Фруктоза: эндокринные и метаболические эффекты

Доктор Джанкарло Монтефорте

Фруктоза - это природный моносахарид с особыми метаболическими свойствами. Эти свойства в основном обусловлены 2 факторами:

Низкий гликемический индекс
Ввод гликолиза в обход регуляции фермента фосфофруктокиназы (который катализирует фосфорилирование глюкозо-6-фосфата в фруктозу-1, 6-бисфосфат, определяя окончательный и необратимый выброс глюкозы в гликолитический процесс; эта реакция считается ограничивающей стадией всей скорости гликолиз).

Кишечная абсорбция

Все моносахариды (следовательно, и фруктоза) абсорбируются в тощей кишке и помещаются в портальный круг. Фруктоза поглощается энтероцитами путем диффузии, которой способствует специфический носитель (GLUT5), расположенный на апикальной мембране; на базолатеральной мембране находится другой носитель (GLUT2), который вводит фруктозу в кровообращение (рис. 1). GLUT5 имеет Km = 5, поэтому он легко насыщается, поэтому прием большого количества фруктозы может сопровождаться кишечными расстройствами, такими как отек и боль в животе, диарея.

Из ворсин кишечника фруктоза переходит в воротную вену, затем в печень. У людей около половины фруктозы, присутствующей в воротной вене, секвестируется и метаболизируется печенью, 20% - почками, остальная часть - жировой тканью и скелетными мышцами.

Поступление фруктозы в клетки всех тканей и органов обеспечивается GLUT5 и не зависит от инсулина.

Метаболизм фруктозы

Существует два метаболических пути, ответственных за метаболизм фруктозы, специфический путь и специфический путь.

Конкретный маршрут: печень и почки (вставка 1) . Он характеризуется двумя ферментами: фруктохиназой и альдолазой В. Фруктохиназа катализирует фосфорилирование фруктозы до фруктозы 1-фосфата, которая разделяется на две триозы: глицеральдегид и дигидроксиацетофат. Глицеральдегид фосфорилируется триозинкиназой и вводится в гликолиз, дигидроксиацетатфосфат превращается в глицеральдегид.
Аспецифический путь: жировая ткань, скелетные мышцы, сердце (box2). Он состоит из ферментов, которые метаболизируют гукозу: гексокиназа, фосфофруктокиназа, альдолаза А.

Конкретный путь намного более эффективен, чем неспецифический путь, последний ингибируется глюкозой. В жировой ткани, учитывая почти нулевую концентрацию глюкозы, нет конкуренции между глюкозой и фруктозой, и она метаболизируется в достаточной степени специфическим образом.


Вставка 1. Печеночный метаболизм фруктозы	Вставка 2. Внепеченочный метаболизм фруктозы
Фруктоза фосфорилируется фруктокиназой и затем отделяется от альдолазы B. Образовавшаяся триоза вводится в гликолиз на уровне триозофосфатов, пропуская регуляцию фосфофруттокиназы. Зеленые стрелки указывают на неконтролируемый поток фруктозы при гликолизе. В зависимости от метаболических условий триозы могут быть сконденсированы в глюкозу для пополнения гликогенеза печени.	Фруктоза метаболизируется теми же ферментами, которые метаболизируют глюкозу: гексокиназой и альдолазой А. Этот метаболический путь ингибируется присутствием глюкозы.

Нерегулируемый гликолиз: метаболические нарушения, опосредованные фруктозой

Основным контролем гликолитического пути является фермент фосфофруктокиназа, фруктоза избегает этого контроля, и это может привести к неконтролируемому накоплению промежуточных метаболитов.

Метаболические последствия:

накопление фруктозы 1 фосфат → накопление АДФ → усиление катаболизма пуринов

накопление лактата → ацидоз

накопление ацетил-КоА → кетоновые тела, липогенез

накопление глицерина → липогенез

С клинической точки зрения все это приводит к: