Cum acționează și cât rău ne face fructoza din diete (Studii)
Hrănirea șoarecilor cu sirop de porumb bogat în fructoză, un îndulcitor utilizat pe scară largă în dietele umane, a dovedit că determină o creștere a suprafeței intestinului, care este asociată cu absorbția sporită a nutrienților din dietă și creșterea în greutate.
Incidența obezității a crescut constant, triplându-se la nivel global între 1975 și 2016, la un cost ridicat pentru sănătatea publică. Obezitatea predispune indivizii la diverse boli, inclusiv cancerul, iar numărul deceselor asociate obezității la nivel global în fiecare an (estimat la 2,8 milioane) este similar ca scară cu decesele asociate COVID-19 raportate în pandemia în curs de desfășurare. Deși dietele bogate în grăsimi și-au asumat o mare parte din vina pentru creșterea obezității, consumul excesiv de zaharuri procesate și, în special, sirop de porumb cu conținut ridicat de fructoză (HFCS), este puternic implicat în obezitatea indusă de dietă. Dacă fructoza cauzează obezitate la om și cum rămâne o întrebare aprins dezbătută. Într- un articol apărut în Nature Taylor și colaboratorii spun că asta ar trebui să ne facă să ne gândim de două ori înainte de a înghiți băuturi îndulcite cu zahăr și gustări bogate în grăsimi nesănătoase. Autorii susțin că HFCS promovează obezitatea prin creșterea capacității intestinului de a absorbi substanțele nutritive.
Au apărut dovezi între că intestinul subțire acționează ca purtător al corpului mamiferelor împotriva efectelor nocive ale fructozei, principalul fiind acumularea aberantă de grăsime (denumită steatoză) în ficat. Cantități moderate de fructoză – de exemplu, cele ingerate la consumul de fructe – sunt preluate și descompuse de celulele intestinale. Cantitățile în exces, cum ar fi cele care ar putea fi ingerate după ce beți o băutură zaharată, copleșesc capacitatea de absorbție a intestinului, iar fructoza fie „se scurge” în sânge pentru a ajunge la ficat intact, fie se revarsă din intestinul subțire și ajunge la colon.
Defalcarea fructozei în celule începe cu conversia sa în fructoză 1-fosfat (F1-P). Această modificare implică transferul unei grupări fosfat în fructoză din molecula care furnizează energie ATP, prin acțiunea enzimei cetohexokinazei (KHK). Excesul de fructoză din ficat alimentează activitatea KHK ridicată, despre care se crede că stimulează expresia genelor de sinteză a lipidelor prin diverse mecanisme. Epuizarea KHK în ficatul șoarecilor este suficientă pentru a preveni steatoza hepatică indusă de fructoză.
Fructoza care ajunge în colon este descompusă de bacteriile rezidente pentru a produce molecule care pot alimenta apoi sinteza lipidelor în ficat. În plus, fructoza crește „scurgerea” intestinală, o afecțiune în care conexiunile libere dintre celulele intestinale permit nutrienților ingerați și toxinelor provenite de la bacteriile din colon, să scape în ficat, unde activează semnale inflamatorii din celulele imune care stimulează steatoza. Prin urmare, excesul de fructoză dăunează ficatului atât direct, cât și indirect, prin modificări ale intestinului.
Studiul lui Taylor și colegii relevă faptul că fructoza are un efect necunoscut anterior asupra structurii intestinului. Lucrările anterioare au arătat că HFCS promovează căi metabolice care susțin formarea tumorilor de colon, astfel încât autorii s-au întrebat ce consecințe ar putea avea o dietă bogată în HFCS pentru celulele intestinale necanceroase. Taylor și colaboratorii au descoperit că șoarecii hrăniți cu HFCS aveau proeminențe intestinale mai lungi – structuri cunoscute sub numele de vilozități – și absorbeau mai mulți nutrienți din dietă comparativ cu șoarecii care nu primeau HFCS în dieta lor. Mai mult, dietele grase au provocat o creștere în greutate chiar mai mare la șoareci, dacă asemenea diete conțin fructoză decât dacă nu ar avea.
Pe măsură ce o vilozitate se prelungește atunci când se formează celule noi, celulele intestinale mai vechi se deplasează spre vârful vilozității, departe de vasele de sânge și experimentează o limitare crescândă treptat a disponibilității oxigenului (intrând într-o stare numită hipoxie). Autorii raportează dovezi că la vârful vilusului, unde hipoxia era extremă, celulele mureau. Taylor și colegii săi au constatat, de asemenea, că noile celule din vilozitățile în creștere ale șoarecilor hrăniți cu HFCS s-au format la rate similare cu cele ale șoarecilor fără HFCS din dieta lor. Împreună, aceste observații sugerează că moartea celulară indusă de hipoxie restricționează lungimea vilozității și că vilozitățile șoarecilor hrăniți cu HFCS erau mai lungi, deoarece celulele lor aveau mai puține șanse de a muri comparativ cu celulele hipoxice din vilozitățile șoarecilor care nu erau hrănite cu HFCS.
Taylor și colaboratorii a investigat modul în care fructoza ar putea favoriza supraviețuirea celulelor hipoxice. Analiza autorilor asupra celulelor cultivate in vitro a arătat că fructoza a determinat o creștere a nivelului de F1-P. Mai mult, tratamentul acestor celule cu fructoză a inhibat calea metabolică a descompunerii glucozei numită glicoliză în etapa catalizată de enzima PKM2. Activitatea scăzută a PKM2 ajută la redirecționarea moleculelor intermediare de la calea glicolizei către căile biosintetice și antioxidante care permit celulelor să prolifereze și să supraviețuiască sub stres. Diferite molecule intracelulare se leagă și comută PKM2 între o formă tetramerică cu activitate ridicată (conținând patru subunități proteice) și o formă monomerică cu activitate scăzută (conținând o subunitate proteică), în funcție de starea celulei. PKM2 monomeric se poate deplasa în nucleu pentru a susține factorul de transcripție HIF-1α în determinarea expresiei genelor care ajută celulele hipoxice să își mențină rezervele de energie.