Fructosa y síndrome metabólico

por | Sep 14, 2019 | Artículos, Colaboraciones, Nutrición | 0 Comentarios

MyoFitness

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Colaborador de Culturadegym
  • Graduado en Bioquímica
  • Nutrición enfocada al deporte.

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La fructosa es un monosacárido que ha tenido bastante controversia en el mundo del fitness. Se suele decir que es al no poder ser almacenado como glucógeno muscular no es bueno para la recuperación del entrenamiento y además que puede ser dañino para el hígado. También se le ha dotado en las últimas décadas como un sustitutivo de la glucosa para pacientes diabéticos debido a que tiene un índice glucémico de 20 respecto al basal de 100 de la glucosa.

Posteriormente, se la empezó a demonizar, llegando incluso a ser señalada como la responsable de las altas tasas de obesidad por haber encontrado una relación causa efecto entre cantidad de fructosa ingerida y prevalencia en la obesidad (1)

¿Qué hay de cierto en todo esto?

Procedencia de la fructosa

En los años 60 se incluyó la fructosa como edulcorante en la dieta con la producción de «jarabes de maíz dulce» conocidos como » jarabe de maíz alto en fructosa» (HFCS) ya que tenía una vida media larga junto su bajo coste de producción, hicieron un aumento espectacular del consumo de fructosa. Paralelamente, a este crecimiento de producción, el 1960 también fue un punto de inflexión en la prevalencia de la obesidad en la población. (2)

Si vemos donde procede gran parte de la fructosa actual es del azúcar (sacarosa que está formada por una molécula de glucosa y una de fructosa) y del sirope de maíz alto en fructosa (HFCS). Actualmente, un individuo español consume, en promedio 75,8 g/día de azúcar, que corresponde a aproximadamente 300 kcal/día

¿De dónde procede tanta fructosa? ¿De la fruta? No. La mayor parte de la fructosa procede de bebidas azucaradas, siendo un 29% de la fructosa de la dieta procedente de estas en adultos y hasta la alarmante cantidad de un 45% en adolescentes (3).

NO DEJEIS DE TOMAR FRUTA YA QUE ESTUDIOS RECIENTES RELACIONAN EL CONSUMO DE FRUTA NO SE HA RELACIONADO CON MAYOR TASA DE OBESIDAD SI NO TODO LO CONTRARIO (4).

Metabolismo de la fructosa

En este apartado haré una comparativa sobre la absorción y metabolismo de la fructosa comparado con la glucosa. Para ello usaremos el hipotético caso de una ingestión de alimentos con alto contenido en azúcar o sacarosa.

Si se ha ingerido sacarosa, se ha de hidrolizar previamente a la absorción, mediante la sacarasa en el intestino. Una vez tenemos la fructosa libre, se absorbe en el duodeno y yeyuno, gracias a la proteína transportadora GLUT5 (cara apical) y GLUT2 (cara basal), la cual, no depende de sodio para este proceso, así como sí que se requiere en la absorción de glucosa.

Ilustración 2: Absorción de la glucosa y fructosa por los enterocitos.

Una vez la fructosa se ha absorbido y ha pasado hacia el torrente sanguíneo (puede estar en forma lineal o cíclica) es dirigido hacia el hígado a través de la vena porta. El hígado metaboliza la mayor parte de la fructosa a través de su entrada por el transportador GLUT2. Esta fructosa se metaboliza rápidamente y sin una regulación enzimática tan fina como ocurre con la glucosa, lo que produce una serie de efectos que están relacionados con la patogénesis en la obesidad. (5)

La fructosa se fosforila rápidamente mediante la fructoquinasa (KHK) para generar fructosa-1-fosfato (F1P). La fosforilación de la fructosa ocurre rápidamente de tal forma que los niveles celulares de trifosfato de adenosina (ATP) caen rápidamente, dando lugar AMP (6,7). Los estudios en humanos han confirmado la capacidad de pequeñas dosis de fructosa para causar la depleción de ATP en el hígado después de la inyección intravenosa (6,8).

Posteriormente, mediante la actividad de una aldolasa, se forma a partir de la F1P, dos triosas. Una es gliceraldehido (GA) y la otra dihidroxiacetona fosfato (DHAP). Como vemos en la figura 3 estas dos triosas pueden seguir 3 caminos diferentes:

  1. Participar en la ruta glucolítica produciendo piruvato debido a su paso a gliceraldehido-3P.
  2. Síntesis de lípidos que incluyen TG y fosfolípidos.
  3. Formación glucosa o glucógeno.

Ilustración 3: Metabolismo de la fructosa y glucosa.

Por tanto, a diferencia de la glucosa, la fructosa puede entrar en la vía glucolítica sin un punto de regulación que proporcionaba la fosfofructoquinasa ya que esta enzima está controlada alostéricamente por sus productos (citrato y ATP) produciendo una retroalimentación negativa. La fructosa, en cambio, se introduce rápidamente en el siguiente paso de la vía glucolítica.

Es por esta razón, que al consumir grandes cantidades de fructosa se estimulan las vías glucolíticas y lipogénicas en la célula y, a diferencia de la glucosa, que sería desplazada al almacenamiento de glucógeno (9).

La fructosa no esta tan finamente regulada como la glucosa, por tanto, al consumir en exceso produce una serie de efectos nocivos. Esto con la glucosa no pasa ya que sus enzimas se inhiben cuando se produce en exceso sus productos.

Fructosa y Síndrome Metabólico

El exceso de consumo de azúcar se ha visto como algo nocivo, pero no tanto como su componente en glucosa, si no más bien por su componente en fructosa (10). Los efectos negativos de la ingesta excesiva de fructosa se pueden dividir en cuatro secciones que comentaremos posteriormente: dislipemias, acumulación de grasa visceral, hiperuricemia y generación de estrés en el retículo endoplasmático.

Estos efectos adversos y patologías se pueden englobar en el cuadro clínico llamado síndrome metabólico. A lo largo de las dos últimas décadas, se ha ido perfilando el diagnóstico del síndrome metabólico (OMS 1999 ATPIII 2001, etc). En este estudio nos vamos a basar en los criterios de American Heart Association (2005), donde describe el síndrome metabólico como un grupo de estados fisiológicos y metabólicos que ponen en riesgo de desarrollar una enfermedad cardiaca y diabetes tipo 2 en pacientes. Han de cumplir 3 o mas de los siguientes criterios (figura 4)

Ilustración 4: Cuadro clínico de síndrome metabólico (han de cumplir 3 o más). Realizado por MYOFITNESS

Dislipemias y resistencia a la insulina

Es bien sabido que el exceso de lípidos en sangre produce resistencia a la insulina debido a la lipotoxicidad de estos y su efectos a la mitocondria (11,12). Para la siguiente explicación utiliza de apoyo la ilustración 5.

Como hemos explicado en el metabolismo de la fructosa anteriormente, el gliceraldehído pasa a piruvato y en las mitocondrias, donde se reduce a Acetil-CoA. Este Acetil-CoA pasa a malonil-CoA en el citoplasma con una serie de efectos sobre la propia mitocondria.

El exceso de malonil-CoA en el citoplasma inhibe la captación de lípidos (inhibición carnitina palmitoil transferasa 1 (CPT-1), bloqueando así el transporte de lípidos a la mitocondria y deteniendo la β-oxidación (13).

Las dislipemias son debidas a que el Malonil-CoA se convertirá en acil-CoA por el enzima ácido graso sintasa (FAS). Un aumento excesivo de acil-CoA promoverá esta dislipemia mediante un aumento de la VLDL y los TG.

En cambio, la resistencia a la insulina es debido a que el acil-CoA formarán metabolitos lipídicos como los DAG (diacilglicerol). Estos metabolitos lipídicos están relacionados con la resistencia a la insulina mediante la activación de la proteína c-jun-N terminal quinasa-1 (JNK1) (14). Esta proteína conduce a la resistencia a la insulina hepática a través de la fosforilación de IRS-1 en el residuo Serina 307. Este mecanismo de resistencia a la insulina hepática perpetúa la gluconeogénesis hepática, lo que lleva a un marcado aumento de la glucosa en sangre (15) .

Ilustración 5: Fructosa y su patogenicidad sobre las dislipemias y resistencia a la insulina. HECHO POR MYOFITNESS.

Aumento del perímetro abdominal y obesidad

Este es un factor que refuerza la resistencia a la insulina y enfermedades cardiovasculares, ya que la distribución de la grasa abdominal se asocia con enfermedades metabólicas y cardiovasculares (16), y que la grasa abdominal contribuye mucho más a la resistencia a la insulina que la grasa subcutánea (17).

Como vemos en algunos estudios con humanos, una dieta alta en fructosa ha demostrado aumentar la grasa visceral y abdominal. Dando lugar, a un aumento de la resistencia a la insulina debido a un desbalance de adipoquinas, aumento de NEFAs (ácidos grasos no esterificados) y una inflamación sistémica (18,19)

Aquí es donde entra el juego el control de la saciedad y la dopamina que ya hablé anteriormente AQUÍ. Se ha visto que la fructosa tiene efectos sobre la regulación del apetito y se ha vinculado el consumo de azúcar con menor numero de receptores de dopamina.

Estudios con roedores mostraron una mayor ingesta de alimentos, mientras que la inyección de glucosa tuvo el efecto opuesto (20). Posiblemente sea porque no estimula la insulina ni la leptina, dos de las hormonas saciantes (21), al mismo tiempo que no suprime la ghrelina, una hormona orixegenica (22).

Estos hallazgos explican en parte el aumento de la prevalencia de la obesidad en las personas que consumen este nutriente en forma de bebidas azucaradas o alimentos ultra procesados y su dificultad para cambiar de hábitos alimenticios (23).

Ilustración 6: Etiología de la resistencia de la insulina debida a la obesidad.

Aumento de ácido úrico y disfunción epiletial

Un consumo elevado de fructosa aumenta el ácido úrico en plasma, y este efecto puede estar involucrado en el desarrollo de hipertensión arterial, gota, enfermedades cardiovasculares entre otras. La causa de esto es debido a que la fructoquinasa eleva la ratio de AMP: ATP como hemos comentado antes.

El aumento de la concentración y acumulación de AMP provoca la formación de ácido úrico desde la hipoxantina (figura 6). El ácido úrico es un potente inhibidor de la enzima óxido nítrico sintasa que actúa en la producción de óxido nítrico mediante la conversión de arginina en citrulina (24). Este óxido nítrico tiene como función destacable su efecto vasodilatador.

Según el estudio de Takahiko Nakagawa, el ácido úrico provoca una disfunción endotelial que dificulta la captación de glucosa por los tejidos periféricos y una vasoconstricción, y como resultado, resistencia a la insulina e hipertensión (24).

En el estudio de Madero M y compañeros, concluyeron que la fructosa induce hipertensión sistémica a través de varios mecanismos mencionados anteriormente (inhibir la producción de NO) provocando efectos nocivos en los diferentes órganos como riñón, endotelio, corazón (25).

Gracias a estos estudios, se concluye que mediante la producción de ácido úrico (debido al metabolismo de la fructosa) aumenta el riesgo de padecer múltiples patologías englobadas en el síndrome metabólico, como son enfermedades cardiovasculares y diabetes.

Ilustración 7: Formación del ácido úrico desde AMP

Estrés oxidativo

También hay que destacar que el estrés oxidativo y el estrés del retículo endoplásmico parecen estar implicados en la patogénesis de enfermedades cardiovasculares y diabetes tipo II (26–28).

El consumo de fructosa activa la formación de ROS y aumenta la expresión de proteínas inflamatorias en el hepatocito, lo que contribuye al daño tisular y la inflamación (29). Tal como se ha dicho previamente, la fructosa puede existir en dos formas estereoisómeros diferentes: una lineal (forma de cetona) y la otra en forma de anillo furanosídico (fructofuranosa). En el torrente sanguíneo, la mayoría de la fructosa está en forma lineal, con el grupo cetona expuesto y susceptible a reacciones de fructosilación de proteínas (un fenómeno muy similar a la glicosilación) liberando grandes cantidades de anión superóxido (28). Este incremento de ROS lleva al sistema a aumentar la respuesta antioxidante. La administración a largo plazo de fructosa puede provocar el colapso del sistema antioxidante(30,31). Además, este desequilibrio en el estado redox y el daño celular, conducen a la liberación de citoquinas proinflamatorias como TNFα y IL-6 activando a las quinasas de la familia JNK. Estas quinasas, como hemos comentado anteriormente, fosforilan en residuos Ser de la proteína insulin receptor substrate 1 (IRS-1), la cual, inhibe parcialmente la señalización del receptor de la insulina y, por tanto, provocando resistencia a la insulina.

Por otro lado, las quinasas JNK fosforilan y activan el factor de transcripción AP-1. Este factor de transcripción, tiene como diana, genes inflamatorios y de síntesis de citoquinas proinflamatorias por el hepatocito. Por lo que, este estado proinflamatorio se retroalimenta y magnífica, dando lugar a una menor expresión del gen de la insulina y peor señalización de su receptor (32).

Resumen

Ilustración 8: Resumen de etiopatogenia de la fructosa. Hecho por MYOFITNESS Para finalizar este estudio, podemos concluir que mediante una serie de eventos metabólicos producidos por el abuso del consumo de fructosa, provoca una serie de patologías que pueden ser englobadas en el cuadro clínico del síndrome metabólico.

Los efectos nocivos del consumo de fructosa son: resistencia a la insulina, perfil lipídico empeorado (aumento TG y descenso del colesterol HDL), aumento del ácido úrico e hipertensión y obesidad abdominal. Estos efectos se ven magnificados por un estado proinflamatorio causado por un exceso de especies reactivas de oxígeno (ROS). Todo lo mencionado anteriormente, dan al individuo afectado, una predisposición de padecer enfermedades cardiovasculares, diabetes tipo II, etc..

REFERENCIAS

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