Tukům fruktóza vadí, glukóza nevadí, dokonce chrání před fruktózou!

A zase ta fruktóza! Cukr! Bílý jed! No počkejte, možná záleží na situaci. Podíváme se na jednu zajímavou studii, která zkoumala účinky fruktózy na metabolizmus myší. Zvířecí modely mají výhodu v tom, že máte vše pod kontrolou, dobře se tedy sledují mechanismy, jak věci probíhají.

Fruktózu už známe, aktivuje procesy glykolýzy glukózy na laktát pro získání energie bez potřeby kyslíku. To není vždy špatně, někdy se to může hodit, jindy ne. Jednoduchou úvahou můžeme přímo odvodit, že fruktóza neprospívá oxidaci tuků na energii ATP, protože fermentovat lze pouze glukózu nebo některé aminokyseliny. Naopak když je přebytek glukózy, může se fermentace na laktát hodit, protože odlehčí mitochondriím a pomůže snížit hladinu glukózy v krvi.

Mechanizmus zvýšené tvorby laktátu jsem uváděl v jiném příspěvku, podívejte se sami. Na celém procesu glykolýzy, nebo-li rozkladu glukózy na pyruvát a případně dále na laktát, je zajímavé to, že glukóza je po základní fosforylaci přeměněna na fruktózu. Vždy. Fruktóza je tedy naprosto zásadní metabolit a v podstatě není žádný rozumný důvod, proč by měla být jedem. Trochu mi to připomíná tezi o škodlivosti tuků nebo cholesterolu, také naprosto zásadních a nenahraditelných metabolitů.

Jenže glukóza se přeměňuje na fruktóza-1,6-bisfosfát (FBP). Fruktóza se přeměňuje na fruktóza-1-fosfát (F1P). Není to úplně stejná molekula, ale pro některé enzymy je to falešný substrát, který se připojí, ale nefunguje tak jako FBP. Tak jsme si popsali, že fruktóza ovlivňuje při mírné hypoxii enzym PKM2. Co když se může navázat i na další enzymy, např. na aldolázu. Ta je součástí detekce dostatku sacharidů a tento senzor řídí syntézu tuků z přebytečných sacharidů enzymem ACC. My přece víme, že fruktóza aktivuje syntézu tuků z glukózy, tzv. de novo lipogenezi (DNL). Žádná novinka.

Podívejme se tedy tímto pohledem na studii, která zkoumala, jak lze ovlivnit metabolizmus myší popíjením sladké vody s glukózou nebo sladké vody s fruktózou. A to navíc zkoumali na standardní myší stravě a na tučné stravě obsahující 60 % kalorií ze sádla.

Khk siRNA vypíná aktivaci fruktózy enzymem KHK. Cpt1a aktivuje transport tuků ke spálení, fruktóza ho potlačuje.

První, co upoutalo moji pozornost byl tento graf. Abyste pochopili, fruktóza se aktivuje enzymem KHK. Pokud se tento enzym vypne, jako by tam fruktóza nebyla. A na tomto grafu u kontrolní skupiny na tučné stravě (HFD) došlo vypnutím KHK k zásadní změně exprese enzymu sloužícího k aktivaci transportu tuků, zvláště dlouhých tukových řetězců do mitochondrií. Bez tohoto enzymu se tuky nedostanou do kotle, nejdou spálit. Jak je to možné, že už kontrolní skupina bez přidané fruktózy ani glukózy neumožňuje bezproblémové spalování tuků? No stačí se podívat do metodiky a je to jasné, výzkumníci použili jako tučnou stravu produkt D12492. Ten je sestaven tak, aby po něm myši tloustli opravdu hodně rychle. A aby to takto fungovalo, sacharidy jsou z jedné třetiny obohaceny cukrem. Strava, která se tváří jako bez fruktózy, již obsahuje cca 3,5 % kalorických ve formě fruktózy. Není to mnoho, ale jak dále uvidíme, právě u tučné stravy je i takto malé množství zcela zásadní.

Zde je vidět jak pouhých 3,5 % fruktózy při tučné stravě (HFD/Cont) mění profil středních a dikarboxylových mastných kyselin oproti stavu bez fruktózy (HFD/Khk). My víme, že MCT tuky pomáhají, zejména C8 a C10. Fruktóza je nějakým způsobem ruší.

Nám se tento model výborně hodí, protože je na něm krásně vidět že malé množství fruktózy lze neutralizovat vodou oslazenou glukózou/dextrózou. Z jiného obrázku je vidět, že zásadní roli hraje acetylace enzymů. Glukóza pomůže v mitochondrii syntetizovat citrát a zároveň glukóza také aktivuje enzym ACLY pro přeměnu citrátu na acetyl-CoA v cytosolu. Mimo jiné lze také pomocí glukózy zajistit dostatek NADPH, který jak už víme nesmí chybět, protože jeho nedostatek obvykle aktivuje buněčnou senescenci a chronický zánět. Při spalování tuků je tedy důležité zachovat vysoký poměr mezi glukózou a fruktózou. I když bude sacharidů málo, jako v tomto případě 20 % kalorických, pokud je ve stravě nějaká fruktóza, musí být glukózy nebo škrobů odhadem 10krát více. Přesné číslo nevím, od jakého poměru už je to v pořádku, ale evidentně 5krát víc glukózy nestačí.

Malonyl-CoA potlačuje funkci CPT1a, v posledním sloupci je jasně vidět pozitivní účinek glukózy (HFD+G), tuky se dostanou do mitochondrie. Fruktóza i v minimálním množství (HFD) tomu brání. Zároveň je také vidět, jak glukóza přidaná k nízkotučné stravě blokuje spalování tuků prostřednictvím potlačení transportu do mitochondrie, fruktóza to nedělá.

Pojďme se teď podívat, jestli fruktóza škodí i na velmi nízkotučné stravě. Pokud strava obsahuje 55 % sacharidů a 22 % tuků, fruktóza aktivuje tvorbu tuků z glukózy. A to je vlastně dobře, protože pomůže odebírat glukózu z oběhu a ukládat ji do tuků. Jediné co je potřeba hlídat je, aby tyto nově uložené tuky bylo možné zpracovat v době mezi jídly. A tady vidíme, že glukóza deaktivuje vstup tuků do mitochondrií, zatímco fruktóza ne.

Co k tomu dodat? Snad jen, že je zajímavé, jak málo fruktózy stačí narušit spalování tuků na tučné stravě. Zdá se mi, že těch mechanizmů musí být ještě daleko více, např. absence středních a dikarboxylových mastných kyselin vypovídá o tom, že fruktóza pravděpodobně potlačuje omega oxidaci tuků, tedy tvorbu dikarboxylových kyselin v případě, že spalování v mitochondriích je z nějakého důvodu omezeno. Dikarboxylové kyseliny se totiž spalují v peroxizomech a odlehčují přetíženým mitochondriím.

Volné mastné kyseliny (FFA) v krvi po nočním půstu, tuky čekající na spálení. Fruktóza (F) zvyšuje zpětné ukládání, glukóza (G) snižuje jejich spalování. Chow 22 % tuků, HFD 60 % tuků ve stravě.

Ještě jeden obrázek, in vitro ověření. Kombinace tuků (FFA - oleát/palmitát) a fruktózy akumuluje tuky a vyčerpává antioxidační ochranu, vytváří akutní nedostatek NADPH. Zvýšená glukóza (25 mM) je schopná doplnit chybějící NADPH a zajistit normální funkci regulačních smyček (antioxidační ochranu).

Pokračuje zde...

Předchozí 

Následující 

Zdroje:

Dietary Sugars Alter Hepatic Fatty Acid Oxidation via Transcriptional and Post-translational Modifications of Mitochondrial Proteins

Fructose-1,6-bisphosphate and aldolase mediate glucose sensing by AMPK