Влезте с вашето потребителско име и парола

Главно меню

Влезте с вашето потребителско име и парола

Ти си тук

  • У дома
  • Архив
  • Том 4, брой 2
  • Добавена фруктоза като основен двигател на безалкохолната мастна чернодробна болест: криза в общественото здраве
  • Член
    Текст
  • Член
    информация
  • Цитат
    Инструменти
  • Дял
  • Отговори
  • Член
    метрика
  • Сигнали
  1. James J DiNicolantonio 1,
  2. Ашвин М Субрамония 2, 3 и
  3. James H O’Keefe 1
  1. 1 Превантивна кардиология, Институт за сърце на Сент Лука в Средна Америка, Канзас Сити, Мисури, САЩ
  2. 2 Катедра по медицина, болница и изследователски център Минакши, Мадурай, Индия
  3. 3 възпитаници, Волгоградски държавен медицински университет, Волгоград, Русия
  1. Кореспонденция на д-р Джеймс Джей Диниколантонио; jjdinicolgmail.com

Резюме

Мастната чернодробна болест засяга до един на всеки двама възрастни в западния свят. Данните от проучвания върху животни и хора включват добавени захари (напр. Захароза и високофруктозен царевичен сироп) в развитието на мастна чернодробна болест и нейните последици. По-специално добавената фруктоза, като компонент на добавените захари, може да представлява най-голям риск от мастни чернодробни заболявания. Като се има предвид, че в диетата няма изискване за добавени захари, диетичните насоки трябва да препоръчват намаляване на приема на добавени захари до само 5% от общите калории, за да се намали разпространението на мастните чернодробни заболявания и свързаните с тях последици.

основен

  • фруктоза
  • мастен черен дроб
  • захароза

Това е статия с отворен достъп, разпространявана в съответствие с лиценза Creative Commons Attribution Non Commercial (CC BY-NC 4.0), който позволява на другите да разпространяват, ремиксират, адаптират, надграждат тази работа с нетърговска цел и да лицензират своите производни произведения на различни условия, при условие че оригиналната творба е правилно цитирана и използването е некомерсиално. Вижте: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Статистика от Altmetric.com

Въведение

Мастната чернодробна болест е наличието на чернодробна стеатоза (мазнини, отложени в черния дроб). Има два основни типа мастни чернодробни заболявания: неалкохолна мастна чернодробна болест (NAFLD) и алкохолна мастна чернодробна болест. Алкохолната мастна чернодробна болест, със или без стеатохепатит (възпаление на черния дроб с едновременно натрупване на чернодробни мазнини), е свързана с прекомерна консумация на алкохол и обикновено е макровезикуларна. NAFLD е причина за натрупване на чернодробна мазнина при липса на тежка употреба на алкохол. Безалкохолният мастен черен дроб и неалкохолният стеатохепатит са допълнителните подразделения на NAFLD с липсата на възпаление в първия и неговото присъствие в последния. Концентрацията на чернодробен триглицерид (TG) (стеатоза) над 55 mg/g черен дроб (5,5%) е най-ранният стадий на NAFLD.

Настоящият принцип предполага, че централното затлъстяване, захарният диабет тип 2, дислипидемията, мъжкият пол и метаболитният синдром са често срещаните основни рискови фактори на NAFLD.2 Въпреки това, последните данни показват положителна връзка между добавените захари (особено добавена фруктоза) и NAFLD, метаболитен синдром и наддаване на тегло.3 4 NAFLD се наблюдава в световен мащаб и е най-често срещаното чернодробно заболяване в западните индустриализирани страни с преобладаване от 10% до 46% в САЩ, 5 където има висока консумация на прости захари в допълнение към добавените мазнини масла.

Фруктозата е монозахарид, който е по-сладък от глюкозата или захарозата и се съдържа естествено в плодовете и някои зеленчуци. При хората фруктозата се метаболизира почти изцяло в черния дроб, като под 1% директно се превръща в плазмени TG, 29% -54% от фруктозата се превръща в черния дроб в глюкоза, около 25% от фруктозата се превръща в лактат и 15% -18 % се превръща в гликоген.6 Фруктозата се абсорбира слабо от стомашно-чревния тракт, тъй като има ограничено количество чревни клетки, които имат транспортер на глюкоза тип 5 (GLUT-5), през който фруктозата се придвижва в клетката. Въпреки това, с повишена консумация на фруктоза има повишено регулиране на GLUT-5.7 С други думи, колкото повече фруктоза ядете, толкова повече абсорбирате. Чернодробният метаболизъм на фруктоза стимулира липогенезата и тези събития не зависят от инсулиновото усилие и стъпката на регулиране на фосфофруктокиназата.

Поради неговия първичен метаболизъм в черния дроб и въз основа на проучванията, проведени от Dekker et al, 9 Chung et al10 и Schwarz et al, 11, развитието на мастно чернодробно заболяване от свръхконсумацията на добавена фруктоза трябва да се счита за криза на общественото здраве.

Механизми за фруктоза, причиняваща затлъстяване на черния дроб

De novo липогенезата (DNL) е един от предложените механизми за това как консумирането на добавена фруктоза води до затлъстяване на черния дроб.11 Фруктозата може да индуцира NAFLD чрез способността си да регулира DNL и като заобикаля основния ограничаващ скоростта етап на гликолиза при фосфофруктокиназа.

DNL е процес на самореклама; гените, които активират DNL, ​​се влияят от протеини, свързващи стерол регулаторни елементи (SREBP) .12 13 Фруктозата независимо активира SREBP-1c, който от своя страна активира DNL. Индуцираният от фруктоза DNL генерира мастни киселини, които след това могат да бъдат включени в чернодробни TG или други липидни видове. Аполипопротеин В-100 (апоВ) е от съществено значение за вътреклетъчното сглобяване на TG в липопротеин с много ниска плътност (VLDL) и разграждането на апоВ намалява, когато се повиши чернодробният липид.14 В резултат на това възниква стрес на чернодробния ендоплазмен ретикулум (ER) поради до натрупването на апоВ. Стресът в ER допълнително насърчава активирането на SREBP-1c и по този начин допълнително допринася за DNL.16

Rodríguez-Calvo et al17 демонстрират, че храненето с фруктоза също е доказано, че индуцира активирането на реагиращ на въглехидрати елемент-свързващ протеин и увеличава експресията на липогенни гени като синтаза на мастни киселини (FAS), ацил коензим-A карбоксилаза и стеароил коензим- Дезатураза-1 при хранени с фруктоза плъхове.

Изследвания върху животни

Изследване18 върху мъжки плъхове от разплод Sprague-Dawley показва подобни резултати. Плъховете бяха разделени на случаен принцип в две групи, състоящи се от 10 хранени със захароза и подобен брой плъхове, хранени с нишесте, последвани в продължение на 4 месеца. Групата на захарозата е получила 40% захарна диета (протеини 18,3% тегловни и 20,2% kcal; въглехидрати 60,5% тегловни (състоящи се от 40% захароза и 20,5% нишесте) и 66,9% kcal; мазнини 5,2% тегловни и 12,9% kcal ). Контролната група получи изокалорична диета, при която захарозата беше заменена с нишесте (протеини 18,3% тегловни и 20,2% kcal; въглехидрати 60,5% тегловни и 66,9% kcal; мазнини 5,2% тегловни и 12,9% kcal). Резултатите разкриха затлъстяване на черния дроб с макровезикуларна и микровезикуларна стеатоза. При Western blot има повишена FAS и ATP цитратна лиаза (участваща в синтеза на мазнини) и намалена еноил-CoA хидратаза (ECoAH1) (участваща в окисляване на β мастни киселини). Следователно проучванията19 20 предполагат, че захарозата и фруктозата предизвикват както увеличаване на синтеза на мазнини, така и намаляване на окисляването на мазнините.

Ackerman et al21 извършиха проучване върху плъхове Sprague-Dawley. Изследвани са четиридесет и девет мъжки плъхове Sprague-Dawley с тегло 200 ± 20 g. Плъховете бяха разделени на случаен принцип в пет групи. Едната група продължи да се поддържа на стандартна диета с плъхове (SRCD) в продължение на 5 седмици, докато на останалите четири групи беше дадена диета, обогатена с фруктоза (FED). FED съдържа 20,7% (на база тегло) протеин (като казеин), 5% мазнини (като свинска мас), 60% въглехидрати (като фруктоза), 8% целулоза, 5% минерална смес и 1% витаминна смес и 50 mg от желязо в 1 кг диета. SRCD съдържа 21,9% протеин, 4,5% мазнини, 41% нишесте, 5% захар и 3,7% сурови фибри и 120 mg желязо в 1 kg диета. Три седмици след започването на FED, на три от четирите групи са дадени различни допълнителни фармацевтични интервенции за 2 седмици. На една група е даден амлодипин (15 mg/kg/ден), на друга група е даден каптоприл (90 mg/kg/ден), а на третата група е даден безафибрат (10 mg/kg/ден). Четвъртата група, контролната група, не получи никаква фармацевтична намеса и остана във ФЕД. FED плъховете развиват чернодробни макровезикуларни и микровезикуларни мастни натрупвания, с повишаване на чернодробните TG (+ 198%) и чернодробния холестерол (+ 89%), хипертриглицеридемия (+ 223%) и хипертония (+

15% в кръвното налягане), но намаляване на чернодробните фосфолипиди (-36%), без повишаване на чернодробната концентрация на желязо (HIC). Амлодипин намалява кръвното налягане (-18%) и плазмените TG (-12%), но няма промяна в чернодробните TG и концентрациите на фосфолипиди. Каптоприл намалява кръвното налягане (-24%), плазмените TG (-36%), чернодробните TG (-51%) и чернодробната макровезикуларна мазнина (-51%), но повишава HIC (+ 23%), с гранично увеличение на чернодробните фиброза. Безафибратът намалява плазмените TG (-49%), чернодробните TG (-78%), чернодробните макровезикуларни мазнини (-90%) и кръвното налягане (-11%). В обобщение, храненето с високо съдържание на фруктоза предизвиква мастни чернодробни отлагания при плъхове.

Съвсем скорошно проучване23 върху 27 маймуни cynomolgus (Macaca fascicularis) в продължение на 7 години показа, че диетите с високо съдържание на въглехидрати могат да генерират както чернодробни мазнини, така и фиброза. Маймуните са били хранени с диети с две диети: контролна диета (CTL, n = 10) или HFr диета (n = 17). Диетата CTL е с високо съдържание на въглехидрати (69% от калориите), като по-малко от 3% глюкоза и 0,5% фруктоза доставят калориите. Диетата с HFr е еквивалентна в процента на калориите, доставяни от въглехидратите; 24% от общия калориен прием обаче се доставя от фруктоза. Резултатите показват, че маймуните, хранени с фруктоза, са по-тежки от контролните животни (3,03 ± 0,09 кг срещу 5,42 ± 0,83 кг; р = 0,04). Диетата с HFr също увеличава броя на липидните капчици, т.е. степента на стеатоза (р 2 и дневна консумация от поне 660 ml (

22 oz) SSB бяха рандомизирани за 12-седмична интервенция. IHCL е намален до 74% от първоначалните стойности с ASB (n = 14; p 2): 30,6 ± 1,2) са поставени на хиперкалорична диета (> 1000 kcal прости въглехидрати/ден, състояща се от бонбони, ананасов сок, подсладена захар безалкохолни напитки и/или напитка с въглехидрати) в продължение на 3 седмици и след това на хипокалорична диета в продължение на 6 месеца. Тъй като генотипът PNPLA3 може да повлияе на отговора на серумните TG към стимулиране на DNL, ​​изследваните субекти са генотипирани по отношение на rs738409 на гена PNPLA3 и са наети лица с PNPLA3-148MM или PNPLA3-148II хомозиготен генотип. Измерват се метаболитни променливи и чернодробни мазнини (измерени чрез протонна магнитно-резонансна спектроскопия), преди и след прехранване и след хипокалорична диета. Съотношението на палмитат (16: 0) към линолеат (18: 2 n − 6) в серумни и VLDL TG се използва като индекс на DNL. Прехранването с въглехидрати увеличава теглото с 2% (1,8 ± 0,3 kg; p 10 пъти по-голяма относителна промяна в чернодробните мазнини (27%), отколкото в телесното тегло (2%). Тези данни показват, че чернодробната мазнина се натрупва по време на прехранване с въглехидрати и поддържа роля на DNL в патогенезата на NAFLD.

Schwarz et al11 извършват проучване върху осем здрави мъже в продължение на 9 последователни дни, където сравняват ефектите от HFr диета (25% от енергийното съдържание) с изокалорична диета със същото разпределение на макроелементите, но при която фруктозата е заместена със сложни въглехидрати (CCHO ). За разлика от предишни подобни проучвания, се поддържаше неутрален енергиен баланс, поради което теглото оставаше стабилно през цялото проучване. Стабилният изотопен проследяващ разкрива, че диетата с HFr е свързана с по-висок DNL (средно 18,6 ± 1,4% срещу 11,0 ± 1,4% за CCHO, p = 0,001). По същия начин, по-високи чернодробни мазнини (средно 137% от CCHO, р = 0,016) бяха измерени чрез магнитно-резонансна спектроскопия при всички участници. Това проучване показва, че краткосрочният прием на високо фруктоза е свързан с повишен DNL и натрупване на мазнини в черния дроб при здрави мъже, хранени с диети за поддържане на теглото.

Мета-анализ29 изследва съответни проучвания, които включват проследяване ≥7 дни върху ефекта на фруктоза върху маркерите на NAFLD. Резултатите са от 13 проучвания при 260 здрави участници. Седем проучвания бяха изокалорично заместване, при което фруктозата беше обменена изокалорично за други въглехидрати, и шест хиперкалорични проучвания, в които диетата беше допълнена с излишна енергия (+ 21% –35% енергия) от високи дози фруктоза (+ 104–220 g/ден). Въпреки че няма ефект на фруктоза при изокалорични проучвания, фруктозата при хиперкалорични проучвания увеличава както вътрехепаталната холестаза (IHCL) (SMD = 0,45 (95% CI 0,18, 0,72)), така и аланин трансаминазата (ALT) (MD = 4,94 U/L (95 % CI 0,03, 9,85)). Ограниченията в проучването са включването на малки проучвания с кратка продължителност (≤4 седмици) и енергия като объркващ фактор (въпреки че консумацията на добавена фруктоза изглежда води до повишен енергиен прием) .30 Проучването заключава, че краткосрочният изокалоричен обмен на фруктоза за други въглехидрати не предизвиква промени в NAFLD при здрави частици, но хиперкалоричните калорични проучвания повишават IHCL и ALT.

Abdelmalek и сътр. 31 са изследвали 341 възрастни, записани в мрежата за клинични изследвания на NASH, за които са били събрани данни от въпросника за храна в рамките на 3 месеца след чернодробна биопсия. Консумацията на фруктоза се изчислява въз основа на отчитане (честота × количество) на Kool-Aid, плодови сокове и недиетичен прием на сода, изразени като порции на седмица и класифицирани като никакви, случайни (48 години), дневната консумация на фруктоза е свързана с повишено чернодробно възпаление (p 2+ -индуцирана окислителна модификация е значително подобрена, както се демонстрира от двукратно увеличение на LDL времето на забавяне (p = 0,010). В групата, приемаща фруктозни напитки (считани за продължаване на фруктозата), няма значителни промени в плазмената FFA, hs-CRP, индекс на мастния IR, нива на oxLDL или ex vivo окислителна чувствителност на LDL.За двете групи не са наблюдавани значителни промени в телесното тегло, чернодробните мазнини, чернодробните ензими, нивата на TG и PAI-1 на гладно след 4 седмици. Проучването заключава, че намаляването на хранителната фруктоза може да бъде ефективна намеса за притъпяване на прогресията на атеросклерозата при пациенти с NAFLD.

Ma et al33 наблюдават чернодробно заболяване на мастната тъкан, използвайки измервания на затихването на черния дроб, генерирани от CT при 2634 участници. Концентрацията на ALT, суров маркер на мастна чернодробна болест, е измерена при 5908 участници. Приемът на SSB и диетична сода е оценен с помощта на въпросник за честотата на храната. Участниците бяха категоризирани или като непотребители, или като потребители (три категории: 1 порция/месец до 1 порция/ден) на SSB или диетична сода. След корекция за възраст, пол, статус на тютюнопушене, кохорта на Framingham, енергиен прием, алкохол, диетични фибри, мазнини (% енергия), протеини (% енергия), прием на газирана сода и ИТМ, OR на мастните чернодробни заболявания са 1, 1,16 ( 0.88, 1.54), 1.32 (0.93, 1.86) и 1.61 (1.04, 2.49) в категориите на SSB потребление (p тенденция = 0.04). Потреблението на SSB също е положително свързано с нивата на ALT (p тенденция = 0,007). В заключение, редовната консумация на SSB е свързана с по-голям риск от затлъстяване на черния дроб, особено при лица с наднормено тегло и затлъстяване. Тъй като NAFLD е независим рисков фактор за коронарна болест на сърцето, 34 намаляването на добавената хранителна фруктоза може също да подобри дългосрочното сърдечно-съдово здраве.

Заключение

Въз основа на горните доказателства, приемът на добавена с диета фруктоза (както се намира в захароза или царевичен сироп с високо съдържание на фруктоза), когато се консумира в излишък, вероятно е основният двигател на NAFLD и неговите последици. Като се има предвид, че консумацията на добавени захари се е увеличила от само 4 lb на човек годишно през 1700 г., до приблизително 120 lb на човек на година, добавената от фруктоза NAFLD трябва да се счита за криза на общественото здраве. Трябва да се препоръча намаляване на приема на добавена фруктоза за предотвратяване и лечение на пациенти с NAFLD.