Фруктоза, которую вы не едите: что нужно знать, чтобы не навредить здоровью

Как известно, употребление большого количества фруктозы приводит к сильному увеличению уровня мочевой кислоты в организме, что подавляет способность инсулина регулировать использование и накопление клетками углеводов и других питательных веществ. По данным американских служб, контролирующих здоровье и питание граждан, приверженцы западной диеты потребляют 85—100 г фруктозы в день.

Все просто? Но тем не менее, есть ряд свидетельств, что ее вина может быть преувеличена. Почему такая неопределенность? Все дело в отсутствии контекста и эволюционного понимания. А ведь, как известно, «в биологии все имеет смысл только в контексте эволюции». Сегодня я расскажу о том, почему фруктоза может продолжать вредить вам, даже если вы полностью от нее отказались. 

Дело в том, что фруктозу расщепляет два вида ферментов, фруктокиназ (кетогексогеназ). Есть фруктокиназа А (медленный) и фруктокиназа С (быстрый и бесконтрольный). Если удалить оба фермента, то сколько не ешь фруктозы, проблем не будет. Фрутокиназа А распространена широко в организме и имеет низкое сродство к фруктозе.

Если удалиить фруктокиназу А, то проблемы станут намного сильнее. Т.е. фруктокиназа А имеет защитный эффект на наше здоровье! А вот фруктокиназа С находится в печени, кишечнике, почках и имеет очень высокое сродство к фруктозе, быстро ее вовлекает в обмен, в результате окисления через фруктокиназу С происходит нарушение энергетического обмена в клетках. Сейчас расскажу почему. 

Итак, фруктокиназа С, которую принято обозначать латинскими буквами КНК-С. Этот фермент не реагирует на концентрацию конечных продуктов реакции и работает, пока не управится со всей наличной фруктозой. Это его важная особенность!

Из пирувата в дальнейшем образуется ацетил-КоА, который участвует в синтезе жирных кислот, и в случае фруктозы синтез этот неконтролируемый. Кроме того, из-за «бесконтрольности» КНК в клетке истощаются запасы АТФ и фосфатов.

Зато АМФ (продукт расщепления АТФ) оказывается в избытке и распадается с образованием мочевой кислоты — побочного продукта метаболизма фруктозы. Благодаря бесконтрольной активности КНК у человека, потребившего много фруктозы, сразу после трапезы существенно возрастает содержание триглицеридов и мочевой кислоты в крови.

Возможно, такая странная метаболическая особенность возникла в те времена, когда подходящая пища появлялась внезапно и редко, надо было съесть сразу много и съеденное запасти. При постоянной угрозе голода способность наесться впрок жизненно необходима, но при избытке пищи умение, а главное, желание переедать имеет серьезные последствия. 

Именно поэтому, небольшие количества фруктозы даже полезны. А перегрузка фруктозой, особенно хроническая приводит к серьезным проблемам. 

 

Фруктоза, которую вы не едите.

При нарушенном углеводном обмене, фруктоза будет вредить вам, даже если вы ее исключите полностью. Почему? Нарушение работы инсулина и снижение чувствительности к нему тканей приведут к гипергликемии, которая в свою очередь переключит биохимию так, что ваш организм сам начнет синтезировать фруктозу из глюкозы. 
Да, хроническое повышение уровня глюкозы в крови, возникающее вследствие употребления в пищу продуктов с высоким гликемическим индексом, индуцирует так называемый полиоловый путь метаболизма глюкозы, результатом которого является ее превращение во фруктозу. 

Новое исследование, проведённое Ричардом Джонсоном и его коллегами из Колорадского университета в Денвере (США), лишь добавляет минусов фруктозе. В Nature Communications авторы сообщают, что причиной избыточного веса и снижения у тканей чувствительности к инсулину (а это главный признак диабета второго типа) может быть фруктоза, которая появилась в организме в результате внутренних биохимических реакций. То есть можно и не есть собственно фруктозу в виде чего-нибудь сладкого, достаточно налечь на ту же глюкозу, которая потом превратится в печени во фруктозу (а такое превращение одного сахара в другой биохимикам известно давно – это полиоловый или сорбитоловый путь). 
Фруктоза, накапливающаяся в печени, вызывает метаболические изменения, приводящие к увеличению доли жировой ткани, накоплению жиров в самой печени и т. п. Если у мышей подавляли дальнейшие пути превращения фруктозы, то и уровень инсулина оставался у них в норме, и жиры не накапливались, даже если они ели пищу с повышенным содержанием глюкозы.

То есть чтобы предотвратить вред от глюкозы, нужно было подавить метаболизм фруктозы. Иным словами, если мы едим нехорошие глюкозные сладости (или продукты с высоким гликемическим индексом), то вред от них приходит к нам через «полезную» фруктозу, которая считается низкогликемическим соединением. 

Превращение глюкозы во фруктозу в печени не единственная причина метаболических нарушений, сопровождающих ожирение и диабет. В конце концов, избыток калорий и чрезмерная продукция инсулина, вызываемая глюкозой, тоже вносят свой вклад. Однако глюкозо-фруктозные превращения, как полагают авторы работы, могут серьёзно осложнять ситуацию, и чтобы держать метаболические расстройства под контролем, следует избавиться от иллюзий насчёт «безвредности» фруктозы. 

Гипергликемия активирует полиоловый путь обмена глюкозы с повышенным накоплением в нервах продуктов этого обмена - сорбитола и фруктозы. В норме превращение глюкозы в сорбитол незначительно - до 1% содержания клеточной глюкозы. При нарушении обмена глюкозы, что наблюдается при гипергликемии, переход ее в сорбитол возрастает до 7-8%.

Под влиянием ключевого фермента сорбитолового пути - альдозоредуктазы - нефосфорилированная глюкоза конвертируется в сорбитол, а он под влиянием сорбитолдегидрогеназы - во фруктозу . Активность сорбитолового пути регулируется внутриклеточной концентрацией глюкозы, при этом не требуется присутствия инсулина. 

Эксперименты на животной модели показали, что мыши с блокированным полиоловым путем метаболизма глюкозы, в течение двух недель получавшие 10-процентный сахарный раствор, оказались полностью защищены от развития метаболического синдрома. 

Сорбитоловый, или полиоловый, путь активен в инсулинонезависимых тканях: эндотелии сосудов глаз и почек, нервной ткани (центральной и периферической нервные системы). Образование сорбитола происходит и в норме, но значительно активируется во время хронической гипергликемии.

Под воздействием фермента альдозоредуктазы происходит образование полигидроксильного спирта сорбита, который под действием сорбитдегидрогеназы преобразуется во фруктозу.

Фруктоза и сорбит начинают активно накапливаться в упомянутых тканях в нефизиологических количествах, вызывая деформацию клеток, их перерастяжение, сопровождающееся нарушением их функциональной активности. Являясь активными осмотическими веществами, фруктоза и сорбит привлекают на себя воду, вызывают выраженный гиперосмолярный отек и дальнейшие нарушения в заинтересованных тканях. 

Исследованиями последних лет показана важность нарушения обмена глюкозы по полиоловому пути, при этом задействованы дополнительные, помимо накопления фруктозы и сорбитола, механизмы. Повышение активности альдозоредуктазы приводит к истощению NADPH и ухудшает образование глутатиона, который является одним из важнейших антиоксидантов и снижает количество свободных радикалов, образующихся в избытке при окислительном стрессе. Кроме того, NADPH является необходимым компонентом NO-синтазы, образующейся в эндотелиальных клетках и необходимой для синтеза оксида азота - мощного локального вазодилататора.