Effect van acute fructosebelasting bij de mens

Fructose is een monosaccharide dat van nature aanwezig is in voedingsmiddelen zoals fruit, groenten en honing. In fruit, groenten en tafelsuiker is het ook aanwezig als een disaccharide (sucrose), waar het wordt samengevoegd met glucose. De inname van fructose is de laatste decennia enorm toegenomen. De toename wordt toegeschreven aan het gebruik van vrije fructose als zoetstof in hogere concentraties dan die van nature voorkomen in voedsel, waar dranken als frisdrank de grootste bijdrage lijken te leveren aan de huidige consumptie. Fructose heeft een lage glycemische index en helpt zo de glykemische controle te behouden, een eigenschap die leidde tot de overtuiging dat het gunstig was als zoetstof voor mensen met diabetes.

Het vermogen van het lichaam om fructose op te nemen is beperkt en varieert afhankelijk van leeftijd, gezondheid en gelijktijdig ingenomen voedsel. Glucose is de voedingsfactor die de grootste invloed heeft op de opname van fructose, maar dierstudies geven ook aan dat verzadigd vet de opname verhoogt. Er is waargenomen dat het maximale fructose-absorberende vermogen varieert tussen 5 en 50 g wanneer het als een enkele dosis wordt geconsumeerd. Personen met type 2-diabetes lijken een groter vermogen te hebben om fructose te absorberen en ze hebben hogere niveaus van fructose in serum en urine in vergelijking met mensen zonder diabetes.

Fructose wordt in de dunne darm geabsorbeerd door de fructose-specifieke transporter GLUT5. Het wordt verder naar de lever getransporteerd via de poortader, waar het wordt geabsorbeerd en gemetaboliseerd door levercellen. Het metabolisme van fructose is onafhankelijk van insuline. Hoewel een deel van de fructose wordt gemetaboliseerd door de enterocyten in de dunne darm, metaboliseert de lever het grootste deel van de ingenomen fructose, in vergelijking met ongeveer 15-30% van de ingenomen glucose. Het metabolisme van fructose verschilt van glucose in die zin dat het minder gecontroleerd wordt. Terwijl het glucosemetabolisme wordt gereguleerd door de energiestatus van de cel en de portale glucoseconcentraties, mist het fructosemetabolisme controlemechanismen die leiden tot verschillende metabole producten en effecten.

In de metabole route kan fructose worden geoxideerd, omgezet in glucose of melkzuur, of de novo lipogenese binnengaan. In de eerste hepatische metabole stap wordt fructose gefosforyleerd door fructokinase, een fructose-specifiek enzym met hoge activiteit, tot fructose-1-fosfaat. Fructokinase wordt niet gereguleerd door de energiestatus (ATP) van de cel en fructose zal daarom onbeperkt worden gemetaboliseerd. Dit in tegenstelling tot stappen in de glycolyse waarbij fosfofructokinase wordt gereguleerd door ATP. Door de snelle fosforylering van fructose zullen de ATP-niveaus afnemen, gevolgd door een toename van urinezuur. Een toename van reactieve zuurstofsoorten zal volgen op de vorming van urinezuur, wat kan leiden tot ontsteking in het endotheel en ontstekingsactiviteit in adipocyten. Diermodellen tonen aan dat urinezuur ook rechtstreeks kan inwerken op tubulaire cellen in de nier, waar het ontstekingen veroorzaakt. Serum-urinezuurspiegels zijn bovendien positief geassocieerd met renine-activiteit en hypertensie. Verder, aangezien fructose op een minder gecontroleerde manier wordt gemetaboliseerd dan glucose, is een groter deel van fructose beschikbaar voor de novo lipogenese (DNL). Dit kan te wijten zijn aan het feit dat de capaciteit van de mitochondriën wordt overschreden en dat acetyl-co-enzym A DNL binnengaat in plaats van de citroenzuurcyclus. Dit metabolische effect van glucose wordt als "bijzonder schadelijk" beschouwd. Of glucose samen met fructose wordt ingenomen of niet, kan van invloed zijn op de metabole effecten, aangezien er een effect zal zijn van uitgescheiden insuline. Insuline vermindert de productie van glucose uit fructose en stimuleert de de novo lipogenese-route.

De toename van fructoseconsumptie hangt nauw samen met de toename van obesitas, metabool syndroom en diabetes. Het is aangetoond dat langdurig gebruik van fructose een verhoogd urinezuur in het lichaam veroorzaakt. Verhoogde serumurinezuurspiegels worden in verband gebracht met het risico op chronische nierziekte, zowel bij gezonde proefpersonen als bij mensen met diabetes. Bij mensen met diabetes type 2 is het ook in verband gebracht met progressie van reeds bestaande nefropathie.

Geschat wordt dat 7,3% van de volwassen bevolking in Zweden lijdt aan diabetes en dat de meerderheid, 85-90%, diabetes type 2 (T2D) heeft. T2D wordt beschouwd als een van de meest voorkomende chronische ziekten en de prevalentie zal naar verwachting stijgen, en daarmee een toenemende gezondheids- en economische last. Ook wereldwijde patronen wijzen op een groeiende last, met name in ontwikkelingslanden. T2D is een ziekte met multifactoriële etiologie en met complicaties zoals cardiovasculaire en nierziekte, blindheid en amputatie. Diabetes tast niet alleen de kwaliteit van leven aan, het leidt ook tot voortijdige sterfte doordat de levensverwachting met maar liefst 15 jaar wordt verkort.

Diabetische nefropathie (DN) is de meest voorkomende oorzaak van terminale nierziekte geworden en het vroegste teken van DN is de aanwezigheid van microalbuminurie. Verdere ontwikkeling van macroalbuminurie en een afname van de glomerulaire filtratiesnelheid kunnen volgen. Onder type 2 diabetici in Zweden werd waargenomen dat 20% albuminurie ontwikkelde in de loop van 5 jaar, en 11% nierfunctiestoornissen ontwikkelde glomerulaire filtratiesnelheid (eGFR van < 60 ml/min/1,73 m2, MDRD-formule). Studies tonen aan dat verhoogde oxidatieve stress via verschillende routes een centrale rol kan spelen bij de ontwikkeling van DN, en chronische hyperglykemie is de primaire oorzaak. Maar er zijn ook andere factoren die oxidatieve stress verhogen en invloed hebben op de ontwikkeling van nieraandoeningen, zoals vrije vetzuren en ontstekingen. De oxidatieve stress kan schade aan het niermilieu veroorzaken, zoals disfunctie van de endotheelcellen in de glomeruli en weefselbeschadiging van de tubulus.

Factoren die verband houden met disease management, zoals glykemische-, bloeddruk- en lipidenregulatie, zijn belangrijk bij het beschermen van de nieren. Verder zijn stoppen met roken, energiebalans voor een gezond lichaamsgewicht en een gezond eetpatroon van belang. Met betrekking tot de voedingssamenstelling worden hyperglykemie en dyslipidemie bepaald door de hoeveelheid en kwaliteit van ingenomen koolhydraten en voedingsvetten. Er is gesuggereerd dat postprandiale hyperglykemie en hypertriglyceridemie oxidatieve stress veroorzaken en ontstekingen veroorzaken, metabole veranderingen geassocieerd met endotheliale disfunctie. Een prospectief cohort uitgevoerd in 10 Europese landen, waaronder Zweden (Malmö en Umeå), toonde een beschermend effect aan van de inname van groenten, fruit en peulvruchten tegen alle oorzaken en cardiovasculaire mortaliteit bij mensen met diabetes. Er wordt verondersteld dat het mogelijke mechanisme wordt toegeschreven aan de antioxidatieve eigenschappen. Als mogelijke mechanismen worden de anti-antioxidant en ontstekingsremmende eigenschappen van groenten en fruit genoemd.

De huidige Zweedse voedingsaanbevelingen voor diabetici stellen dat verschillende diëten zoals het mediterrane en koolhydraatarme dieet enz. gunstig kunnen zijn, terwijl het wetenschappelijke bewijs voor een extreem koolhydraatarm dieet nog te zwak is. Ze stellen verder dat enkelvoudige voedingsmiddelen zoals fruit de sterfte door alle oorzaken verlagen en dat groenten het risico op cardiovasculaire sterfte verlagen. Fructose wordt niet besproken in de Zweedse voedingsaanbevelingen. De voedingsaanbevelingen van de American Diabetes Association stellen echter dat fructose-bevattende dranken moeten worden vermeden vanwege de impact op het metabolische profiel.

Het wetenschappelijke bewijs voor de betekenis van voeding op microvasculaire complicaties als nierziekte is schaars en er is een gebrek aan studies over het effect van groenten en fruit op diabetische nefropathie. Dit werd ook verklaard door de Swedish Council on Health Technology Assessment (SBU) in een rapport dat in 2010 werd gepubliceerd. SBU benadrukte verder het gebrek aan voedingsstudies die van toepassing zijn op de omstandigheden in Zweden. Dus, gezien de last van diabetes type 2 en de gerelateerde complicaties, is de behoefte aan voorgestelde onderzoeken gerechtvaardigd.

Het algemene doel van deze studie is het onderzoeken van de acute postprandiale reacties in urinezuur, markers van oxidatieve stress en marker van ontsteking na een lage fructosebelasting met en zonder een vetrijke maaltijd bij patiënten met chronische nierziekte (CKD) en patiënten met type 2. diabetes (T2DM) met en zonder CKD in vergelijking met gezonde controles (HC).

Patiënten met diabetes type 2, patiënten met chronische nierziekte (CKD) en GFR <30 ml/min of dialyse, patiënten met diabetes type 2 en CKD en controlepersonen (n=30 in elke groep) zullen worden opgenomen. Deelnemer krijgt bij verschillende gelegenheden fructose bevattende dranken met en zonder toevoeging van een vetrijke maaltijd. Na het includeren van 8 patiënten met CKD, 8 patiënten met T2DM en 8 controles, zullen de voorlopige resultaten worden gepresenteerd.