¡Más de lo que siempre quiso saber sobre el metabolismo de la fructosa! Básicamente, incluso esa cantidad de fructosa probablemente no abrumaría la capacidad del hígado para almacenarla. Las cargas extremas de fructosa oral abruman la capacidad de absorción del intestino delgado y producen una diarrea osmótica.
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
Metabolismo de la fructosa en humanos: lo que los estudios de trazadores isotópicos nos dicen
REVISIÓN de acceso abierto
Sam Z Sun * y Mark W Empie
Abstracto
El consumo de fructosa y sus implicaciones en la salud pública se encuentran actualmente en estudio. Este trabajo revisó el destino metabólico de la fructosa en la dieta en base a estudios con trazadores de isótopos en humanos. La tasa media de oxidación de la fructosa en la dieta fue de 45.0% ± 10.7 (media ± DE) en sujetos que no ejercitaron dentro de 3-6 horas y 45.8% ± 7.3 en sujetos que ejercitaban dentro de 2-3 horas. Cuando la fructosa se ingirió junto con la glucosa, la tasa media de oxidación de los azúcares mixtos aumentó a 66,0% ± 8,2 en los sujetos en ejercicio. La tasa de conversión media de fructosa a glucosa fue 41% ± 10.5 (media ± DE) en 3-6 horas después de la ingestión. La cantidad de conversión de fructosa a glucógeno queda por clarificar. Un pequeño porcentaje de fructosa ingerida (<1%) parece convertirse directamente en TG plasmático. Sin embargo, se observan efectos hiperlipidémicos de mayores cantidades de consumo de fructosa en estudios que usan acetato marcado infundido para cuantificar la lipogénesis de novo a más largo plazo. Si bien los mecanismos para el efecto hiperlipidémico siguen siendo controvertidos, el cambio en la fuente de energía y la preservación de los lípidos pueden desempeñar un papel en el efecto, además de la lipogénesis de novo. Finalmente, aproximadamente una cuarta parte de la fructosa ingerida se puede convertir en lactato en pocas horas. Los datos revisados proporcionan un perfil de cómo se utiliza la fructosa dietética en humanos.
Palabras clave: Fructosa, Glucosa, Isótopo trazador, Metabolismo
Introducción
La fructosa ha sido parte de la dieta humana durante muchos miles de años y se encuentra en las concentraciones más altas en frutas y, en menor medida, en vegetales. Los azúcares de caña, remolacha y maíz se producen industrialmente, y su uso da como resultado cantidades significativas de azúcares añadidos que entran en la dieta, de los cuales la mitad es fructosa [1]. Los azúcares de caña y remolacha están compuestos de disacárido sacarosa (glucosa unida a fructosa) y comúnmente se llaman azúcar de mesa o azúcar simple. Los azúcares de maíz provienen del almidón de maíz, y consisten principalmente en jarabe de maíz con alto contenido de fructosa 55 (JMAF 55, 55% de fructosa-41% de glucosa), JMAF 42 (42% de fructosa-52% de glucosa) y jarabe de maíz (glucosa y oligoglucosa con rastro cantidades de fructosa). Durante las últimas décadas, la prevalencia de la obesidad y el síndrome metabólico ha aumentado dramáticamente a nivel mundial, pero más en la población de los EE. UU. Debido a que la prevalencia se correlaciona cronológica y estadísticamente con el aumento de las ingestas de azúcar agregado,
* Correspondencia: [email protected]
Cumplimiento, Archer Daniels Midland Company, 1001 North Brush College Road, Decatur, IL 62521, EE. UU.
particularmente HFCS en los EE. UU. (el JMAF no se consume significativamente fuera de los EE. UU.), algunos han propuesto la ingesta de JMAF o fructosa como monosacárido libre puede ser una causa de varias consecuencias adversas para la salud [2]. Se han llevado a cabo ensayos clínicos convencionales y estudios ecológicos para evaluar las hipótesis, pero no todos los resultados son útiles. Los estudios convencionales a menudo no pueden revelar detalles de rutas metabólicas interconectadas cuando se prueban azúcares que contienen fructosa o fructosa, pero tampoco pueden distinguir claramente una causa mecánica asociada con una consecuencia fisiológica observada relacionada con el azúcar consumido. Esto se debe a que la dieta ordinaria contiene múltiples formas de sacáridos que son inter-convertibles en el cuerpo y comparten muchos pasos de las vías del metabolismo de los hidratos de carbono.
En la última década, han surgido una serie de controversias con respecto al consumo de fructosa. En 2004, se escribió un comentario con la hipótesis de que el “alto” contenido de fructosa en JMAF era la causa del aumento de la obesidad en América [3]. Esto se basó en la asociación del aumento de la prevalencia de la obesidad con el reemplazo de azúcar de caña y remolacha por JMAF, a pesar de que el contenido de fructosa
© 2012 Sun y Empie; licenciatario BioMed Central Ltd. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia de atribución Creative Commons (Creative Commons – Attribution 2.0 Generic – CC BY 2.0), que permite el uso irrestricto, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el original el trabajo está debidamente citado.
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
de estas dos fuentes de edulcorantes es esencialmente la misma. Más tarde, se publicaron varios estudios dietéticos con altas dosis de fructosa en calorías para investigar la modulación de la fructosa en el estado de la hormona leptina, con la sugerencia de que los cambios crónicos en este nivel de hormona podrían conducir a un aumento de peso [4,5]. Sin embargo, otros estudios y revisiones basadas en evidencia no siempre respaldan estos hallazgos [6-13]. Recientemente, Welsh et al. [14] informaron que la ingesta de azúcar añadido ha disminuido significativamente entre 1999 y 2008, mientras que la prevalencia de la obesidad ha seguido aumentando. La visión actual es que la obesidad es una cuestión de equilibrio energético [15,16]. A continuación, se propuso que la fracción de fructosa en azúcares causaba un alto nivel de ácido úrico en suero, lo que podría conducir al desarrollo de diabetes tipo 2 [17]. Actualmente no hay pruebas directas de una relación de causa y efecto del urato con la diabetes, y los datos de NHANES sugieren que no existe relación entre el nivel de urato sérico y la ingesta de fructosa en los niveles normales de consumo de la dieta [18]. Luego, se ha planteado otra hipótesis de que la fructosa en la dieta puede conducir a una enfermedad del hígado graso no alcohólico (NAFLD) y a una síntesis de triglicéridos denovo aumentada, basada en un análisis de la hormona
Página 2 de 15
vías reguladas de lípidos en el hígado [19,20]. Se sabe que los altos niveles de fructosa en la dieta pueden aumentar los triglicéridos en suero. Sin embargo, no se conocen bien todos los factores relacionados con el desarrollo de la enfermedad del hígado graso y pueden incluir resistencia a la insulina, inflamación, deposición de grasa, anomalías en el control de especies reactivas de oxígeno [21] y desacoplamiento de proteínas en las mitocondrias [22]. ] NAFLD es actualmente un campo importante y activamente investigado en relación con la ingesta de azúcar en la dieta.
Además, es importante comprender la importancia práctica de probar un efecto de un solo azúcar utilizando una dosis no representativa en comparación con la ingesta de azúcar de la población real, una cuestión que se encuentra actualmente en debate [23 – 26]. En muchos de los estudios de intervención involucrados en el estudio de las diversas hipótesis mencionadas anteriormente, a menudo se aplicaron dosis muy altas de azúcares a corto plazo, los diseños del estudio fueron más similares a los estudios toxicológicos, y los estudios solo pudieron dibujar asociaciones asociativas. conclusiones entre la dosis aplicada y los resultados relacionados con la salud observados en los sujetos estudiados. Los cambios biológicos observados, aunque estadísticamente significativos por una decisión sobre el valor P, solían ser solo
Glucosa
Glucógeno
Glucosa-6-P
Fructosa
1
5
3
2
Fructosa-6-P 4
6
Fructosa-1,6-bis-P
Fructosa-1-P
Metabolismo extrahepático
Metabolismo extrahepático
Glyceraldehyde-3-P 10
Piruvato
11
7
8
Dihidroxiacetona-P
Glicerol-3-P
7
9
Glyceraldehyde
Gluconeogenesis (a través del ciclo de Cori)
12
Lactato
17
Acil-CoA acil-glicerol
Ácidos grasos CoA-SH
-oxidación 13 15 16
18
Lipoproteína (VLDL)
Acetil-CoA
Malonyl-CoA
Apolipoproteína (B-100, C y E)
Metabolismo extrahepático
Ketone 14 cuerpos
Metabolismo extrahepático
Ciclo del ácido cítrico
CO2 + ATP
Figura 1 Principales rutas metabólicas y flujo de glucosa y fructosa en la dieta. P = fosfato. Para las enzimas numeradas en círculos:
1 = hexoquinasa / glucoquinasa o glucosa-6-fosfatasa, 2 = fosfoglucosa isomerasa, 3 = hexoquinasa, 4 = fructoquinasa, 5 = glucógeno sintasa o fosforilasa, 6 = fosfofructoquinasa, 7 = aldolasa, 8 = triosa fosfato isomerasa, 9 = triosa cinasa , 10 = varias enzimas incluyendo piruvato cinasa, complejo 11 = piruvato deshidrogenasa, 12 = lactato deshidrogenasa, 13 = cetotiolasa y otras 3 enzimas, 14 = grupo enzimático relacionado con el ciclo del ácido cítrico, 15 = acetil CoA carboxilasa, 16 = complejos multienzimáticos, 17 = acil CoA sintasa, 18 = complejo glicerol-fosfato acil transferasa y triacilglicerol sintasa. La línea punteada y la flecha representan vías menores o no se producirán en condiciones saludables ni en el consumo normal de azúcar. Los nombres compuestos en negrita serían intermedios metabólicos principales o productos finales del metabolismo de la glucosa o la fructosa.
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
fluctuaciones dentro de los rangos normales. Estos estudios rara vez midieron el desarrollo real de la enfermedad o los metabolitos intermedios que caracterizan las reacciones basadas en el mecanismo. Para comenzar a probar el verdadero efecto de un componente de la dieta, es útil estudiar la eliminación de los componentes a través de las vías centrales comunes a nivel molecular. Estos estudios se facilitan y detallan mediante el uso de precursores marcados con isótopos trazadores, y este concepto es el estímulo para esta revisión.
Las preguntas planteadas por las hipótesis anteriores alcanzan el metaboloma y fluxome más amplios. Nuestra comprensión del metabolismo de la glucosa y la fructosa como azúcares separados se basa en muchos años de estudio, y se conocen vías anabólicas y catabólicas detalladas [27]. Recientemente, el metabolismo extendido de la glucosa y la fructosa ha sido revisado por Tappy y Le [28]. La glucosa y los carbones de fructosa se utilizan a través del glucólisis, la gluconeogénesis, la glucogenólisis, el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), la producción de lactato (ciclo Cori), la derivación de fosfato de pentas y las vías de síntesis de lípidos en diversos compartimentos fisiológicos para proporcionar subcapas. Estratos para la homeostasis del glucógeno, aminoácidos, otros azúcares, grasas y energía (p. ej., ATP). La glucosa y la fructosa ingresan en las rutas metabólicas de manera diferente (Figura 1), con la glucosa convirtiéndose en fructosa 1,6-difosforilada antes de ser escindida en los intermediarios metabólicos de tres carbonos, dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato. La fructosa absorbida solo se monofosforila antes de escindirse en gliceraldehído y fosfato de dihidroxiacetona, que es el intermediario común con la vía de la glucosa. La utilización de la glucosa se puede regular antes de la escisión, mientras que la fructosa está menos regulada. Esta diferencia inicial ha llevado a algunos a plantear la hipótesis de que, debido a que la escisión de la frota pasa por alto los pasos reguladores de la retroalimentación en la vía metabólica de la glucosa, esta derivación puede conducir a aumentos de la síntesis de ácidos grasos, que pueden contribuir a las causas de la obesidad [4]. Esta hipótesis se basa en un análisis simplificado de la ruta metabólica y en estudios que usan fructosa pura en comparación con la glucosa pura, una situación que raramente ocurre en la dieta estadounidense [29,30].
En la naturaleza, la fructosa comúnmente ocurre junto con la glucosa, y los valores de composición para algunos alimentos han sido tabulados por el USDA en su sitio web: http: // www. Bienvenido a la base de datos de composición de alimentos del USDA. El metabolismo de la sacarosa derivada de los alimentos, azúcares de la fruta, miel y jarabe de maíz con alto contenido de fructosa, principales fuentes de fructosa y glucosa en la dieta, se está estudiando actualmente, y los efectos biológicos resultantes del uso de mezclas formuladas experimentalmente de la glucosa y la fructosa son relevantes para nuestro entendimiento. El uso de azúcares mixtos es más predictivo metabólicamente de las consecuencias dietéticas que el de los monosacáridos individuales estudiados individualmente, ya que el metabolismo de cada tipo de azúcar no es independiente
Página 3 de 15
del otro (discutido a continuación). Las interacciones metabólicas entre la glucosa y la fructosa afectan significativamente el metabolismo general del azúcar.
Debido a la complejidad del metabolismo de la fructosa y la glucosa, los enfoques del estudio de alimentación convencional suelen ser menos informativos que los estudios del trazador de isótopos para obtener una imagen clara de los mecanismos para la utilización de la fructosa o la glucosa en la dieta. Se sabe que las fracciones de carbono en la fructosa y la glucosa se pueden convertir en el hígado [31] y, por lo tanto, estudiar la eliminación y los efectos metabólicos de estos azúcares dietéticos entre sí se lleva a cabo de manera más definitiva utilizando azúcares marcados con isótopos como trazadores . Existen varios de estos estudios de trazadores isotópicos, y muchos se encuentran en la literatura fechada antes del año 2000. Aunque no se han estudiado completamente todas las vías para la eliminación de la fructosa y el metabolismo en diferentes condiciones fisiológicas, un número significativo de informes sobre estudios de fructose isotope tracer son publicados. En este trabajo, hemos revisado la eliminación y el metabolismo de la fructosa en humanos con base en estudios de trazadores de isótopos para comprender mejor desde un punto de vista molecular la oxidación de fructosa, la conversión de fructosa en glucosa, la conversión de fructosa en lípidos y la conversión de fructosa en lactato.
Método
Se realizaron búsquedas en los sitios web de Pubmed y Scopus utilizando 2 o más combinaciones de palabras clave de fructosa, glucosa, sucrosa, trazador, 13C, 14C e isótopo, con la limitación de utilizar estudios en humanos. Al revisar el destino metabólico de la fructosa (incluyendo oxidación, conversión de glucosa, síntesis de glucógeno, conversión de lípidos y producción de lactato), los datos se obtuvieron a partir de publicaciones que cumplían los siguientes criterios: sujetos adultos, estudio de fructosa unida o unida, isótopos trazador utilizado, en inglés, y con fines de estudio relacionados con el metabolismo. En total, 34 documentos cumplieron los criterios. No se utilizaron otras condiciones relacionadas con el diseño del estudio como criterios de exclusión, como el estado de ayuno del sujeto, las formas de administración de fructosa y el tamaño de la muestra. Muchos de los estudios sobre la oxidación de la fructosa fueron realizados por investigadores interesados en el ejercicio y la mejora del rendimiento atlético. En algunos estudios, las ingestas de fructosa se combinaron con glucosa o con otra infusión intravenosa de nutrientes. Los niveles de dosis de fructosa y los métodos de administración (bolo o varias porciones pequeñas) también variaron entre los estudios. Como resultado, existe una heterogeneidad significativa entre los estudios y el protocolo, y la calidad entre los estudios de trazadores citados en esta revisión puede no ser similar. Los coeficientes de recuperación de CO2 caducados, factores de corrección (factor k) para la pérdida de recolección de CO2 expirado, no fueron idénticos en los estudios que investigaron la oxidación de la fructosa. Esto puede explicar algunas de las variaciones observadas en las tasas de oxidación de la fructosa ingerida [32].
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
Las siguientes secciones revisarán qué estudios de rastreo nos dicen sobre la eliminación y el metabolismo de la fructosa dietética como un solo azúcar o como una mezcla con glucosa, ya sea enlazada o libre. De esta manera, los orígenes y el destino de los carbones específicos en estos azúcares se pueden determinar en relación con su partición entre las vías metabólicas y cómo la presencia de un azúcar influye en el metabolismo del otro. En dos secciones, se incluyen estudios que usan fructosa no marcada junto con compuestos de vía marcados para evaluar el impacto de la fructosa ingerida en metabolitos o compuestos intermedios que conducen a alteraciones en puntos finales relevantes, como la producción de glucosa o la lipogénesis de novo . De esta forma, no se siguen los carbones de fructosa, pero se pueden medir las respuestas anabólicas más amplias afectadas por la carga de fructosa. Este método isotópico utiliza el análisis de distribución de isótopos en masa (MIDA), una técnica revisada por Hellerstein y Neese (1999) [33]. Aunque estos estudios investigan una serie de otros parámetros fisiológicos importantes, aquí informamos solo los resultados que se miden directamente por el propio marcador.
Absorción de fructosa
Para ubicar el metabolismo de azúcares etiquetados en contexto, es útil analizar brevemente lo que se sabe sobre la absorción de fructosa, glucosa y sacarosa del intestino, interdependencias y entrada a la circulación. Estas consideraciones deben tenerse en cuenta al diseñar los estudios. Varios de los estudios discutidos en esta sección no usan azúcares etiquetados con trazadores, pero se incluyen para proporcionar una descripción exhaustiva. La velocidad de absorción de la fructosa sola del intestino delgado es más lenta que la de la glucosa. Esto se debe en parte a las diferencias en el proceso de absorción entre los dos monosacáridos. La glucosa se absorbe desde el intestino al plasma a través de más de una proteína co-transportadora de glucosa activa. SGLT1 transporta glucosa desde la luz intestinal a través de la membrana apical hacia las células epiteliales intestinales. La salida de las células epiteliales a través de la membrana basolateral a la sangre es facilitada por GLUT2. La fructosa se absorbe a un ritmo más lento desde la parte inferior del duodeno y el yeyuno, tanto pasiva como activamente por el transportador de membrana de borde en cepillo 5 (GLUT-5) y también se transporta a la sangre por GLUT2 [34,35]. Los transportadores GLUT se componen principalmente de 13 proteínas homólogas múltiples (GLUT 1-12 y 14) y se encuentran en todo el cuerpo que a menudo exhiben especificidades tisulares [36]. La capacidad de absorción de fructosa en humanos no está del todo clara, pero los primeros estudios sugirieron que la absorción de la fructosa es bastante eficiente, aunque es menos eficiente que la de la glucosa o la sacarosa [34]. Se esperaría que la absorción más lenta y el tiempo prolongado de contacto con la pared intestinal luminal resultaran en la estimulación de
Página 4 de 15
señales reguladoras y de saciedad y liberación de hormonas de células enteroendocrinas [37,38].
Cuando la fructosa se consume como única fuente de carbohidratos, puede absorberse de manera incompleta y, como resultado, produce un ambiente hiperosmolar en el intestino. Una alta concentración de soluto dentro de la luz intestinal atrae fluido al intestino, lo que puede producir sensaciones de malestar general, dolor de estómago o diarrea [39], y da como resultado una disminución en la ingesta de alimentos. Sin embargo, cuando la glucosa también está presente, la malabsorción se atenúa significativamente [40]. Riby et al. [34] recopiló datos de cinco estudios que comparaban la glucosa, la fructosa y las mezclas de los dos para el grado de absorción, mediante la medición del hidrógeno en la respiración como un indicador de malabsorción. La fructosa pura sola produjo evidencia dependiente de la dosis de mala absorción a partir de 12 gramos de cargas de ingesta, mientras que la glucosa y la sacarosa individualmente no produjeron intolerancia hasta 50 gramos de cargas de ingesta. Las cantidades incrementales de glucosa libre añadida a 50 gramos de carga de fructosa atenúan los síntomas de malabsorción dependientes de la dosis, y en la mezcla equimolar de los dos (hasta 100 gramos de azúcares totales), no se observó malabsorción. Por lo tanto, la forma en que los estudios están diseñados para administrar los diferentes azúcares puede tener un impacto en la absorción de azúcar y la apariencia en la sangre.
La sacarosa es una comparación válida para las mezclas de glucosa y fructosa, ya que el disacárido es escindido por la enzima sacarasa en los mono azúcares antes de ser absorbido en la circulación. La comparación de las tasas de absorción de sacarosa en 32 sujetos normales con una cantidad equivalente de mezcla de monosacáridos que contiene glucosa y fructosa, infundida intralumenalmente para evitar la hidrólisis gástrica, dio como resultado tasas de absorción similares para cada componente de glucosa y fructosa del ensayo [41]. En otro estudio, los pacientes diabéticos tipo 2 fueron alimentados con sacarosa o JMAF con una dieta de fondo, lo que resultó en que los AUC plasmáticos de glucosa no fueron diferentes entre la sacarosa y el JMAF, ni los valores medios de insulina en plasma [42]. También se demostró que el flujo de glucosa de la mucosa a la serosa era similar entre la sacarosa y la solución de la mezcla de glucosa + fructosa, pero las tasas dependían del transporte de glucosa dependiente de sucrasa y sodio en un estudio in vitro [43]. Otros estudios de comparación en hombres y mujeres normales [44] y en diabéticos [45,46] no produjeron diferencias en la absorción intestinal entre sacarosa y miel (una mezcla de glucosa y fructosa). Por lo tanto, parece que el cuerpo maneja mezclas orales de glucosa-fructosa libres o HFCS de forma similar a la glucosa y que la hidrólisis de sacarosa no parece limitar la velocidad de captación.
Una vez absorbida, la glucosa se envía al hígado y luego a los órganos periféricos para su utilización, y su entrada en las células musculares y adiposas depende de la insulina. La fructosa se administra y metaboliza principalmente en el hígado para obtener energía y para la producción de precursores de dos y tres carbonos sin depender de la insulina. Bolo o dosis divididas
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
de 50-150 g de fructosa producen concentraciones plasmáticas de 3-11 mg / dl de este azúcar [47-52], mientras que la glucosa puede alcanzar más de 150 mg / dl y más. Aunque aparece poca fructosa en la circulación, puede influir en las concentraciones de glucosa en plasma a través de la conversión del azúcar. En el hombre, los estudios indican que la conversión de fructosa en glucosa puede ocurrir en un grado altamente significativo (revisado a continuación) y que esta conversión ocurre a través de las vías intermedias de 3 carbonos. El grado de interconversión puede ser dependiente de la especie.
Puntos clave: 1) La fructosa se absorbe fácilmente y su absorción se ve facilitada por la presencia de glucosa co-ingerida. La sacarosa, la miel, las mezclas 50:50 de glucosa-fructosa y el HFCS parecen absorberse de forma similar. 2) La fructosa misma es retenida por el hígado, mientras que la glucosa se libera principalmente a la circulación y se utiliza periféricamente. Y, 3) los niveles plasmáticos de fructosa son de un orden de magnitud (10-50 veces) más bajos que la glucosa circulante, y la fructosa solo produce una respuesta insulínica modesta. Esta menor respuesta de glucosa e insulina por parte del cuerpo a la ingesta de fructosa se ha considerado deseable para las dietas diabéticas.
Flujo metabólico de la fructosa y la glucosa
El flujo metabólico de la fructosa y la glucosa se describe brevemente en la Figura 1. El punto importante de distinción entre el metabolismo de la glucosa y la fructosa reside en dos áreas. La fructosa absorbida es extraída, mantenida y procesada en el hígado, con poca fructosa circulando en el torrente sanguíneo o entregada a los tejidos periféricos. La glucosa absorbida o la producida en el hígado a partir de la fructosa u otros precursores se metaboliza en el hígado o se exporta a la corriente sanguínea y luego a los tejidos extrahepáticos. La mayoría de la fructosa absorbida se divide en el hígado en gliceraldehído y fosfato de dihidroxiacetona, y estas triosas se dirigen además a las vías metabólicas del fosfato de glicerol y piruvato, respectivamente. Tanto con fructosa como con glucosa, la conversión de lactato desempeña un papel importante en la distribución de energía potencial de carbohidratos entre la gluconeogénesis y la acetil CoA, con la entrada en el ciclo de TCA o su uso en la síntesis de lípidos (Figura 1) [53,54]. La descarga de lactato también es un medio para que los carbones de fructosa escapen del hígado y sean transportados a los tejidos periféricos. La división de la fructosa en gliceraldehído puede dar como resultado la producción de glicerol por reducción. Se observó que la concentración de glicerol en sangre aumentó después de la ingestión de fructosa en sujetos de ejercicio [55,56]. El notable aumento de glicerol después de la ingestión de fructosa es mayor o similar en comparación con los valores después de la ingestión de glucosa, y el glicerol producido se puede oxidar para obtener energía. Sin embargo, el equilibrio metabólico entre la glicerol producida a partir de la fructosa y la triosa de vía central no se ha determinado claramente.
Dada la complejidad e interdependencias del metabolismo energético y la síntesis bioquímica derivadas de
Página 5 de 15
azúcares, la consideración del flujo de carbono entre estas vías es fundamental para comprender las consecuencias para la salud del consumo de estos nutrientes. La distribución única de azúcares y los flujos entre las vías no se estudian fácilmente sin marcadores isotópicos. Clásicamente, un número limitado de metabolitos se caracteriza en un estudio y algunos puntos de eliminación se pueden perder. Más recientemente, se está empleando una técnica computacional utilizando. Resonancia magnética nuclear (RMN) o análisis espectral de masas de la distribución de isótopos 13C de metabo- litos, después de la administración de precursores marcados. Estos precursores pueden ser compuestos marcados de manera uniforme o etiquetados en átomos de carbono específicos, dependiendo de la pregunta a responder. Se genera un perfil de análisis de flujo metabólico empírico que puede modelarse matemáticamente sin verse limitado por el rigor de la química física, según lo revisado por Selivanoc y Lee [57,58]. Esta técnica permite modelar flujos de metabolitos que pueden no estar bien caracterizados o entendidos a partir de datos directos de química enzimática o física. Se está desarrollando un segundo método para modelar matemáticamente el metabolismo general y las interdependencias de las vías utilizando energía libre termodinámica conocida y parámetros cinéticos constantes para cada reacción en las secuencias de la vía [59], pero actualmente no hay datos suficientes para aplicar al metabolismo de la fructosa.
Cada método tiene ventajas y desventajas, y es probable que la combinación de ambos sea necesaria para una potencia predictiva óptima. En el futuro, con estas herramientas uno debería ser capaz de predecir los resultados del suministro de azúcares en función del estado de energía del organismo (ATP), el potencial de oxidación / reducción (NADH / NADPH) y los cofactores dependientes de nutrientes. Deben incluirse las diferencias metabólicas entre los comités y sus interacciones como un todo. La experimentación debe tener en cuenta las interacciones del metabolito, y los resultados del estudio deben interpretarse cuidadosamente con respecto a las condiciones experimentales empleadas.
Puntos clave: 1) Se observa que la fructosa ingresa todas las vías de eliminación que se encuentran para la glucólisis de glucosa y el ciclo de TCA. 2) Tres intermedios de carbono proporcionan un medio para que la fructosa se libere del hígado y se utilice periféricamente, lo que sugiere que los efectos fisiológicos observados deben integrarse con el co-efecto y los flujos metabólicos que surgen de todos los azúcares que utilizan estas vías.
Destino metabólico de la fructosa dietética
A continuación, se revisan los datos tal como se presentan en los documentos. Como se muestra en la Figura 1, la interdependencia de las rutas metabólicas de la fructosa y la glucosa puede influir en el flujo de metabolitos y su aparición temporal como otros compuestos. Por lo tanto, al discutir la eliminación de los carbones de fructosa, por ejemplo, a través de la oxidación, uno
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
no puede distinguir con precisión si el CO2 marcado surgió directamente de la fructosa misma, o de la fructosa que se había sometido a conversión a glucosa neoformada, lactato neoformado u otros compuestos neoformados. Donde ocurren las conversiones, estos metabolitos pueden ser transportados fácilmente fuera del hígado a otros tejidos, alterando la apariencia temporal de los metabolitos. Para complicar aún más el análisis, algunos estudios utilizaron fructosa marcada con 13C en diferentes posiciones de su columna vertebral de carbono, fructosa marcada uniformemente o fructosa 13C enriquecida naturalmente. El etiquetado diferente también puede influir en la aparición del trazador isotópico en diversos metabolitos. El uso de fructosa marcada uniformemente limitaría las complicaciones potenciales de las diferentes posiciones de etiquetado en el aspecto del marcador isotópico en sus metabolitos. También se debe tener en cuenta que la mayoría de los estudios de trazadores descritos en las siguientes secciones son estudios dietéticos a corto plazo (períodos monitoreados de menos de 8 horas) y pueden no reflejar los efectos a largo plazo de la fructosa, como la lipogénesis de novo, producción de TG VLDL u otras especificidades metabólicas.
Oxidación de fructosa
Se han realizado varios estudios para observar la cantidad de fructosa y otros azúcares que se pueden oxidar después de la ingestión. La Tabla 1 resume la fructosa y otros datos de oxidación de azúcares informados por los estudios de trazadores en humanos bajo diferentes diseños experimentales. En total, se encontraron 19 estudios relevantes que cumplieron los criterios de inclusión de esta revisión. Los primeros 4 estudios citados en la Tabla 1 utilizaron sujetos en reposo con niveles de ingestión de fructosa de 0.5-1.0 g / kg de peso corporal (pv). Dentro de los períodos de seguimiento del estudio, la fructosa ingerida se oxidó de 30.5% a 59%. El estudio de Chong y colegas [48] mostró que la fructosa se oxidaba más rápido que la glucosa (30,5% frente a 24,5%). Este efecto puede deberse a una menor regulación de la fosforilación de la fructosa oa una distribución tisular más amplia de la glucosa. Las tasas de oxidación aumentan a medida que aumenta la dosis, pero se verían atenuadas por su tasa de absorción cuando las cantidades de ingesta son grandes. Delarue et al. [49] indicaron cuando la dosis de administración de fructosa aumentó de 0.5 a 1 g / kg bw, la cantidad de oxidación de la fructosa correspondientemente aumentó, de tal manera que un porcentaje similar de la dosificación de fructosa dada se oxidó (56% y 59%, respectivamente) . Sin embargo, existe una diferencia en las tasas de oxidación entre sujetos normales y diabéticos, en que los sujetos normales podrían oxidar de manera más eficiente la fructosa que los diabéticos tipo 2 (38.5% frente a 31.3% de la dosis dada) [52].
Los otros estudios en la Tabla 1 se realizaron bajo condiciones de ejercicio donde las cargas de trabajo correspondían al 50-75% de la captación máxima de VO2. Las cantidades oxidadas de fructosa ingerida variaron del 37.5% al 62.0%. Excepto en un estudio [60] que mostró que la fructosa y la glucosa
Página 6 de 15
tuvieron tasas de oxidación similares (38.8% y 40.5%, respectivamente), los otros estudios observaron que la glucosa se oxidaba más rápido que la fructosa en las condiciones de ejercicio [47,50,55,56,61-65]. Un fenómeno muy interesante que se observa es que cuando la fructosa y la glucosa se ingieren juntas (incluida la sucrosa que contiene fructosa), las tasas de oxidación de los azúcares mixtos fueron más altas que las de cualquiera de ellos ingerido solo en la misma dosificación. . Adopo et al. informaron que, dados 100 g de fructosa, glucosa o fructosa + glucosa, el 73,6% de los azúcares mixtos se oxidaron mientras que los datos de fructosa y glucosa fueron del 43,8% y el 48,1% ingeridos por separado [61]. La serie de estudios de Jentjens et al. [66-69] también informaron que la fructosa más glucosa o sucrosa más glucosa consumida en conjunto se oxidaron más rápidamente que la glucosa sola.
En la figura 2 se muestra un resumen de los datos de oxidación de azúcar. Los datos de sujetos obesos o diabéticos no están incluidos en esta figura. En sujetos sin ejercicio, la media de la cantidad de fructosa oxidada fue de 45.0% ± 10.7 (media ± DE, rango 30.5-59%) de la dosis ingerida dentro de un período de 3-6 horas. En condiciones de ejercicio, esta media fue de 45.8% ± 7.3 (media ± DE, rango 37.5-62%) en 2-3 horas. Cuando se ingieren fructosa y glucosa en combinación, ya sea como fructosa más glucosa, como sacarosa, o como sacarosa más uno de los 2 mono azúcares, la cantidad oxidada media de los azúcares mixtos aumentó a 66,0% ± 8,2 (media ± DE, rango 52.2-73.6%). Los datos de oxidación de la glucosa sola son 58.7% ± 12.9 (media ± DE, rango 37.1-81.0%).
Puntos clave: 1) Una cantidad significativa de fructosa ingerida es oxidada por el cuerpo para producir energía. 2) En condiciones de reposo, la fructosa se puede utilizar de manera preferente o similar para producir energía en forma de glucosa y, bajo el ejercicio, la glucosa parece ser utilizada más preferentemente por el cuerpo para producir energía. 3) Cuando se ingieren fructosa y glucosa juntas, los azúcares mixtos se oxidarán significativamente más rápido que cualquiera de los azúcares ingeridos solos. Y, 4) el metabolismo de la fructosa podría ser muy diferente entre sujetos normales y obesos / diabéticos. Una posible consideración con estos estudios de oxidación es que con marcos de tiempo más cortos o una oxidación incompleta y con solo un etiquetado parcial, la posición de la etiqueta isotópica puede influir en la tasa de aparición del isótopo en el dióxido de carbono exhalado (CO2). La apariencia del isótopo temporal en CO2 puede verse alterada si algunos de los carbonos de fructosa no se oxidan por completo en el marco de tiempo de la medición debido a la desviación hacia vías no oxidativas.
Conversión de fructosa-glucosa
La ruta de eliminación de la fructosa no es únicamente por oxidación directa, ya que parte de la fructosa absorbida se convertirá en glucosa. Una serie de estudios han determinado la
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
Tabla 1 Oxidación de la fructosa, la glucosa y otros azúcares en la dieta en estudios de trazador (1)
Página 7 de 15
Referencia
[70] (2) [48] [49] (2) [52] (2)
[82]
[60]
[47]
[62] [61] (2,3)
[50] [65]
[64] (3) [55] [63] (3) [56] [68] (3,4) [67] (4)
Asignaturas
9M
9F
8M +6
8M +6
M + 3F
3M +3
4M +4
7 F obesa
8 tipo-2 (4 M) 10 M
10 M 10 M 10 M 6 M 6 M 6 M 6 M 6 M 6 M 6 M 18 M 18 M 6 M 6 M 6 M 6 M 6 M 5 M 5 M 5 M3 5 M3 6 M 6 M 6 M 6 M 7 M 7 M 10 M 10 M 8 M 8 M 8 M 8 M
Horas de ejercicio
No 6 No 6 No 6 No 6 No 6 No 6 No 3 No 3 No 3 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 3 sí 3 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 3 sí 3 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2 sí 2
Dosificación de azúcar (g)
0.9 fru / kg bw
0.9 fru / kg bw
0,75 glu / kg de peso corporal
0,75 fru / kg bw
0.5 fru / kg bw
1.0 fru / kg bw
0.9 fru / kg bw
0.9 fru / kg bw
0.9 fru / kg bw
0.6 maltas / min
0.3 fru + 0.6 malta / min 0.5 fru + 0.6 malta / min 0.7 fru + 0.6 malta / min 100 galactosa
100 fru
100 glu
100 fru
100 glu
100 fru + 120 sucr 100 glu + 120 sucr 1.33 fru / kg bw 1.33 glu / kg bw 100 fru
100 glu 50fru + 50glu
150 fru
150 glu
1.33 fru / kg bw
1.33 glu / kg bw
1.33 fru / kg bw
1.33 glu / kg bw
1.33 fru / kg bw
1.33 glu / kg bw
100 fru
100 glu
140 fru
140 glu
1.0 fru / kg bw
1.0 glu / kg bw
0.5 fru + 1.0 glu / min 1.5 glu / min
1.2 sucr / min
1.2 glu / min
Trazador
13C-fru (L1)
13C-fru 13C-glu (L1)
13C-fru (L1) 13C-fru (L2)
13C-fru 13C-fru (L3)
13C-fru
13C-fru 13C-glu (L4)
13C-fru (L4)
13C-fru 13C-fru
13C-galactosa (L1) 13C-fru (L1)
13C-glu (L1)
13C-fru (L1) 13C-glu (L1)
13C-fru
13C-glu 13C-fru (L1)
13C-glu (L1) 13C-fru (L1) 13C-glu (L1)
13C-fru + 13C-glu 13C-fru (L2)
13C-glu (L2) 13C-fru (L4)
13C-glu (L4) 13C-fru
13C-glu 13C-fru (L4)
13C-glu (L4)
13C-fru (L4)
13C-glu (L4) 13C-fru (L4)
13C-glu (L4) 13C-fru (L2)
13C-glu (L2)
13C-fru + 13C-glu (L2)
13C-glu
13C-sucr (L1) 14C-glu (L1)
Oxidación
42.9%
43%
24.5%
30.5%
56%
59%
38.5%
34.9%
31.3%
81,7% (0,49 g / min) 62,0% (0,18 g / min) 54,0% (0,27 g / min) 52,0% (0,36 g / min) 23,7%
38.8%
40.5%
43.8%
48.1%
42.0% (42 g) 50.2% (50.2 g) 36.7% (35.7 g) 57.2% (56.1 g) 45.8%
58.3%
73.6%
38.0%
54.0%
51.0% (49 g) 60.4% (58 g) 37.5% (36 g) 58.3% (56 g) 54.0% (53 g) 72.0% (70 g) 54%
67%
56%
75%
43.0% (30 g) 37.1% (26 g) 72.7% (1.09 g / min) 50.7% (0.76 g / min) 78.3% (0.94 g / min) 58.3% (0.70 g / min)
FF
FF
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
Tabla 1 Oxidación de fructosa, glucosa y otros azúcares en la dieta en estudios de trazador (1) (Continuación)
Página 8 de 15
[69] (4)
[66] (4)
8M sí 2 9M sí 2.5 9M sí 2.5 9M sí 2.5 8M sí 2 8M sí 2
0,6 sucr + 0,6 glu / min 1,8 glu / min
0,6 sucr + 1,2 glu / min 0,6 malta + 1,2 glu / min 1,8 glu / min
0,6 fru + 1,2 glu / min
13C-sucr + 14C-glu 13C-glu (L2)
13C-sucr + 13C-glu (L2)
13C-malta + 13C-glu (L2) 14C-glu (L1)
13C-fru + 14C-glu (L1)
70,8% (0,85 g / min) 53,3% (0,96 g / min) 62,2% (1,12 g / min) 52,2% (0,94 g / min) 38,7% (0,75 g / min) 64,4% (1,16 g / min)
(1): horas = horas de monitoreo del estudio, fru = fructosa, glu = glucosa, sucr = sacarosa, malta = maltosa; bw = peso corporal; M = hombre, F = mujer; type-2 = diabetes tipo 2. En la columna de referencia, (2) = con infusión de glucosa. (3) = sujetos que no ayunan. (4) = datos de oxidación de la segunda hora o las últimas 1.5 horas. En la columna de “Tracer”, L1 superíndice = etiquetado uniformemente, L2 = enriquecido naturalmente, L3 = etiquetado en la posición 1, y L4 = 13C posición no indicada.
alcance de la conversión, que solo puede hacerse claramente utilizando trazadores. La Tabla 2 tabula los datos de varios estudios con diferentes condiciones experimentales. Tran y colegas [70] estudiaron la conversión de fructosa en glucosa en comparación entre hombres y mujeres. Después de una ingesta de 3 veces de una bebida que contiene fructosa (3 x 0,3 g / kg de peso corporal), el 37,4% de la fructosa se convirtió en glucosa en los hombres durante 6 horas. Este valor es significativamente más alto que el índice de conversión del 28.9% observado en mujeres. De manera similar, usando una dosis igual de fructosa, Paquot et al. [52] notaron que el porcentaje de conversión de fructosa a glucosa fue del 36.4% en 8 sujetos normales (4 M + 4 F), que es comparable con los datos de Tran. Sin embargo, la proporción de conversión pareció ser menor en sujetos obesos y diabéticos (29.5% y 30.2%, respectivamente). En un estudio de dosificación controlado durante un período de 6 horas, con 0,5 y 1 gramo / kg de peso corporal, se informó que la conversión de fructosa a glucosa fue del 54% y 50,7% de las dosis administradas, respectivamente [49]. Surmely et al. [71] infundió fructosa a 3 mg / kg de peso corporal por minuto durante las primeras 3 horas, seguido de la duplicación de la dosis de infusión durante las siguientes 3 horas. Se observó que el nivel de dosis de infusión más alto posterior de alguna manera ralentizó el porcentaje de conversión de fructosa, 22% y 28% para niveles de dosis altos y bajos, respectivamente. En condiciones de ejercicio, Lecoultre et al. [51] informaron que el 29% de la fructosa ingerida (96 g) se convierte en glucosa cuando se alcanza un flujo constante de carbohidratos (1.7-2 h desde el inicio del estudio). Con la administración repetida para lograr un alto nivel de dosis y bajo ejercicio, Jandrian et al. [50] informaron que el 55-60% de la glucosa circulante proviene de la conversión de fructosa durante la segunda mitad del período de monitoreo. Este dato es similar al observado por Delarue et al. [49] que informaron que la cantidad de glucosa sintetizada a partir de fructosa fue del 57% de la aparición general de glucosa en la circulación después de una ingesta de fructosa en dosis de 1 g / kg de peso corporal, mientras que los sujetos no estaban en ejercicio. Estos datos sugieren que 41% ± 10.5 (media ± DE, rango 29-54%) de fructosa se puede convertir en glucosa dentro de 2-6 horas después de la ingestión en sujetos normales que no hacen ejercicio. Esta conversión puede ser menor en
las mujeres en comparación con los hombres, y los sujetos obesos y diabéticos también pueden tener una menor capacidad de conversión.
Para la conversión de fructosa en la dieta a glucógeno, los datos son muy limitados. Nilsson et al. [72] informaron que se determinó una cantidad significativamente más alta de glucógeno en el hígado (274,6 mmol de unidad de glicosilo por kg de tejido húmedo) después de la infusión de fructosa que (76,2 mmol de unidad de glicosilo) después de la infusión de glucosa; y no se observaron diferencias en el aumento de glucógeno en el músculo (23,0 y 24,4 mmol de unidades de glicosilo por kg después de las infusiones de fructosa y glucosa, respectivamente). Otro estudio de infusión de fructosa (no ejercicio) por Dirlewanger et al. [73] notaron que la fructosa estimula la producción total de glucosa, el ciclo de glucosa y el recambio de galactosa UDP intrahepático, que se usó como un marcador para la síntesis de glucógeno aumentada. Blom y colegas [74] informaron que la fructosa en la dieta podría ser aproximadamente la mitad de eficiente que la glucosa o la sacarosa para reponer
Figura 2 Fructosa y oxidación de la glucosa en la dieta (en sujetos normales, media + SD). En el eje horizontal, “estudios = número” significa que de cuántos estudios se promediaron los datos de barras. En la figura, 3-6 horas y 2-3 horas representan el período de seguimiento del estudio. Las variaciones de datos observadas entre los estudios podrían deberse a las diferencias en las dosis de azúcar, las formas de marcación del marcador, los métodos de administración de azúcar, las características del sujeto y / o los errores de medición. Además, el CO2 producido a partir de la oxidación del azúcar etiquetada puede surgir directamente de las propias moléculas de azúcar u otros compuestos convertidos a partir de los azúcares, como la glucosa, el lactato o los ácidos grasos de la fructosa.
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
Tabla 2 Conversión de fructosa a glucosa, estudios de seguimiento en adultos (1)
Página 9 de 15
Referencia
[70]
[52] [49]
[71] [51] [50]
Asignaturas
9M
9F
4M + 4F
7 F obesa
8 tipo-2 (4 M) 3M + 3F
3M + 3F
Horas de ejercicio
No 6 No 6 No 3 No 3 No 3 No 6 No 6 No 0-3 No 4-6
Dosificaciones de Fru
3 × 0.3 g / kg pc 3 × 0.3 g / kg pc 3 × 0.3 g / kg pc 3 × 0.3 g / kg pc 3 × 0.3 g / kg pc 0.5 g / kg pc 1.0 g / kg pc
3 mg / kg / min4
6 mg / kg / min4 96 g fru + 144 g glu 6 × 25 g
Trazador
13C-fru (L1)
13C-fru 13C-fru (L3)
13C-fru
13C-fru 13C-fru (L2)
13C-fru 13C-fru (L1)
13C-fru 13C-fru (L1)
13C-fru (L2)
Sangre glu (mmol / L)
5,94% (2) 4,87% (2) 5,2 5,3 7,7 4,56 4,66 NA NA 6,2 NA
Conversión de Fru a glu
37.4%
28.9% 36.4% (3) 29.5% (3) 30.2% (3) 54.0% 50.7% 28.0% (4) 22.0% (4) 29% (5) 55-60% (6)
7M Sí 2 6M Sí 3
Para los números superíndices: (1), excepto el estudio de Jandrain [50], los sujetos en los otros estudios estaban bajo infusión de glucosa; Horas = estudiar horas de monitoreo,
fru = fructosa, glu = glucosa; bw = peso corporal; M = hombre, F = mujer; tipo 2 = diabetes tipo 2; NA = no disponible. (2), aumenta desde la línea de base. (3), los datos se calcularon en base a los parámetros informados. (4), fructosa administrada por infusión. (5), bajo un estado estable de flujo de carbohidratos. (6), porcentaje de glucosa circulante en la segunda mitad de las horas de estudio. En la columna de “Tracer”, L1 superíndice = etiquetado uniformemente, L2 = enriquecido naturalmente, y L3 = etiquetado en la posición 1.
glucógeno muscular después del ejercicio. En ese estudio, sujetos jóvenes sanos ejercitaron exhaustivamente en ergómetros de bicicleta e ingirieron 0.7 g / kg de peso corporal de fructosa, glucosa o sacarosa divididos en 3 dosis. Las tasas de síntesis de glucógeno en el músculo correspondientes a cada tratamiento con azúcar se observaron como 0.32, 0.58 y 0.62 mmol / kg por hora, respectivamente. Los datos indican que el estado de energía juega un papel en cómo el cuerpo maneja la distribución de fructosa y la conversión a glucógeno. Un estudio más reciente informó que una parte de la fructosa dietética se convirtió en glucógeno en base al aumento de la concentración de glucosa en sangre 13C después de la administración de glucagón después de 4 horas de ingesta de fructosa marcada con 13C (0,72 g / kg-bw) [75] .
Aunque se informó que una cantidad significativa de fructosa en la circulación podría usarse para producir glucógeno en el hígado a través de la primera conversión a glucosa, no se encontraron estudios con trazadores isotópicos que cuantificaran directamente carbones 13C a partir de fructosa dietética incorporada al glucógeno en humanos. Teniendo en cuenta que la mayor parte de la fructosa absorbida se extrae y metaboliza en el hígado, los datos de los estudios de infusión de fructosa mencionados anteriormente pueden no ser representativos de la fructosa administrada por vía oral.
Por último, una serie de estudios que utilizan glucosa etiquetada han examinado cómo la carga de fructosa en la dieta afecta la producción y eliminación de la glucosa [76-78]. En estos tres estudios, se infundió glucosa marcada con 6,6-deuterio como trazador de metabolismo de la glucosa en sujetos masculinos después de una alimentación de 4 a 7 días de fructosa, con fructosa que representa> 25% de energía en la dieta. Los resultados indicaron que la producción de glucosa hepática en sujetos normales no cambió [76], o no tuvo efecto sobre la eliminación de glucosa mediada por insulina en todo el cuerpo [78]. Usando una pinza euglucémica hiperinsulinémica de 2 pasos, las crías sanas de diabéticos tipo 2 alimentados con una dieta alta en fructosa exhibieron niveles de glucosa hepática en ayunas más altos en comparación con los controles [77].
Puntos clave: 1) La fructosa se convierte en glucosa en diferentes grados, según las condiciones de ejercicio, el sexo y el estado de salud. Esta interconversión se produce en la intersección de fosfato trisódico de las vías de glucosa-fructosa. 2) Una porción de fructosa se incorpora al glucógeno después de la conversión a glucosa, pero se desconoce el alcance. 3) La alimentación con fructosa tiene un efecto sobre la producción de glucosa hepática y la eliminación de glucosa en todo el cuerpo. Y, 4) La fructosa se puede procesar de manera diferente en la población obesa o en la población con mayor riesgo de diabetes.
Conversión de fructosa-lactato
Otra vía metabólica significativa y quizás subestimada de la fructosa en la dieta es su conversión a lactato. Los primeros estudios de trazadores observaron que la concentración de lactato en sangre aumentó después de la ingestión de fructosa o fructosa + glucosa en comparación con la ingesta de glucosa sola [56,66,68,79,80]. También se observó que la ingestión de azúcar también causó una respuesta de lactato sanguíneo más alta que la glucosa [67,81]. Sin embargo, no se informaron datos detallados para aclarar qué cantidad de la fructosa ingerida se convirtió en lactato en estos estudios.
Recientemente, Lecoultre et al. [51] realizó un estudio de seguimiento en 7 hombres durante el ejercicio. En 100 minutos, se ingirieron conjuntamente 96 g de fructosa con 144 g de glucosa. La conversión de lactato a partir de fructosa marcada con 13C se calculó usando los parámetros entre 100 y 120 minutos cuando se asumió el estado estacionario del flujo de carbohidratos. Como resultado, el 28% de la fructosa ingerida se convirtió en lactosa (35 micromol / kg-pc / min). La mayor parte del lactato convertido (25/28 o 89.3%) de la fructosa se oxidó principalmente por el músculo esquelético en funcionamiento (31 micromol / kg-bw / min). La eliminación de la fructosa no oxidativa fue de 0,52 gramos por minuto, lo que representa aproximadamente el 40% de la fructosa ingerida. La tasa de aparición de glucosa desde
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
la conversión de fructosa fue de 19.8 micromol / kg-bw / min o el 29% de la dosis de fructosa. Los autores también indicaron que la mayor producción de lactato y la oxidación serían una explicación esencial de una oxidación más rápida de la fructosa.
glucosa ingerida conjuntamente que la glucosa ingerida sola.
En el estudio de trazador realizado por Rowland y colegas [82], se compararon los cambios en la concentración de lactato sanguíneo en 10 hombres en ejercicio utilizando soluciones de prueba orales de glucosa marcada con 13C + fructosa marcada con 14C (a 0,6 g / min de glucosa + 0, 0,3, 0,5 , o 0,7 g / min de fructosa). Durante el período de estudio de 2 horas y en comparación con la glucosa sola, la cantidad de lactato en plasma aumentó 31% y 24% bajo las ingestiones de glucosa + fructosa a 0.6 + 0.5 g / min y 0.6 + 0.7 g / min, respectivamente. Sin embargo, el estudio no indicó el porcentaje de conversión de la etiqueta
dosificaciones de fructosa o glucosa
Puntos clave: 1) Claramente, una cantidad significativa de fructosa
puede convertirse en lactato, pero los datos metabólicos cuantitativos de la conversión de lactato en fructosa son muy limitados. Los efectos de la dosis de fructosa, el método de administración, la actividad física y las características del sujeto en el metabolismo de la fructosa-lactato aún no se han estudiado. 2) Los patrones de marcaje de isótopo trazador en la fructosa tendrán una influencia en la aparición del isótopo medido en el lactato, si el azúcar estudiado no está uniformemente etiquetado.
Conversión de lípidos de fructosa
Se han realizado una cantidad significativa de estudios clínicos para investigar la influencia de la ingesta de fructosa en las concentraciones de triglicéridos en la sangre (TG). Sin embargo, los estudios de trazadores destinados a revelar la conversión metabólica de carbones de fructosa marcada a TG son extremadamente limitados. En contraste con la conversión de fructosa a glucosa, la ruta metabólica desde la conversión de fructosa a TG puede ser mucho más complicada debido a la distribución compleja y la diversidad de las composiciones de lípidos en sangre en el cuerpo. La lipogénesis de novo a partir de azúcares puede ocurrir en el hígado y terminar en forma de VLDL TG empaquetados y / o como lípidos intrahepatocelulares. Actualmente no existen métodos convenientes para cuantificar la DNL total y la deposición de lípidos intrahepáticos. La contribución fraccional de los azúcares a la lipogénesis de novo y los VLDL TG se determinan comúnmente usando datos de enriquecimiento trazador de muestras de sangre. Los períodos de tiempo de la lipogénesis de hígado de novo a partir de azúcares y los factores que influyen en él no se comprenden completamente, y se ven afectados por las concentraciones y las características del marcador de los diversos sustratos extraídos de los grupos de precursores de lípidos. La lipogénesis de novo también puede ocurrir en el tejido adiposo o en los músculos, pero no existen métodos adecuados disponibles para cuantificarla. Una discusión más amplia de la lipogénesis de novo y las consideraciones metodológicas es un tema apropiado para una revisión por separado.
Página 10 de 15
Quizás debido a estas dificultades, solo se encontraron dos estudios de trazadores que investigaron la conversión de carbos de fructosa dietéticos marcados en lípidos plasmáticos. Chong et al. [48] estudiaron el efecto de la fructosa sobre la lipidemia posprandial en catorce adultos (8 hombres) a los que se les administró fructosa marcada con 13C o glucosa marcada con 13C a una dosis de 0,75 g / kg de peso corporal, junto con una etiqueta de 2 H mezcla de aceite (85% de aceite de palma y 15% de aceite de girasol) a 0.5 g / kg de peso corporal. Los cambios de lípidos en sangre se controlaron en un período de 6 horas. Se observó que la concentración plasmática de TG aumentó más significativamente después de la ingestión de fructosa (desde el valor basal de 1240 μmol / L (% 110 mg / dl) hasta su nivel máximo de 2350 μmol / L (% 208 mg / dl)) que después de la fructosa. ingestión de glucosa (desde el punto de referencia 1240 μmol / L hasta su meseta de 1700 μmol / L (% 150 mg / dl)). Sin embargo, los aumentos de concentración de ácidos grasos-TG enriquecidos con 13C y TG-glicerol de la fructosa marcada en la fracción de lípidos Sf 20-400 (incluyendo VLDL) fueron muy pequeños dentro del período de control. El valor de meseta de la concentración de 13C-palmitato fue de aproximadamente 0,022 μmol / L (% 0,002 mg / dl), 13C-miristato fue de aproximadamente 0,0015 μmol / L (% 0,0001 mg / dl) y 13C-TG-glicerol fue de aproximadamente 1,4 μmol / L (% 0.124 mg / dl), lo que sugiere que los carnes de fructosa no se transfirieron sustancialmente a las moléculas de TG plasmático durante el período de tiempo monitoreado. Los autores indicaron que el potencial lipogénico de la fructosa parece ser pequeño, ya que los resultados mostraron que solo el 0,05% y el 0,15% de la fructosa se convirtieron en ácidos grasos de novo y TG-glicerol a las 4 horas, respectivamente. Los datos informados deben verse en el contexto del período de 4 horas y no se ilustra si se seguirán realizando conversiones en períodos prolongados. Vedala y colegas [83] observaron, utilizando precursores de ácidos grasos, acetato y glicerol marcados, que una porción significativa de triglicéridos sintetizados de novo aparecería en la sangre en tiempos posteriores, y las tasas de esta secreción diferida fueron significativamente diferentes entre nor – mal, hipertrigliceridemia y sujetos diabéticos. Sin embargo, este estudio no midió específicamente la conversión de fructosa usando azúcares marcados.
En otro estudio, Tran et al. [70] informaron que el consumo de fructosa marcada con 13C a 3 × 0.3 g / kg de peso corporal causó un aumento pequeño pero significativo de 13C- enriquecimiento en palmitato de VLDL en 8 hombres en comparación con el encontrado en 9 mujeres (sin aumento) durante un 6- hora de monitoreo Sin embargo, en comparación con las líneas de base, las concentraciones plasmáticas de TG y las concentraciones de ácidos grasos no esterificados disminuyeron 5.3% y 32.9% en los hombres y 3.3% y 24.4% en las mujeres, respectivamente. Los datos indican que se produjo la conversión de fructosa a ácido graso, sin embargo, no aumentaron las concentraciones de lípidos en la sangre. Aunque los autores informaron que el 42,9% y el 43% de la fructosa ingerida se oxidó y el 37,4% y el 28,9% se convirtieron en glucosa en hombres y mujeres durante el embarazo.
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
No se informó el período de monitoreo de 6 horas, la tasa de conversión o el porcentaje de fructosa en ácidos grasos o triglicéridos. Este estudio también observó que los hombres procesaban la fructosa en la dieta de forma diferente que las mujeres, y que la fructosa disminuía los lípidos plasmáticos posprandiales. Se discutió que aunque la fructosa es un sustrato lipogénico potente, la síntesis de grasa observada a partir de los carbones de fructosa parece ser cuantitativamente menor en comparación con otras vías de eliminación de fructosa, pero puede tener un impacto significativo en los lípidos plasmáticos y tisulares . En este mismo estudio, las mediciones del cociente respiratorio (RQ) encontraron diferencias entre los géneros, con los sujetos varones aumentando su RQ en un 3% y las mujeres manteniendo el suyo. Estos datos sugieren que el aumento de TG en sangre observado con frecuencia en los hombres en comparación con las mujeres después de la ingesta de fructosa a altas dosis podría deberse a la conservación de la grasa durante el uso de la energía.
Existen varios estudios que utilizaron acetato marcado, administrado por infusión intravenosa como precursor de la síntesis de lípidos, para evaluar la estimulación de la fructosa de la lipogénesis de novo (DNL). Esta técnica utiliza el enfoque del Análisis de distribución de isotopómeros masivos (MIDA) para estimar la aparición de la subunidad (acetato) infundido en los ácidos grasos recién sintetizados y predecir aún más el efecto de la fructosa dietética en la DNL fraccional. Las ventajas y limitaciones del método fueron bien revisadas por Hellerstein en 1996 [84]. Parks et al. [85] investigaron la influencia de las bebidas que contienen fructosa en los cambios de lípidos en la sangre utilizando 13C-acetato infundido. Seis sujetos sanos fueron administrados al azar 86 gramos (media) de glucosa, glucosa + fructosa (50:50) o glucosa +
fructosa (25:75) en bebidas por un ensayo diseñado por cruce. Cuatro horas después de la ingestión de fructosa, se consumió un almuerzo estándar. En comparación con la glucosa, se observó una mayor síntesis de palmitato en las lipoproteínas ricas en triglicéridos (TRL) después de las bebidas que contienen fructosa, pero no después del almuerzo. No se observaron diferencias significativas para las concentraciones de TRL-TG entre los brazos de bebida que contienen glucosa y fructosa después de la corrección basal. La concentración de TG plasmático disminuyó después de la precarga de glucosa y se mantuvo constante después de las precargas de bebidas que contenían fructosa. Después del almuerzo, las concentraciones de TG aumentaron para todos los tratamientos. Los autores informaron que los datos de TG-AUC después del almuerzo de los tratamientos con bebidas que contenían fructosa fueron significativamente mayores que los del tratamiento con bebidas con glucosa. Sin embargo, estos datos de AUC se calcularon durante todo el período de tiempo del estudio. Debido al aumento negativo de TG durante la fase de precarga de glucosa, la diferencia entre los brazos de glucosa y fructosa se acentuó.
De manera similar, en el estudio de Stanhope y colegas [86], la infusión de acetato marcada con 13C se utilizó para medir DNL fraccional en una intervención de 10 semanas que incluía 18 sujetos con sobrepeso u obesos que consumían glucosa (n = 8) o bebidas de fructosa (n = 10 ) entregando el 25% de diario
Página 11 de 15
energía. Los porcentajes de cambio de la DNL hepática fraccional no fueron significativamente diferentes de los valores iniciales después del consumo de glucosa a las 9 semanas para las mediciones tanto en ayunas como posprandiales. En el grupo de bebidas fructosas, los porcentajes de cambio de DNL hepática fraccional tampoco fueron significativamente diferentes entre el valor inicial y las siguientes 9 semanas para los datos de ayuno, pero aumentaron significativamente para los datos postprandiales (2-7% durante el monitoreo de 11 horas). La cantidad real de DNL no se informó.
Faeh et al. realizó un estudio cruzado a corto plazo utilizando una intervención de 6 días [78]. Siete hombres fueron alimentados con dietas hipercalóricas (+ 800-1000 kcal / d), con el 25% adicional de energía suministrada a través de una solución de fructosa. La DNL hepática fraccional se midió mediante infusión de acetato marcado con 13C. Se encontró que el% de cambios desde la línea de base para los TG plasmáticos y la DNL hepática se incrementaron significativamente para la dieta de fructosa hipercalórica en comparación con las dietas de control isocalóricas. Los autores notaron que los resultados no podían diferenciar verdaderamente los efectos de la ingesta alta en fructosa per se y la de la sobrealimentación energética total de carbohidratos. Este estudio también encontró que el aceite de pescado agregado a las dietas que contienen fructosa evaluó esta respuesta hiperlipidémica en cierta medida [78].
Claramente, los 3 estudios discutidos anteriormente [78,85,86] evalúan los efectos de la fructosa en la dieta con o sin ingestas excesivas de energía en la utilización de acetato en la circulación, que está diseñado para alimentarse directamente en la síntesis de lípidos. En humanos, las concentraciones de acetato en sangre son bastante bajas. Como se indica en Human Metablome Database [87], las concentraciones normales de acetato en sangre son 41.9 ± 15.1 (SD) μmol / L en adultos de 18 años o más. Para datos anteriores, Richards et al. [88] informó en 1976 que el valor normal del acetato de sangre era de 25 ± 2 μmol / L. Más allá del consumo de alcohol, las ingestas dietéticas comunes no tienen o tienen una influencia limitada en la concentración de acetato de sangre [89,90]. En los estudios de Parks, Stanhope y Faeh, el acetato se infundió constantemente a 0,5-0,55 g / h (aproximadamente 7000 μmol / h) durante 25, 26 y 9,5 horas, respectivamente. Aunque los datos de la concentración de acetato de sangre no se informaron en esos estudios, sería importante determinar si la infusión de acetato aumentó significativamente las concentraciones de acetato de sangre de manera que esto podría tener un impacto significativo en la respuesta metabólica al desafío con fructosa. La coexistencia del acetato infundido y los metabolitos intermedios de la fructosa, incluidos los elementos reguladores de citrato, malte- ra y lactato, podría impulsar la vía de la DNL. Como se detalló anteriormente, la fructosa en la dieta (hasta 25% de la energía diaria y 3 g / día-kg en estos estudios) se puede convertir metabólicamente en lactato y además aumenta la concentración de lactato en la sangre. El estudio de células hepáticas de Beynen y sus colegas [91] indicó que tanto el lactato como el acetato estimulan la síntesis de ácidos grasos y el lactato puede inducir la activación de la acetil-CoA carboxilasa, una enzima clave para la síntesis de ácidos grasos. Por lo tanto, el significado de la estimulación de nuevo
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
la lipogénesis observada por el uso del marcador intermediario de metabolitos infundido y su interacción con los azúcares estudiados deben considerarse cuidadosamente, junto con las metodologías de estudio validadas para la dosificación del trazador infundido. Además, la forma en que el acetato infundido puede representar verdaderamente el conjunto intrahepatocelular de acetil-CoA es otro punto clave que debe aclararse.
Puntos clave: 1) Los estudios de trazadores anteriores indican la relación compleja entre la fructosa dietética y la síntesis de lípidos. Los aumentos observados en los niveles plasmáticos de TG y DNL en estos estudios pueden deberse a una mayor síntesis de lípidos y una disminución del aclaramiento de lípidos, y las contribuciones relativas no se abordaron en detalle. Y, 2) Los niveles de ingesta, el estado de salud y el sexo de los sujetos son todos factores importantes que influyen en las relaciones azúcar-lípido. La influencia del consumo de fructosa sobre los lípidos plasmáticos y la lipogénesis de novo sigue siendo controvertida y poco estudiada.
Influencia de azúcares exógenos en la utilización de fuentes de energía endógenas
Después de la ingestión de azúcar, la utilización del cuerpo de las fuentes de energía cambiará. Como los carbohidratos exógenos se usan como fuente de combustible, las tasas de oxidación de la energía almacenada, típicamente, carbohidratos endógenos y grasa, disminuirán. El grado de la disminución generalmente se debe al tipo de azúcar ingerido, la cantidad de ingesta y el estado de la necesidad de energía corporal (como el ejercicio vigoroso o la observación de la pantalla). Bajo el ejercicio, es más probable que la glucosa se oxide preferentemente que la fructosa, y este escenario irá en la dirección opuesta en estado de reposo. Aunque los datos son limitados en relación con el desplazamiento detallado de las fuentes de energía en diferentes condiciones, algunos estudios que utilizan sujetos en ejercicio pueden proporcionar un concepto básico de desplazamiento de la fuente de energía después de la ingestión de azúcar. Jentjens y colaboradores llevaron a cabo una serie de estudios [66-69,80] utilizando sujetos de ejercicio en condiciones comparables, e informaron algunos datos relacionados con el cambio de fuente de energía. A los sujetos se les administraron bebidas que contenían glucosa, sacarosa, glucosa + fructosa o glucosa + sacarosa a la dosis 0 (control), 1.2, 1.5, 1.8 o 2.4 g / min y bajo cargas de ejercicio de alrededor del 50% de captación de VO2 máx. Para los controles (0 gramos de ingesta de azúcar), las tasas de oxidación de las grasas y los carbohidratos endógenos estaban entre 0.77-0.95 g / min y 1.43-1.85 g / min, respectivamente. En comparación con el control, las bebidas que contienen glucosa disminuyeron las tasas de oxidación de grasa en 21.6-41.7% (calculado en base a los datos reportados) y las tasas de oxidación endógena de carbohidratos en 8.5-31.5%, excepto que uno de los 5 estudios notó tasas de oxidación endógena de carbohidratos ( 3.8% para medio y 14.1% para alto consumo de glucosa). Para brazos de bebidas que contienen fructosa, ya sea para glucosa +
fructosa, sacarosa o glucosa + sacarosa, las tasas de oxidación de grasas se redujeron en 19.5-47.4% y las tasas de oxidación de carbohidratos endógenos se redujeron en 13.0-
Página 12 de 15
31.6%. Estas disminuciones porcentuales parecían estar correlacionadas positivamente con los niveles de ingesta de azúcar y las proporciones de fructosa en las bebidas azucaradas mixtas. Los otros dos estudios [60,79] con configuraciones similares al trabajo de Jentjens y colaboradores también informaron datos comparables sobre la disminución de la grasa y la oxidación endógena de carbohidratos después de las precargas de azúcar.
Puntos clave: 1) Junto con otros datos de interconversión de azúcar y los datos de RQ de Tran et al. [70], el desplazamiento de las fuentes de energía después de la ingestión de azúcar puede indicar que la utilización de energía exógena y endógena está estrechamente regulada de acuerdo con el balance de energía del cuerpo. 2) Más allá de las condiciones fisiológicas y de salud específicas, la actividad física, el consumo de energía, la composición de macronutrientes en la dieta y otros factores del estilo de vida también jugarían un papel crítico en la utilización de azúcares en la dieta del cuerpo. En vista de estos factores, la forma en que la energía se equilibra cuantitativamente con la carga de fructosa es un área aún por delimitar.
Resumen
La Figura 3 resume los principales destinos metabólicos de la fructosa en la dieta en base a los datos obtenidos de los estudios de trazadores de isótopos revisados. La tasa media de oxidación de la fructosa dietética fue de 45.0% (rango 30.5-59%) de las dosis ingeridas en sujetos normales dentro de un período de 3-6 horas. Con las condiciones de ejercicio, la tasa de oxidación media de la fructosa llegó al 45.8% (rango 37.5-62%) en 2-3 horas. Cuando se ingirió fructosa junto con glucosa, la tasa media de oxidación de los azúcares mixtos aumentó a 66.0% (rango 52.2-73.6%) bajo condiciones de ejercicio similares. En segundo lugar, la tasa de conversión media de fructosa a glucosa fue del 41% (rango 29-54%) de
Figura 3 Destino metabólico de los carbones de fructosa en la dieta. Los datos se obtienen dentro de períodos de estudio menores o iguales a 6 horas. Después de la ingestión de 50-150 g de fructosa, el pico de concentración de fructosa en el plasma sería entre 3-11 mg / dl. El porcentaje de datos sobre las líneas de flecha o debajo de la casilla son las cantidades estimadas de dosis de fructosa ingeridas a través de la vía, y el signo de interrogación representa que los datos aún no se han confirmado. La línea de trazos representa rutas supuestamente menores.
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
dosis ingerida en 3-6 horas después de la ingestión en sujetos normales sin ejercicio. Este valor puede ser mayor en los sujetos en ejercicio. La cantidad de conversión de fructosa a glucógeno queda por clarificar. En tercer lugar, en períodos de tiempo cortos (≤ 6 horas), parece que solo un pequeño porcentaje de los carbones de fructosa entran en la ruta de la liponeogénesis después de la ingestión de fructosa. El efecto hiperlipidémico de la fructosa en la dieta observado tanto en los estudios con trazadores como sin ellos puede implicar otros mecanismos metabólicos y esto podría estar relacionado con el cambio de la fuente de energía y la preservación de los lípidos. Por último, la fructosa puede catabolizarse en lactato y causar un aumento de las concentraciones sanguíneas de lactato. Aproximadamente una cuarta parte de la fructosa ingerida se puede convertir en lactato en unas pocas horas y este es un medio para liberar carnes derivadas de la fructosa del hígado para su utilización extrahepática. Aunque los estudios de trazadores revisados pueden no ser completamente representativos de las dietas de la vida real y los datos obtenidos son limitados, esta revisión proporciona un esquema básico de cómo se utiliza la fructosa después de que es consumida por los humanos.
Conflicto de intereses
Los autores son empleados a tiempo completo por Archer Daniels Midland Company (ADM). ADM es un importante procesador de semillas oleaginosas y granos y produce, entre otros productos, edulcorantes que contienen fructosa.
Contribuciones de los autores
Los dos autores, SZS y MWE, han hecho contribuciones similares a la revisión. Ambos autores han leído y aprobado el manuscrito final.
Expresiones de gratitud
Los autores amablemente agradecen a los Dres. Walter Glinsmann, Sheldon Hendler y Brent Flickinger para discusiones útiles sobre el manuscrito.
Recibido: 3 de agosto de 2012 Aceptado: 24 de septiembre de 2012 Publicado: 2 de octubre de 2012
Referencias
- USDA-ERS: Disponibilidad de alimentos: hojas de cálculo: azúcar agregado y edulcorantes; 2010. http: // wwwersusdagov / Data / FoodCo … FoodAvailSpreadsheetshtm # dulces.
- Johnson RJ, Segal MS, Sautin Y, Nakagawa T, Feig DI, Kang DH, Gersch MS, Benner S, Sánchez-Lozada LG: papel potencial del azúcar (fructosa) en la epidemia de hipertensión, obesidad y síndrome metabólico, diabetes, enfermedad renal y enfermedad cardiovascular. Am J Clin Nutr 2007, 86: 899-906.
- Bray GA, Nielsen SJ, Popkin BM: El consumo de jarabe de maíz con alto contenido de fructosa en las bebidas puede desempeñar un papel en la epidemia de la obesidad. Am J Clin Nutr 2004, 79: 537 – 543.
- Teff KL, Elliott SS, Tschop M, Kieffer TJ, Rader D, Heiman M, Townsend RR, Keim NL, D’Alessio D, Havel PJ: la fructosa dietética reduce la insulina circulante y la leptina, atenúa la supresión posprandial de la grelina y aumenta los triglicéridos en mujer. J Clin Endocrinol Metab 2004, 89: 2963-2972.
- Teff KL, Grudziak J, Townsend RR, Dunn TN, Grant RW, Adams SH, Keim NL, Cummings BP, Stanhope KL, Havel PJ: efectos endocrinos y metabólicos del consumo de bebidas endulzadas con fructosa y glucosa con comidas en hombres y mujeres obesos : influencia de la resistencia a la insulina en las respuestas de triglicéridos en plasma. J Clin Endocrinol Metab 2009, 94: 1562-1569.
- Melanson KJ, Zukley L, Lowndes J, Nguyen V, Angelopoulos TJ, Rippe JM: efectos del jarabe de maíz con alto contenido de fructosa y el consumo de sacarosa en la glucosa circulante, insulina, leptina y grelina y en el apetito en mujeres de peso normal. Nutrition 2007, 23: 103-112.
- Sun SZ, Empie MW: falta de hallazgos sobre la asociación entre el riesgo de obesidad y el consumo habitual de bebidas endulzadas con azúcar en adultos: un análisis primario de las bases de datos de CSFII-1989-1991, CSFII-1994-1998,
Página 13 de 15
NHANES III y NHANES combinadas 1999-2002. Food Chem Toxicol 2007,
45: 1523-1536.
8. Dolan LC, Potter SM, Burdock GA: revisión basada en la evidencia sobre el efecto de
consumo dietético normal de fructosa en el desarrollo de hiperlipidemia y obesidad en individuos sanos con peso normal. Crit Rev Food Sci Nutr 2010, 50: 53-84.
9. Dolan LC, Potter SM, Bardana GA: revisión basada en la evidencia sobre el efecto del consumo dietético normal de fructosa en los lípidos sanguíneos y el peso corporal de las personas con sobrepeso y obesas. Crit Rev Food Sci Nutr 2010, 50: 889-918.
10. Livesey G: ingestión de fructosa: respuestas dependientes de la dosis en la investigación de la salud. J Nutr 2009, 139: 1246S-1252S.
11. Livesey G, Taylor R: Consumo de fructosa y consecuencias para la glicación, triacilglicerol plasmático y peso corporal: metaanálisis y modelos de metarregresión de los estudios de intervención. Am J Clin Nutr 2008, 88: 1419-1437.
12. Sievenpiper JL, Carleton AJ, Chatha S, Jiang HY, de Souza RJ, Beyene J, Kendall CW, Jenkins DJ: efectos heterogéneos de la fructosa en los lípidos de la sangre en personas con diabetes tipo 2: revisión sistemática y metanálisis de ensayos experimentales en humanos. Diabetes Care 2009, 32: 1930-1937.
13. Sievenpiper JL, de Souza RJ, Mirrahimi A, Yu ME, Carleton AJ, Beyene J, Chiavaroli L, Di Buono M, Jenkins AL, Leiter LA, y otros: efecto de la fructosa en el peso corporal en ensayos controlados de alimentación: una sistemática Revisión y Meta-análisis. Ann Intern Med 2012, 156: 291-304.
14. Welsh JA, Sharma AJ, Grellinger L, Vos MB: El consumo de azúcares agregados está disminuyendo en los Estados Unidos. Am J Clin Nutr 2011, 94: 726-734.
15. Hall KD, Heymsfield SB, Kemnitz JW, Klein S, Schoeller DA, Speakman JR:
Balance energético y sus componentes: implicaciones para el peso corporal
regulación. Am J Clin Nutr 2012, 95: 989-994.
16. Swinburn B, Sacks G, Ravussin E: El aumento del suministro de energía alimentaria es más
más que suficiente para explicar la epidemia de obesidad en EE. UU. Am J Clin Nutr
2009, 90: 1453-1456.
17. Johnson RJ, Perez-Pozo SE, Sautin YY, Manitius J, Sánchez-Lozada LG, Feig
DI, Shafiu M, Segal M, Glassock RJ, Shimada M, y otros: Hipótesis: ¿podría la ingesta excesiva de fructosa y el ácido úrico causar diabetes tipo 2? Endocr Rev 2009, 30: 96-116.
18. Sun SZ, Flickinger BD, Williamson-Hughes PS, Empie MW: falta de asociación entre la fructosa dietética y el riesgo de hiperuricemia en adultos. Nutr Metab (Londres) 2010, 7:16.
19. Lim JS, Mietus-Snyder M, Valente A, Schwarz JM, Lustig RH: El papel de la fructosa en la patogénesis de NAFLD y el síndrome metabólico. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2010, 7: 251-264.
20. Lustig RH: Fructosa: paralelos metabólicos, hedónicos y sociales con el etanol. J Am Diet Assoc 2010, 110: 1307-1321.
21. Gambino R, Musso G, Cassader M: equilibrio redox en la patogénesis de la hepatopatía no alcohólica: mecanismos y oportunidades terapéuticas. Antioxid Redox Signal 2011, 15: 1325-1365.
22. Cortez-Pinto H, Machado MV: proteínas desacopladas y enfermedad de hígado graso no alcohólico. J Hepatol 2009, 50: 857-860.
23. Sievenpiper JL, de Souza RJ, Kendall CW, Jenkins DJ: ¿La fructosa es una historia de ratones pero no de hombres? J Am Diet Assoc 2011, 111: 219-220. respuesta del autor 220-212.
24. Lustig RH: Respuesta del autor a la carta al editor. J Am Diet Assoc 2011, 111: 220-222.
25. Livesey G: más en ratones y hombres: la fructosa podría frenar un círculo vicioso que conduce a la obesidad en los seres humanos. J Am Diet Assoc 2011, 111: 986-990. respuesta del autor 990-983.
26. Lustig RH: Respuesta del autor a las cartas al editor. J Am Diet Assoc 2011, 111: 990-993.
27. Mayes PA: metabolismo intermedio de la fructosa. Am J Clin Nutr 1993, 58: 754S-765S.
28. Tappy L, Le KA: efectos metabólicos de la fructosa y el aumento mundial de la obesidad. Physiol Rev 2010, 90: 23-46.
29. Sun SZ, Anderson GH, Flickinger BD, Williamson-Hughes PS, Empie MW:
La ingesta de azúcar con fructosa y sin fructosa en la población de EE. UU. Y sus asociaciones con los indicadores del síndrome metabólico. Food Chem Toxicol 2011, 49: 2875-2882.
30. Marriott BP, Cole N, Lee E: Las estimaciones nacionales de la ingesta de fructosa en la dieta aumentaron de 1977 a 2004 en los Estados Unidos. J Nutr 2009, 139: 1228S-1235S.
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
- Chandramouli V, Kumaran K, Ekberg K, Wahren J, Landau BR: Cuantificación de las vías seguidas en la conversión de fructosa en glucosa en el hígado. Metabolism 1993, 42: 1420-1423.
- Folch N, Peronnet F, Pean M, Massicotte D, Lavoie C: producción etiquetada de CO (2) y disposición oxidativa frente a no oxidativa del carbohidrato marcado administrado en reposo. Metabolism 2005, 54: 1428-1434.
- Hellerstein MK, Neese RA: Análisis de distribución de isótopos en masa a los ocho años: consideraciones teóricas, analíticas y experimentales. Am J Physiol 1999, 276: E1146-E1170.
- Riby JE, Fujisawa T, Kretchmer N: absorción de fructosa. Am J Clin Nutr 1993, 58: 748S-753S.
- Ferraris RP: Regulación dietética y de desarrollo del transporte intestinal de azúcar. Biochem J 2001, 360: 265-276.
- Scheepers A, Joost HG, Schurmann A: las familias del transportador de glucosa SGLT y GLUT: base molecular de la función normal y aberrante. JPEN J Parenter Enteral Nutr 2004, 28: 364-371.
- Leer N, francés S, Cunningham K: El papel del intestino en la regulación de la ingesta de alimentos en el hombre. Nutr Rev 1994, 52: 1-10.
- Lavin JH, Wittert GA, Andrews J, Yeap B, Wishart JM, Morris HA, Morley JE, Horowitz M, Read NW: interacción de insulina, péptido similar al glucagón 1, polipéptido inhibidor gástrico y apetito en respuesta a los hidratos de carbono intraduodenal. Am J Clin Nutr 1998, 68: 591-598.
- Ravich WJ, Bayless TM: absorción de carbohidratos y malabsorción. Clin Gastroenterol 1983, 12: 335-356.
- Latulippe ME, Skoog SM: malabsorción e intolerancia a la fructosa: efectos de la fructosa con y sin ingestión simultánea de glucosa. Crit Rev Food Sci Nutr 2011, 51: 583-592.
- Gray GM, Ingelfinger FJ: absorción intestinal de sacarosa en el hombre: interrelación de la hidrólisis y la absorción del producto monosacárido. J Clin Invest 1966, 45: 388-398.
- Akgun S, Ertel NH: Los efectos de la sacarosa, la fructosa y las comidas de jarabe de maíz con alto contenido de fructosa en la glucosa y la insulina en plasma en sujetos diabéticos no insulinodependientes. Diabetes Care 1985, 8: 279-283.
- Heitlinger LA, Li BU, Murray RD, McClung HJ, Sloan HR, DeVore DR, Powers P: Flujo de glucosa de los disacáridos dietéticos: todos los azúcares no se absorben a la misma velocidad. Am J Physiol 1991, 261: G818-G822.
- Macdonald I, Turner LJ: niveles de suero-fructosa después de la sacarosa o sus monosacáridos constituyentes. Lancet 1968, 1: 841-843.
- Bornet F, Haardt MJ, Costagliola D, Blayo A, Slama G: la sacarosa o la miel en el desayuno no tienen un efecto hiperglucémico agudo adicional sobre una cantidad isoglucidica de pan en pacientes diabéticos tipo 2. Diabetologia 1985, 28: 213 – 217.
- Samanta A, Burden AC, Jones GR: respuestas de glucosa en plasma a glucosa, sacarosa y miel en pacientes con diabetes mellitus: un análisis de índices incrementales de glucemia y pico. Diabet Med 1985, 2: 371-373.
- Burelle Y, Peronnet F, Massicotte D, Brisson GR, Hillaire-Marcel C: Oxidación de 13C-glucosa y 13C-fructosa ingerida como una comida antes del ejercicio: efecto de la ingestión de carbohidratos durante el ejercicio. Int J Sport Nutr 1997, 7: 117-127.
- Chong MF, Fielding BA, Frayn KN: mecanismos para el efecto agudo de la fructosa sobre la lipemia posprandial. Am J Clin Nutr 2007, 85: 1511-1520.
- Delarue J, Normand S, Pachiaudi C, Beylot M, Lamisse F, Riou JP: La contribución de la fructosa marcada naturalmente 13C a la aparición de glucosa en los seres humanos. Diabetologia 1993, 36: 338-345.
- Jandrain BJ, Pallikarakis N, Normand S, Pirnay F, Lacroix M, Mosora F, Pachiaudi C, Gautier JF, Scheen AJ, Riou JP, et al: utilización de fructosa durante el ejercicio en hombres: conversión rápida de fructosa ingerida a glucosa circulante. J Appl Physiol 1993, 74: 2146-2154.
- Lecoultre V, Benoit R, Carrel G, Schutz Y, Millet GP, Tappy L, Schneiter P: la ingestión de fructosa y glucosa durante el ejercicio prolongado aumenta los flujos de lactato y glucosa y la oxidación en comparación con una ingesta equimolar de glucosa. Am J Clin Nutr 2010, 92: 1071-1079.
- Paquot N, Schneiter P, Jequier E, Gaillard R, Lefebvre PJ, Scheen A, Tappy L: Efectos de la fructosa ingerida y el glucagón infundido en la producción endógena de glucosa en pacientes NIDDM obesos, sujetos obesos no diabéticos y sujetos sanos. Diabetologia 1996, 39: 580 – 586.
- Miller BF, Fattor JA, Jacobs KA, Horning MA, Navazio F, Lindinger MI, Brooks GA: interacciones de lactato y glucosa durante el descanso y el ejercicio en hombres: efecto de la infusión de lactato exógeno. J Physiol 2002, 544: 963 – 975.
- Roef MJ, de Meer K, Kalhan SC, Straver H, Berger R, Reijngoud DJ: Gluconeogénesis en humanos con hiperlactatemia inducida durante el ejercicio de baja intensidad. Am J Physiol Endocrinol Metab 2003, 284: E1162-E1171.
Página 14 de 15
55. Guezennec CY, Satabin P, Duforez F, Merino D, Peronnet F, Koziet J:
Oxidación del almidón de maíz, glucosa y fructosa ingerida antes del ejercicio.
Med Sci Sports Exerc 1989, 21: 45-50.
56. Decombaz J, Sartori D, Arnaud MJ, Thelin AL, Schurch P, Howald H:
Oxidación y efectos metabólicos de la fructosa o glucosa ingerida antes
ejercicio. Int J Sports Med 1985, 6: 282-286.
57. Selivanov VA, Sukhomlin T, Centelles JJ, Lee PW, Cascante M: Integración de
modelos cinéticos enzimáticos y análisis de distribución de isotopómeros para estudios
de la operación de células in situ. BMC Neurosci 2006, 7 (Suppl 1): S7.
58. Lee WN, Go VL: interacción nutriente-gen: metabolómica basada en trazadores.
J Nutr 2005, 135: 3027S-3032S.
59. Vinnakota KC, Wu F, Kushmerick MJ, Beard DA: Unión de múltiples iones
equilibrios, cinética de reacción y termodinámica en modelos dinámicos de
rutas bioquímicas. Métodos Enzymol 2009, 454: 29-68.
60. Burelle Y, Lamoureux MC, Peronnet F, Massicotte D, Lavoie C: Comparación de la oxidación exógena de glucosa, fructosa y galactosa durante el ejercicio
usando 13C-etiquetado. Br J Nutr 2006, 96: 56-61.
61. Adopo E, Peronnet F, Massicotte D, Brisson GR, Hillaire-Marcel C: respectiva
oxidación de glucosa exógena y fructosa en la misma bebida
durante el ejercicio. J Appl Physiol 1994, 76: 1014 – 1019.
62. Massicotte D, Peronnet F, Adopo E, Brisson GR, Hillaire-Marcel C: efecto de
tasa metabólica en la oxidación de la glucosa y la fructosa ingeridas durante
ejercicio. Int J Sports Med 1994, 15: 177-180.
63. Massicotte D, Peronnet F, Alá C, Hillaire-Marcel C, Ledoux M, Brisson G:
Respuesta metabólica a [13C] glucosa y [13C] ingestión de fructosa durante
ejercicio. J Appl Physiol 1986, 61: 1180 – 1184.
64. Massicotte D, Peronnet F, Brisson G, Bakkouch K, Hillaire-Marcel C: Oxidación
de un polímero de glucosa durante el ejercicio: comparación con glucosa y
fructosa. J Appl Physiol 1989, 66: 179-183.
65. Massicotte D, Peronnet F, Brisson G, Boivin L, Hillaire-Marcel C: Oxidación de
carbohidratos exógenos durante el ejercicio prolongado en alimentados y ayunados
condiciones Int J Sports Med 1990, 11: 253-258.
66. Jentjens RL, Moseley L, Waring RH, Harding LK, Jeukendrup AE: Oxidación de
Ingestión combinada de glucosa y fructosa durante el ejercicio. J Appl
Physiol 2004, 96: 1277 – 1284.
67. Jentjens RL, Shaw C, Birtles T, Waring RH, Harding LK, Jeukendrup AE:
Oxidación de la ingesta combinada de glucosa y sacarosa durante
ejercicio. Metabolism 2005, 54: 610-618.
68. Jentjens RL, Underwood K, Achten J, Currell K, Mann CH, Jeukendrup AE:
Las tasas de oxidación de carbohidratos exógenos son elevadas después de la ingestión combinada de glucosa y fructosa durante el ejercicio en el calor. J Appl Physiol 2006, 100: 807-816.
69. Jentjens RL, Venables MC, Jeukendrup AE: Oxidación de glucosa exógena, sacarosa y maltosa durante el ejercicio de ciclismo prolongado. J Appl Physiol 2004, 96: 1285-1291.
70. Tran C, Jacot-Descombes D, Lecoultre V, Fielding BA, Carrel G, Le KA, Schneiter P, Bortolotti M, Frayn KN, Tappy L: diferencias sexuales en la cinética de lípidos y glucosa después de la ingestión de una carga aguda de fructosa oral. Br J Nutr 2010, 104: 1139-1147.
71. Surmely JF, Paquot N, Schneiter P, Jequier E, Temler E, Tappy L: eliminación de la fructosa no oxidativa no es inhibida por los lípidos en los seres humanos. Diabetes Metab 1999, 25: 233-240.
72. Nilsson LH, Hultman E: glucógeno hepático y muscular en el hombre después de la infusión de glucosa y fructosa. Scand J Clin Lab Invest 1974, 33: 5-10.
73. Dirlewanger M, Schneiter P, Jequier E, Tappy L: Efectos de la fructosa en el metabolismo de la glucosa hepática en humanos. Am J Physiol Endocrinol Metab 2000, 279: E907-E911.
74. Blom PC, Hostmark AT, Vaage O, Kardel KR, Maehlum S: Efecto de diferentes dietas de azúcar post-ejercicio sobre la tasa de síntesis de glucógeno muscular. Med Sci Sports Exerc 1987, 19: 491-496.
75. Coss-Bu JA, Sunehag AL, Haymond MW: contribución de la galactosa y la fructosa a la homeostasis de la glucosa. Metabolismo 2009, 58: 1050-1058.
76. Sobrecases H, Le KA, Bortolotti M, Schneiter P, Ith M, Kreis R, Boesch C, Tappy L: Efectos de la sobrealimentación a corto plazo con fructosa, grasa y fructosa más grasa en plasma y lípidos hepáticos en hombres sanos. Diabetes Metab 2010, 36: 244-246.
77. Le KA, Ith M, Kreis R, Faeh D, Bortolotti M, Tran C, Boesch C, Tappy L:
El consumo excesivo de fructosa causa dislipidemia y deposición de lípidos ectópicos en sujetos sanos con y sin antecedentes familiares de diabetes tipo 2. Am J Clin Nutr 2009, 89: 1760-1765.
Sun and Empie Nutrition & Metabolism 2012, 9:89 Metabolismo de fructosa en humanos – lo que nos dicen los estudios de trazadores isotópicos
- Faeh D, Minehira K, Schwarz JM, Periasamy R, Park S, Tappy L: Efecto de la sobrealimentación de fructosa y la administración de aceite de pescado en la lipogénesis hepática de novo y la sensibilidad a la insulina en hombres sanos. Diabetes 2005, 54: 1907-1913.
- Hulston CJ, Wallis GA, Jeukendrup AE: oxidación exógena de CHO con ingesta de glucosa más fructosa durante el ejercicio. Med Sci Sports Exerc 2009, 41: 357-363.
- Jentjens RL, Jeukendrup AE: altas tasas de oxidación de carbohidratos exógenos a partir de una mezcla de glucosa y fructosa ingerida durante el ejercicio de ciclismo prolongado. Br J Nutr 2005, 93: 485-492.
- Daly ME, Vale C, Walker M, Littlefield A, George K, Alberti M, Mathers J: Selección de combustible aguda en respuesta a las comidas con alto contenido de sacarosa y almidón en hombres sanos. Am J Clin Nutr 2000, 71: 1516-1524.
- Rowlands DS, Thorburn MS, Thorp RM, Broadbent S, Shi X: Efecto de la cogestión gradual de fructosa con maltodextrina sobre la exógena 14C-fructosa y la 13C-glucosa, la eficiencia de oxidación y el rendimiento de ciclismo de alta intensidad. J Appl Physiol 2008, 104: 1709-1719.
- Vedala A, Wang W, Neese RA, Christiansen MP, Hellerstein MK: Contribuciones tardías a la vía secretora a VLDL-triglicéridos a partir de NEFA plasmático, dieta y lipogénesis de novo en humanos. J Lipid Res 2006, 47: 2562-2574.
- Hellerstein MK, Schwarz JM, Neese RA: Regulación de la lipogénesis hepática de novo en humanos. Annu Rev Nutr 1996, 16: 523 – 557.
- Parks EJ, Skokan LE, Timlin MT, Dingfelder CS: los azúcares dietéticos estimulan la síntesis de ácidos grasos en los adultos. J Nutr 2008, 138: 1039-1046.
- Stanhope KL, Schwarz JM, Keim NL, Griffen SC, Bremer AA, Graham JL, Hatcher B, Cox CL, Dyachenko A, Zhang W, et al: Consumir bebidas con edulcorantes, no endulzadas con glucosa, aumentan la adiposidad visceral y los lípidos y disminuye la sensibilidad a la insulina en humanos con sobrepeso / obesos. J Clin Invest 2009, 119: 1322-1334.
- Base de datos Metablome humana – ácido acético; 2011. http: // wwwhmdbca / metabolites / HMDB00042.
- Richards RH, Dowling JA, Vreman HJ, Feldman C, Weiner MW: niveles de acetato en plasma humano. Proc Clin Dial Transplant Forum 1976, 6: 73-79.
- Lundquist F: Producción y utilización de acetato libre en el hombre. Nature 1962, 193: 579-580.
- Lundquist F, Tygstrup N, Winkler K, Mellemgaard K, Munck-Petersen S: metabolismo del etanol y producción de acetato libre en el hígado humano. J Clin Invest 1962, 41: 955-961.
- Beynen AC, Buechler KF, Van der Molen AJ, Geelen MJ: los efectos del lactato y el acetato sobre la biosíntesis de ácidos grasos y colesterol por hepatocitos de rata aislados. Int J Biochem 1982, 14: 165 – 169.
Página 15 de 15
doi:
Cite este artículo como: Sun y Empie:. Nutrición y Metabolismo 2012 9:89.
