Insulinooporność, nadciśnienie, stłuszczenie wątroby. Co powoduje nadmiar fruktozy w diecie?

Ze względu na fakt, że fruktoza naturalnie znajduje się w wielu owocach i warzywach, gdzie często łączy się z glukozą, tworząc dwucukier (sacharozę), jest integralną częścią diety człowieka. W większości krajów zachodnich podstawowym źródłem fruktozy jest sacharoza, ale również różnego rodzaju syropy wysokofruktozowe (zawierają ok. 55 proc. fruktozy). Zyskały one na popularności głównie dzięki niskim kosztom produkcji oraz wysokiej wydajności. To znów przełożyło się na dodawanie ich do słodzonych napojów oraz żywności wysokoprzetworzonej.

Publikowane raporty nie pozostawiają wątpliwości. W ostatnim stuleciu zmiany w stylu życia oraz nadużywanie substancji słodzących przez przemysł spożywczy znacząco zwiększyły konsumpcję cukru. Jednym z powodów jest stosowanie w ostatnich latach na szeroką skalę syropów wysokofruktozowych. Ich wykorzystanie wzrosło, ponieważ są one stosunkowo niedrogie i mają użyteczne właściwości: wzmacniają smak produktu, obniżają temperaturę zamarzania oraz przedłużają okres przydatności do spożycia poprzez lepszą kontrolę wilgotności. Obecnie HFCS (z ang. high-fructose corn syrup) znajdują się w dużej ilości w przetworzonej żywności, w:

• słodyczach, 
• płatkach śniadaniowych, 
• jogurtach, 
• gotowych zupach, 
• napojach i wielu innych produktach.

Na podstawie badań przypuszcza się, że nadmiar fruktozy jest dla organizmu szczególnie szkodliwy. Udział w diecie zbyt dużych ilości tego cukru może wywołać wiele cech zespołu metabolicznego. Zrozumienie biochemicznych mechanizmów, a w szczególności odmiennego metabolizmu fruktozy może dostarczyć fundamentalnej wiedzy na temat jej wpływu na organizm człowieka. W przeciwieństwie do glukozy, która jest metabolizowana przez większość tkanek w organizmie, fruktoza jest w dużej mierze przetwarzana w wątrobie. Każdy jej nadmiar dostarczany do organizmu zostaje przekształcony w triglicerydy, które są magazynowane w postaci tkanki tłuszczowej. To może prowadzić do problemów zdrowotnych, a tym samym zwiększać ryzyko rozwoju chorób sercowo-naczyniowych na podłożu miażdżycy oraz cukrzycy typu 2.

Na przestrzeni ostatnich lat odnotowywano wzrost spożycia cukru przez Polaków. Według danych GUS (Głównego Urzędu Statystycznego) obejmujących lata 2008-2021 roczna konsumpcja cukru w 2021 roku wyniosła 41,6 kg na mieszkańca.

Przeciętne roczne spożycie cukru w Polsce na osobę jest dwa razy większe niż średnia światowa (ok. 22 kg rocznie), a także przewyższa średnią dla krajów OECD (Organizacja Współpracy Gospodarczej i Rozwoju). Na podstawie dostępnych danych dotyczących spożycia produktów zawierających cukier obserwuje się dwie istotne tendencje. Po pierwsze, w ostatnich latach nastąpił spadek spożycia nieprzetworzonego cukru, po drugie, zauważono znaczący wzrost jego udziału w diecie w innych postaciach.

W okresie od 2008 do 2017 roku roczne spożycie nieprzetworzonego cukru spadło o 5,7 kg. Oznacza to mniejszą konsumpcję tradycyjnego cukru stołowego przez Polaków. Jednocześnie jednak łączne roczne spożycie cukru pod innymi postaciami wzrosło o 11,8 kg. Tym samym stwierdzono, że znaczący udział cukru w dzisiejszej diecie jest wynikiem sięgania po produkty takie jak słodzone napoje, słodycze, płatki śniadaniowe z dodatkiem cukru. Do tego należy zauważyć, że ilość spożywanych substancji słodzących, w tym syropów wysokofruktozowych, jest bardzo trudna do oszacowania. Wynika to z faktu, że producenci nie informują, w jakich ilościach dodają je do produktu. Reasumując, choć Polacy sięgają po tzw. cukier stołowy coraz rzadziej, spożywają go jednak więcej w słodzonych produktach spożywczych. W efekcie bilans spożycia cukrów wykazuje niewielkie zmiany.

NCD-Risk Factor Collaboration (grupa naukowców zajmujących się zdrowiem) prognozuje, że w 2025 roku w Polsce 26 proc. kobiet i 30 proc. mężczyzn będzie otyłych. Dla porównania w 2014 roku otyłość dotyczyła 23 proc. dorosłych. Z raportu opublikowanego przez Our World in Data w 2023 roku wynika, że problem nadmiernej masy ciała (osoby z nadwagą oraz otyłością łącznie) dotyczy już 58,3 proc. Polaków. Ma to związek m.in. ze zbyt dużą podażą cukrów prostych w diecie.

Od czasów rewolucji przemysłowej zmiana sposobu żywienia na świecie doprowadziła do wzrostu spożycia substancji słodzących. Zwiększenie podaży cukru jest wynikiem stosowania przez przemysł spożywczy m.in. syropów wysokofruktozowych. Tym samym jej spożycie wzrosło w wielu krajach. Średnia dzienna konsumpcja cukrów dodanych wynosi ok. 13-17 proc., z czego ok. połowę stanowi fruktoza, co przekracza w wielu krajach zalecany limit. Wzrost całkowitego spożycia fruktozy idzie w parze ze zmniejszeniem udziału tego cukru pochodzącego z owoców, za to ze zwiększoną obecnością substancji słodzących na bazie fruktozy.

Wpływ nadmiernej konsumpcji fruktozy od dawna jest przedmiotem licznych badań. Wiele z nich wskazuje, że sprzyja ona m.in. rozwojowi otyłości, zwiększając tym samym ryzyko rozwoju cukrzycy typu 2, nadciśnienia tętniczego czy zaburzeń gospodarki lipidowej. Potwierdzają to badania Saad i in., którzy zauważyli, że podaż diety wysokofruktozowej przez samice myszy w okresie ciąży zwiększa u potomstwa ryzyko rozwoju nadciśnienia, insulinooporności i otyłości. Uzyskane wyniki pozwoliły na wysnucie wniosku, że dieta wysokofruktozowa u kobiet ciężarnych może zwiększać ryzyko rozwoju chorób dietozależnych.

Paracelsus, lekarz i przyrodnik nazywany ojcem medycyny nowożytnej, powiedział kiedyś: "Cóż jest trucizną? Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną. Tylko dawka czyni, że dana substancja jest trucizną". Problemem nie jest sama fruktoza, lecz ilość, w jakiej jest spożywana. Z wielu badań wynika jednak, że znaczna część obywateli państw Unii Europejskiej, w tym również Polski, stosuje w codziennej diecie za dużo produktów zawierających węglowodany rafinowane i cukry proste.

Objadanie się

Nadmierne spożycie fruktozy jest konsekwentnie wiązane z otyłością, co można przypisać zwiększonemu spożyciu żywności. Fruktoza jest jednym z najsłodszych cukrów, a słodycz ogólnie zwiększa smakowitość żywności. Może to wywoływać zachowania podobne do uzależnienia, takie jak binging and dependence (objadanie się i uzależnienie), częściowo poprzez stymulację szlaków dopaminergicznych. Wysunięto tezę, że dieta bogata we fruktozę może wywoływać oporność na leptynę, co z kolei przypuszczalnie prowadzi do zwiększonej konsumpcji pokarmu i w konsekwencji otyłości. Po spożyciu fruktozy spada bowiem stężenie leptyny (hormonu zmniejszającego apetyt i uczucie głodu), natomiast wzrasta stężenie greliny (hormonu wpływającego na uczucie głodu). Niski poziom leptyny i wysoki greliny powodują nieumiarkowany apetyt.

Tę tezę potwierdzają badania, które zostały przeprowadzone z udziałem małp. Przez rok miały one nieograniczony dostęp do pożywienia zawierającego glukozę i fruktozę. U zwierząt, które spożywały fruktozę, zauważono większy przyrost masy ciała.

Wzrost tkanki tłuszczowej

Prospektywne badanie wykazało, że osoby, które codziennie spożywały ok. 1 l napojów słodzonych cukrem (SSB), miały o 29 proc. większą ilość trzewnej tkanki tłuszczowej w porównaniu z tymi, którzy nie pili tego napoju. Podczas gdy zwiększona trzewna tkanka tłuszczowa jest głównym czynnikiem ryzyka kardiometabolicznego, SSB mogą podwyższać ryzyko niezależnie od jej ilości. Na przykład codzienne spożywanie SSB wiąże się z niezdrowym profilem metabolicznym we wszystkich przedziałach wskaźnika BMI oraz ze zwiększonym ryzykiem rozwoju cukrzycy typu 2, niezależnie od otyłości.

Insulinooporność

Nadmierna podaż fruktozy w diecie może przyczynić się do rozwoju insulinooporności. Stanhope stwierdził, że dziewięć tygodni żywienia dietą bogatą we fruktozę spowodowało wzrost stężenia glukozy oraz insuliny wśród badanych. Aeberli i in. podawali grupie młodych ochotników dietę uzupełnioną o SSB (sugar sweetened beverages - napoje słodzone cukrem) dostarczające dodatkowe 40 g (pokrywające ~9 proc. całkowitego spożycia energii) lub 80 g fruktozy (~14 proc. całkowitego spożycia energii). Porównali to z grupą osób, której dawano napój zawierający 80 g glukozy (również przez trzy tygodnie). Insulinooporność była widoczna tylko wśród osób ze zwiększoną podażą fruktozy w diecie (80 g fruktozy).

Zbyt duże spożycie fruktozy może mieć istotny wpływ na metabolizm lipidów, przyczyniając się zarówno do stłuszczenia wątroby, jak i do zwiększenia stężenia krążących triglicerydów w postaci lipoprotein o bardzo małej gęstości (VLDL). Akumulacja lipidów w wątrobie jest wynikiem połączenia zwiększonej wątrobowej lipogenezy de novo (DNL), czyli procesu estryfikacji, który polega na syntezie triglicerydów z wykorzystaniem kwasów tłuszczowych pochodzących z diety lub zapasów tłuszczowych. Wzmożenie procesu lipogenezy jest obserwowane bezpośrednio po jednorazowym spożyciu fruktozy i przyczynia się do zwiększonego wydzielania triglicerydów.

Niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby

Wykazano związek pomiędzy spożyciem fruktozy a NAFLD, czyli niealkoholową stłuszczeniową chorobą wątroby, ponieważ nasila ona wątrobową syntezę triglicerydów. Jest to wynikiem, wspomnianego już odmiennego metabolizmu fruktozy i glukozy, który odbywa się głównie w wątrobie. W konsekwencji w mitochondriach powstaje duża ilość acetylo-CoA wytwarzana po wchłonięciu fruktozy, ponieważ klirens fruktozy, czyli usuwanie fruktozy z jelita cienkiego, pomija glikolizę będącą etapem ograniczającym szybkość wytwarzania acetylo-CoA. Niewielkie dawki fruktozy są w ok. 90 proc. usuwane przez jelita, natomiast duże dawki (≥1 g/kg) zaburzają wchłanianie w jelitach, co powoduje, że fruktoza dociera zarówno do wątroby, jak i okrężnicy. Część acetylo-CoA jest potrzebna do produkcji ATP, ale nadmiar prowadzi do lipogenezy, a ta w konsekwencji m.in. do NAFLD.

Dlatego niezwykle ważna jest świadomość i ostrożność podczas spożywania produktów będących źródłem fruktozy, ponieważ jej nadmiar, zwłaszcza pochodzący z przetworzonej żywności i napojów słodzonych syropem fruktozowo-glukozowym, może powodować niekorzystne skutki zdrowotne. Stąd istotne jest monitorowanie ilości spożywanego cukru oraz preferowanie źródeł, w których naturalnie występuje, takich jak świeże owoce, w ramach zrównoważonej diety.

Warto także czytać etykiety kupowanych artykułów spożywczych, które zawierają informacje o składnikach i wartościach odżywczych produktu. Dzięki temu możesz świadomie wybierać produkty, które są zgodne z twoimi potrzebami żywieniowymi i preferencjami zdrowotnymi.

Źródła: 

Saad F., Dickerson J., T. B. Kechichian. High-fructose diet in pregnancy leads to fetal programming of hypertension, insulin resistance, and obesity in adult offspring. American Journal of Obstetrics & Gynecology 2016, 215 (3), 378;

Sadowska J., Rygielska M., Technologiczne i zdrowotne aspekty stosowania syropu wysokofruktozowego do produkcji żywności. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 2014, 3 (94), 14-26;

Stanhope K., Havel P. Fructose consumption: Recent results and their potential implications. Annals of the New York Academy of Sciences 2010, 1190, 15-24.

Tellez LA [et all]. Separate circuitries encode the hedonic and nutritional values of sugar. Nature Neuroscience 2016, 19 (3), 465-470.

Hannou S., Haslam D., McKeown N., Herman M. Fructose metabolism and metabolic disease. The Journal of Clinical Investigation 2018, 128 (2), 545-555;

Aeberli I. [et all]. Moderate amounts of fructose consumption impair insulin sensitivity in healthy young men: a randomized controlled trial. Diabetes Care, 2013, 36, 150-156;

Romero-Gómez M., Zelber-Sagi S., Trenell M. Treatment of NAFLD with diet, physical activity and exercise. Journal of Hepatology 2017, 67 (4), 829-846.

CZYTAJ TAKŻE:

Nie jest nagrodą, tylko pomyłką mózgu. Tak najłatwiej "rzucić" cukier

Tak sprawdzisz, czy masz insulinooporność. Najważniejszy wskaźnik ujawnia się rano

Olej MCT to hit na spalanie tłuszczu. Kuloodporna kawa niszczy też grzyby i bakterie