Effekt av akutt fruktosebelastning hos mennesker

Fruktose er et monosakkarid som finnes naturlig i matvarer som frukt, grønnsaker og honning. I frukt, grønnsaker og bordsukker er det også tilstede som et disakkarid (sukrose), hvor det er forbundet med glukose. Inntaket av fruktose har økt dramatisk de siste tiårene. Økningen tilskrives bruk av fri fruktose som søtningsmiddel i høyere konsentrasjoner enn naturlig forekommende i mat, der drikkevarer som brus synes å være den største bidragsyteren til dagens forbruk. Fruktose har en lav glykemisk indeks og bidrar dermed til å opprettholde glykemisk kontroll, en egenskap som førte til troen på at det var gunstig som søtningsmiddel for de med diabetes.

Kroppens kapasitet til å absorbere fruktose er begrenset og varierer avhengig av alder, helse og samtidig inntatt mat. Glukose er den kostholdsfaktoren som har størst innvirkning på fruktoseabsorpsjonen, men dyrestudier indikerer også at mettet fett øker opptaket. Det har blitt observert at den maksimale fruktoseabsorberende kapasiteten varierer mellom 5 og 50 g når den konsumeres som en enkelt dose. Personer med type 2 diabetes ser ut til å ha større kapasitet til å absorbere fruktose, og de har høyere nivåer av fruktose i serum og urin sammenlignet med de uten diabetes.

Fruktose absorberes i tynntarmen av den fruktosespesifikke transportøren GLUT5. Det transporteres videre til leveren gjennom portvenen, hvor det absorberes og metaboliseres av leverceller. Omsetningen av fruktose er uavhengig av insulin. Selv om noe fruktose metaboliseres av enterocyttene i tynntarmen, metaboliserer leveren størstedelen av inntatt fruktose, sammenlignet med omtrent 15-30 % av inntatt glukose. Stoffskiftet av fruktose skiller seg fra glukose i den forstand at det er mindre kontrollert. Mens glukosemetabolisme reguleres av energistatusen til cellen og portalglukosekonsentrasjoner, mangler fruktosemetabolismen kontrollmekanismer som fører til forskjellige metabolske produkter og effekter.

I den metabolske veien kan fruktose oksideres, omdannes til glukose eller melkesyre, eller gå inn i de novo lipogenese. I det første metabolske trinnet i leveren blir fruktose fosforylert av fruktokinase, et fruktosespesifikt enzym med høy aktivitet, til fruktose-1-fosfat. Fruktokinase reguleres ikke av cellens energistatus (ATP), og fruktose vil derfor metaboliseres på en ubegrenset måte. Dette i motsetning til trinn i glykolysen hvor fosfofruktokinase reguleres av ATP. På grunn av den raske fosforyleringen av fruktose, vil nivåene av ATP bli utarmet etterfulgt av en økning i urinsyre. En økning i reaktive oksygenarter vil følge dannelsen av urinsyre som kan føre til betennelse i endotelet og inflammatorisk aktivitet i adipocytter. Dyremodeller viser at urinsyre også kan virke direkte på tubulære celler i nyren der den forårsaker betennelse. Serumurinsyrenivåer er dessuten positivt assosiert med reninaktivitet og hypertensjon. Videre, ettersom fruktose metaboliseres på en mindre kontrollert måte enn glukose, er en større andel fruktose tilgjengelig for de novo lipogenese (DNL). Dette kan skyldes at kapasiteten til mitokondriene overskrides og acetyl-koenzym A vil gå inn i DNL i stedet for sitronsyresyklusen. Denne metabolske effekten av glukose anses som "spesielt skadelig". Hvorvidt glukose inntas samtidig med fruktose eller ikke kan ha innvirkning på de metabolske effektene da det vil være en effekt av utskilt insulin. Insulin reduserer produksjonen av glukose fra fruktose og stimulerer de novo lipogenese-veien.

Økningen i fruktoseforbruk korrelerer tett med økningen i fedme, metabolsk syndrom og diabetes. Langsiktig inntak av fruktose har vist seg å forårsake økt urinsyre i kroppen. Forhøyede serumurinsyrenivåer er assosiert med risiko for kronisk nyresykdom både blant friske personer og blant de med diabetes. Blant de med type 2-diabetes har det også vært assosiert med progresjon av allerede etablert nefropati.

Det anslås at 7,3 % av den voksne befolkningen i Sverige er rammet av diabetes og at majoriteten, 85-90 %, er av type 2 diabetes (T2D). T2D anses å være en av de vanligste kroniske sykdommene og prevalensen forventes å øke, og med det en økende helsemessig og økonomisk belastning. Verdensomspennende mønstre indikerer også en økende byrde, spesielt i utviklingsland. T2D er en sykdom med multifaktoriell etiologi og med komplikasjoner som hjerte- og karsykdommer, blindhet og amputasjon. Ikke bare påvirker diabetes livskvaliteten, den fører også til for tidlig død ettersom forventet levealder reduseres med så mye som 15 år.

Diabetisk nefropati (DN) har blitt den vanligste årsaken til nyresykdom i sluttstadiet, og det tidligste tegnet på DN er tilstedeværelse av mikroalbuminuri. Videre utvikling av makroalbuminuri og en nedgang i glomerulær filtrasjonshastighet kan følge. Blant type 2 diabetikere i Sverige ble det observert at 20 % utviklet albuminuri i løpet av 5 år, og 11 % utviklet nyresvikt glomerulær filtrasjonshastighet (eGFR < 60 ml/min/1,73 m2, MDRD-formel). Studier indikerer at økt oksidativt stress gjennom ulike veier kan spille en sentral rolle i utviklingen av DN, og kronisk hyperglykemi er den primære årsaken. Men det er også andre faktorer som øker oksidativt stress og har innvirkning på utvikling av nyresykdom, som for eksempel frie fettsyrer og betennelser. Det oksidative stresset kan forårsake skade på nyremiljøet, som dysfunksjon av endotelcellene i glomeruli og vevsskade i tubuli.

Faktorer relatert til sykdomsbehandling, som glykemisk-, blodtrykk- og lipidkontroll er viktige for å beskytte nyrene. Videre er røykeslutt, energibalanse for en sunn kroppsvekt og et sunt spisemønster av betydning. Når det gjelder sammensetning av kostholdet, bestemmes hyperglykemi og dyslipidemi av mengden og kvaliteten på inntatte karbohydrater og fett. Det har blitt antydet at postprandial hyperglykemi og hypertriglyseridemi utløser oksidativt stress og forårsaker betennelse, metabolske endringer assosiert med endoteldysfunksjon. En prospektiv kohort utført i 10 europeiske land, inkludert Sverige (Malmö og Umeå), viste en beskyttende effekt av inntak av grønnsaker, frukt og belgfrukter mot alle årsaker og kardiovaskulær dødelighet blant de med diabetes. Mulig mekanisme antas å tilskrives de antioksidative egenskapene. Frukt og grønnsakers anti-antioksidant og anti-inflammatoriske egenskaper nevnes som mulige mekanismer.

Gjeldende svensk kostholdsanbefaling for diabetikere sier at forskjellige dietter som middelhavs- og lavkarbo-dietter etc. kan være fordelaktige, mens det vitenskapelige beviset for ekstremt lavkarbodiett ennå er for svakt. De sier videre at enkeltmatvarer som frukt senker dødeligheten av alle årsaker og grønnsaker reduserer risikoen for kardiovaskulær dødelighet. Fruktose er ikke omtalt i de svenske kostholdsanbefalingene. The American Diabetes Associations kostholdsanbefalinger sier imidlertid at fruktoseholdige drikker bør unngås på grunn av dens innvirkning på metabolsk profil.

Det vitenskapelige beviset for betydningen av kosthold på mikrovaskulære komplikasjoner som nyresykdom er knappe og det mangler studier på effekten av frukt og grønt på diabetisk nefropati. Dette ble også uttalt av Swedish Council on Health Technology Assessment (SBU) i en rapport publisert i 2010. SBU understreket videre mangelen på kostholdsstudier som gjelder forhold i Sverige. Med tanke på byrden av type 2-diabetes og dens relaterte komplikasjoner, er derfor behovet for foreslåtte studier underbygget.

Det overordnede målet med denne studien er å undersøke de akutte postprandiale responsene i urinsyre, markører for oksidativt stress og markører for betennelse etter lav fruktosebelastning med og uten et fettrikt måltid blant pasienter med kronisk nyresykdom (CKD) og pasienter med type 2 diabetes (T2DM) med og uten CKD sammenlignet med friske kontroller (HC).

Pasienter med type 2 diabetes, pasienter med kronisk nyresykdom (CKD) og GFR <30 ml/min eller dialyse, pasienter med type 2 diabetes og CKD og kontrollpersoner (n= 30 i hver gruppe) vil bli inkludert. Deltakeren vil ved sex ulike anledninger motta drikker som inneholder fruktose med og uten tillegg av et fettrikt måltid. Etter å ha inkludert 8 pasienter med CKD, 8 pasienter med T2DM og 8 kontroller, vil de foreløpige resultatene presenteres.