な原因となっており、DN の初期の兆候は微量アルブミン尿の存在です。 マクロアルブミン尿症がさらに進行し、糸球体濾過率が低下する可能性があります。 スウェーデンの 2 型糖尿病患者では、5 年間で 20% がアルブミン尿症を発症し、11% が腎障害の糸球体濾過率 (eGFR < 60 mL/min/1.73m2、 MDRD式）。 研究によると、さまざまな経路を介した酸化ストレスの増加が DN の発症に中心的な役割を果たしている可能性があり、慢性的な高血糖が主な原因であることが示されています。 しかし、遊離脂肪酸や炎症など、酸化ストレスを増加させ、腎疾患の発症に影響を与える他の要因もあります. 酸化ストレスは、糸球体内の内皮細胞の機能不全や尿細管の組織損傷など、腎環境に損傷を与える可能性があります。

腎臓を保護するには、血糖、血圧、および脂質の制御が重要であるため、疾患管理に関連する要因。 さらに、禁煙、健康的な体重のためのエネルギー バランス、および健康的な食事パターンが重要です。 食事組成に関しては、高血糖症と脂質異常症は、摂取した炭水化物と食事性脂肪の量と質によって決まります。 食後の高血糖および高トリグリセリド血症が酸化ストレスを引き起こし、内皮機能障害に関連する炎症、代謝変化を引き起こすことが示唆されています。 スウェーデン（マルメとウメオ）を含むヨーロッパの10カ国で実施された前向きコホートでは、野菜、果物、豆類の摂取が、糖尿病患者の全死因死亡と心血管死亡に対する保護効果を示しました。 考えられるメカニズムは、抗酸化特性に起因すると仮定されています。 可能性のあるメカニズムとして、果物や野菜の抗酸化作用と抗炎症作用が挙げられています。

糖尿病患者に対する現在のスウェーデンの食事推奨では、地中海式ダイエットや低炭水化物ダイエットなどのさまざまな食事が有益である可能性があると述べていますが、極端な低炭水化物ダイエットの科学的証拠はまだ弱すぎます. 彼らはさらに、果物などの単一食品は全死因死亡率を低下させ、野菜は心血管死亡率のリスクを低下させると述べています. フルクトースは、スウェーデンの食事勧告では議論されていません. ただし、米国糖尿病協会の食事に関する推奨事項では、代謝プロファイルに影響を与えるため、フルクトースを含む飲料は避けるべきであると述べています.

腎臓病などの微小血管合併症に対する食事の重要性に関する科学的証拠は少なく、糖尿病性腎症に対する果物や野菜の効果に関する研究は不足しています. これは、2010 年に発行されたレポートで、スウェーデンの医療技術評価評議会 (SBU) によっても述べられています。 SBU はさらに、スウェーデンの状況に適用できる食事研究が不足していることを強調しました。 したがって、2 型糖尿病とそれに関連する合併症の負担を考慮すると、提案された研究の必要性は実証されています。

この研究の全体的な目的は、慢性腎臓病 (CKD) 患者および 2 型患者における高脂肪食の有無にかかわらず、低フルクトース負荷後の尿酸、酸化ストレスのマーカー、および炎症のマーカーの急性食後反応を調査することです。健康なコントロール (HC) と比較した CKD の有無にかかわらず糖尿病 (T2DM)。

2型糖尿病の患者、慢性腎臓病（CKD）およびGFR <30 ml /分または透析の患者、2型糖尿病およびCKDの患者、および対照被験者（各グループにn = 30）が含まれます。 参加者は性別に応じて、フルクトースを含む飲み物を高脂肪の食事の有無にかかわらず受け取ります。 8 人の CKD 患者、8 人の T2DM 患者、および 8 人のコントロールを含めた後、予備結果が提示されます。