Wpływ ostrego ładunku fruktozy u ludzi

Fruktoza jest monosacharydem występującym naturalnie w produktach spożywczych, takich jak owoce, warzywa i miód. W owocach, warzywach i cukrze stołowym występuje również jako disacharyd (sacharoza), gdzie łączy się z glukozą. Spożycie fruktozy dramatycznie wzrosło w ostatnich dziesięcioleciach. Wzrost ten przypisuje się stosowaniu wolnej fruktozy jako środka słodzącego w wyższych stężeniach niż naturalnie występujących w żywności, gdzie napoje jako napoje bezalkoholowe wydają się mieć największy udział w obecnej konsumpcji. Fruktoza ma niski indeks glikemiczny, a tym samym pomaga utrzymać kontrolę glikemii, właściwość, która doprowadziła do przekonania, że ​​jest korzystna jako słodzik dla osób z cukrzycą.

Zdolność organizmu do wchłaniania fruktozy jest ograniczona i różni się w zależności od wieku, stanu zdrowia i spożywanych pokarmów. Glukoza jest czynnikiem dietetycznym, który ma największy wpływ na wchłanianie fruktozy, ale badania na zwierzętach wskazują również, że tłuszcze nasycone zwiększają wchłanianie. Zaobserwowano, że maksymalna zdolność wchłaniania fruktozy waha się od 5 do 50 g po spożyciu w pojedynczej dawce. Osoby z cukrzycą typu 2 wydają się mieć większą zdolność wchłaniania fruktozy i mają wyższy poziom fruktozy w surowicy i moczu w porównaniu z osobami bez cukrzycy.

Fruktoza jest wchłaniana w jelicie cienkim przez swoisty dla fruktozy transporter GLUT5. Jest dalej transportowana do wątroby przez żyłę wrotną, gdzie jest wchłaniana i metabolizowana przez komórki wątroby. Metabolizm fruktozy jest niezależny od insuliny. Chociaż część fruktozy jest metabolizowana przez enterocyty w jelicie cienkim, wątroba metabolizuje większość spożytej fruktozy, w porównaniu z około 15-30% spożytej glukozy. Metabolizm fruktozy różni się od metabolizmu glukozy w tym sensie, że jest mniej kontrolowany. Podczas gdy metabolizm glukozy jest regulowany przez stan energetyczny komórki i stężenie glukozy w portalu, metabolizm fruktozy nie ma mechanizmów kontrolnych prowadzących do różnych produktów metabolicznych i skutków.

W szlaku metabolicznym fruktoza może zostać utleniona, przekształcona w glukozę lub kwas mlekowy lub wejść w lipogenezę de novo. W pierwszym wątrobowym etapie metabolicznym fruktoza jest fosforylowana przez fruktokinazę, specyficzny dla fruktozy enzym o wysokiej aktywności, do fruktozo-1-fosforanu. Fruktokinaza nie jest regulowana przez status energetyczny (ATP) komórki, dlatego fruktoza będzie metabolizowana w nieograniczony sposób. Kontrastuje to z etapami glikolizy, w których fosfofruktokinaza jest regulowana przez ATP. Ze względu na szybką fosforylację fruktozy, poziom ATP zostanie wyczerpany, po czym nastąpi wzrost kwasu moczowego. Powstawaniu kwasu moczowego towarzyszy wzrost reaktywnych form tlenu, co może prowadzić do zapalenia śródbłonka i aktywności zapalnej adipocytów. Modele zwierzęce pokazują, że kwas moczowy może również działać bezpośrednio na komórki kanalików nerkowych, gdzie powoduje stan zapalny. Stężenia kwasu moczowego w surowicy są ponadto dodatnio związane z aktywnością reniny i nadciśnieniem. Ponadto, ponieważ fruktoza jest metabolizowana w mniej kontrolowany sposób niż glukoza, większa część fruktozy jest dostępna dla lipogenezy de novo (DNL). Może to wynikać z przekroczenia pojemności mitochondriów i acetylo-koenzymu A zamiast do cyklu kwasu cytrynowego wejdzie do DNL. Ten efekt metaboliczny glukozy jest uważany za „szczególnie szkodliwy”. To, czy glukoza jest spożywana razem z fruktozą, czy nie, może mieć wpływ na efekty metaboliczne, ponieważ wystąpi efekt wydzielanej insuliny. Insulina zmniejsza wytwarzanie glukozy z fruktozy i stymuluje szlak lipogenezy de novo.

Wzrost spożycia fruktozy ściśle koreluje ze wzrostem otyłości, zespołu metabolicznego i cukrzycy. Wykazano, że długotrwałe spożywanie fruktozy powoduje zwiększenie stężenia kwasu moczowego w organizmie. Podwyższony poziom kwasu moczowego w surowicy wiąże się z ryzykiem wystąpienia przewlekłej choroby nerek zarówno u osób zdrowych, jak iu osób z cukrzycą. Wśród osób z cukrzycą typu 2 wiąże się to również z progresją już ustalonej nefropatii.

Szacuje się, że 7,3% dorosłej populacji w Szwecji jest dotkniętych cukrzycą, a większość, 85-90%, stanowi cukrzyca typu 2 (T2D). T2D jest uważana za jedną z najczęstszych chorób przewlekłych i oczekuje się, że jej częstość występowania będzie rosła, a wraz z tym rosnące obciążenie zdrowotne i ekonomiczne. Światowe wzorce również wskazują na rosnące obciążenie, szczególnie w krajach rozwijających się. T2D jest chorobą o wieloczynnikowej etiologii i powikłaniami, takimi jak choroby układu krążenia i nerek, ślepota i amputacja. Cukrzyca nie tylko wpływa na jakość życia, ale także prowadzi do przedwczesnej śmierci, ponieważ oczekiwana długość życia skraca się nawet o 15 lat.

Nefropatia cukrzycowa (DN) stała się najczęstszą przyczyną schyłkowej niewydolności nerek, a najwcześniejszym objawem DN jest obecność mikroalbuminurii. Może nastąpić dalszy rozwój makroalbuminurii i spadek przesączania kłębuszkowego. Wśród chorych na cukrzycę typu 2 w Szwecji zaobserwowano, że u 20% rozwinęła się albuminuria w ciągu 5 lat, a u 11% rozwinęła się niewydolność nerek współczynnik przesączania kłębuszkowego (eGFR < 60 ml/min/1,73 m2, formuła MDRD). Badania wskazują, że zwiększony stres oksydacyjny poprzez różne szlaki może odgrywać kluczową rolę w rozwoju DN, a przewlekła hiperglikemia jest główną przyczyną. Ale są też inne czynniki, które zwiększają stres oksydacyjny i mają wpływ na rozwój chorób nerek, jak np. wolne kwasy tłuszczowe i stany zapalne. Stres oksydacyjny może powodować uszkodzenia środowiska nerkowego, takie jak dysfunkcja komórek śródbłonka w obrębie kłębuszków nerkowych i uszkodzenie tkanki kanalików.

Czynniki związane z zarządzaniem chorobą, takie jak kontrola glikemii, ciśnienia krwi i lipidów, są ważne dla ochrony nerek. Ponadto ważne jest zaprzestanie palenia, bilans energetyczny dla prawidłowej masy ciała i zdrowy sposób odżywiania. Ze względu na skład diety hiperglikemię i dyslipidemię determinuje ilość i jakość spożywanych węglowodanów i tłuszczów w diecie. Sugeruje się, że hiperglikemia poposiłkowa i hipertriglicerydemia wyzwalają stres oksydacyjny i powodują stany zapalne, zmiany metaboliczne związane z dysfunkcją śródbłonka. Prospektywna kohorta przeprowadzona w 10 krajach europejskich, w tym w Szwecji (Malmö i Umeå), wykazała ochronny wpływ spożycia warzyw, owoców i roślin strączkowych na śmiertelność ogólną i sercowo-naczyniową wśród osób z cukrzycą. Przypuszcza się, że możliwy mechanizm można przypisać właściwościom przeciwutleniającym. Jako możliwe mechanizmy wymieniono właściwości przeciwutleniające i przeciwzapalne owoców i warzyw.

Obecne szwedzkie zalecenia dietetyczne dla diabetyków stwierdzają, że różne diety, takie jak dieta śródziemnomorska, dieta niskowęglowodanowa itp. mogą być korzystne, podczas gdy dowody naukowe na dietę skrajnie niskowęglowodanową są jeszcze zbyt słabe. Ponadto stwierdzają, że pojedyncze pokarmy, takie jak owoce, zmniejszają śmiertelność z jakiejkolwiek przyczyny, a warzywa zmniejszają ryzyko śmiertelności z powodu chorób układu krążenia. Fruktoza nie jest omawiana w szwedzkich zaleceniach dietetycznych. Zalecenia żywieniowe Amerykańskiego Towarzystwa Diabetologicznego wskazują jednak, że należy unikać napojów zawierających fruktozę ze względu na jej wpływ na profil metaboliczny.

Dowody naukowe na znaczenie diety na powikłania mikronaczyniowe, takie jak choroby nerek, są nieliczne i brakuje badań nad wpływem owoców i warzyw na nefropatię cukrzycową. Zostało to również stwierdzone przez Szwedzką Radę ds. Oceny Technologii Medycznych (SBU) w raporcie opublikowanym w 2010 roku. SBU dodatkowo podkreśliła brak badań dietetycznych mających zastosowanie do warunków panujących w Szwecji. Tak więc, biorąc pod uwagę obciążenie cukrzycą typu 2 i związanymi z nią powikłaniami, potrzeba proponowanych badań jest uzasadniona.

Ogólnym celem tego badania jest zbadanie ostrych odpowiedzi poposiłkowych w kwasie moczowym, markerach stresu oksydacyjnego i markerze stanu zapalnego po niskim obciążeniu fruktozą z posiłkiem wysokotłuszczowym i bez niego wśród pacjentów z przewlekłą chorobą nerek (CKD) i pacjentów z cukrzycą typu 2 cukrzyca (T2DM) z CKD i bez CKD w porównaniu ze zdrowymi kontrolami (HC).

Pacjenci z cukrzycą typu 2, pacjenci z przewlekłą chorobą nerek (CKD) i GFR <30 ml/min lub dializowani, pacjenci z cukrzycą typu 2 i CKD oraz osoby z grupy kontrolnej (n=30 w każdej grupie). Uczestnik przy różnych okazjach seksualnych będzie otrzymywał napoje zawierające fruktozę z dodatkiem i bez dodatku wysokotłuszczowego posiłku. Po uwzględnieniu 8 pacjentów z CKD, 8 pacjentów z T2DM i 8 osób z grupy kontrolnej zostaną przedstawione wstępne wyniki.