Pozor na sladké limonády

Přes malý rozdíl ve struktuře glukózy a fruktózy je negativní vliv vysokého příjmu fruktózy ve formě slazených limonád mimořádný. Zvyšuje koncentraci triglyceridů v průběhu celého dne, vede ke snížení citlivosti k inzulinu, zvýšené syntéze mastných kyselin z netukových prekursorů a jejich ukládání zejména ve viscerálním tuku. Dramaticky stoupající spotřeba slazených limonád vede nejen k rostoucí prevalenci obezity, ale přímo zvyšuje riziko kardiovaskulárních nemocí. (Kap Kardiol 2010; 2: 67–69)

Struktura molekuly fruktózy se od molekuly glukózy liší jen v jednom drobném detailu, a přesto je jejich metabolismus značně rozdílný. U nás se těmto malým metabolickým rozdílům v metabolismu fruktózy věnoval Antonín Vrána před 20 lety a ukázal, že zvýšená produkce glycerol fosfátu z perorálně přijímané fruktózy vede ke zvýšené produkci triglyceridů v játrech a k následné hypertri glyceridémii.¹ Několikageneračním křížením a selekcí získal inbrední linii hereditárně hypertriglyceridemického potkana, který po krmení fruktózovou dietou vyvine hypertriglyceridémii, a jak se později ukázalo, má tento kmen navíc sníženou citlivost k inzulinu a zvýšený krevní tlak.²

Studium rozdílů v metabolickém účinku fruktózy a glukózy se v posledních letech vrací. Důvodem je výrazně zvýšená spotřeba fruktózy na celém světě, nikoli však z důvodu zvýšené spotřeby ovoce, ale jako důsledek pití všemožných sladkých limonád. Ty totiž nejsou slazeny třtinovým nebo řepným cukrem (tedy sacharózou), jak to bývalo dříve, ale tzv. fruktózovým sirupem. Vyrábí se hydrolýzou kukuřičného škrobu a součástí této technologie je izomerizační krok měnící glukózu na fruktózu.

Řada studií už léta prokazuje, že sladké limonády přispívají k významnému růstu prevalence obezity, a mají tedy negativní vliv na zdraví jedinců, kteří si dopřávají litr i více nejrůznějších slazených limonád denně. Ukazuje se však, že zvýšený přísun energie formou slazených limonád není jediným zdravotním problémem.

V minulém roce byla publikována práce skupiny P. J. Havla (4. generace amerických imigrantů z Novohradských hor) z Katedry výživy University of California v Davisu.³ Autorský kolektiv realizoval náročný rozsáhlý pokus na dobrovolnících s použitím několika značně složitých metod, jejichž popis je jistě nad rámec tohoto článku. V podstatě ale díky těmto metodám vedle běžných biochemických a antropologických parametrů bylo možné měřit:

- objem podkožního a viscerálního tuku výpočetní tomografií,

- de novo syntézu tuku v organismu s použitím neradioaktivních izotopů uhlíku a vodíku.

Dlouhodobého pokusu (12 týdnů) se zúčastnilo 32 poměrně mladých dobrovolníků. Dva týdny trvala vstupní fáze, ve které se zaznamenávala běžná strava všech dobrovolníků individuálně s kontrolou na začátku a na konci s běžnými biochemickými parametry, na jejichž základě byli dobrovolníci rozděleni do dvou identických skupin.

Poté všichni pokračovali ve své běžné stravě s přídavkem slazeného nápoje, který energeticky reprezentoval čtvrtinu energetického příjmu, a to buď glukózou (glukózová skupina – GS), nebo fruktózou (fruktózová skupina – FS). V následujícím 3., 6. a 12. týdnu pak byla vždy realizována kompletní vyšetření.

Glykémie na lačno se mezi oběma skupinami ani v průběhu, ani na konci experimentu nelišila. V průběhu pokusu se ale postupně glykémie v zátěžovém testu začaly lišit s tím, že kolem druhé hodiny byla glykémie skupiny FS výrazně vyšší než ve skupině GS a tento rozdíl vymizel až na konci testu po čtyřech hodinách. Podobně se na konci experimentu lišily i průběhy inzulinémie. Nalačno se obě skupiny nelišily, ale už po dvou hodinách glykemické zátěže byla inzulinémie FS významně vyšší. Z toho, co jsme řekli na začátku o metabolismu glukózy a fruktózy, je pochopitelné, že se autoři soustředili na koncentrace triglyceridů, které byly měřeny v běžném dnu (tedy nikoli v den provedení orálního glykemického testu) v intervalech po 30 minutách. Rovněž koncentrace triglyceridů na lačno se mezi oběma skupinami nelišila.

Na rozdíl od začátku experimentu, kdy byl průběh triglyceridémie během 24 hodin u FS a GS stejný, se postupně v 6. a 12. týdnu začaly odlišovat s tím, že v odpoledních hodinách byly triglyceridémie FS o 2 mmol/l vyšší než v kontrolní skupině GS. Je tedy zřejmé, že fruktóza snižovala citlivost k inzulinu a postupně se vytvářel aterogenní fenotyp.

To se také výrazně projevilo v postupném zvětšujícím se rozdílu koncentrace aterogenních lipoproteinů. Snížená citlivost k inzulinu po vysokém příjmu fruktózy vedla k nedostatečné inhibici hormon-senzitivní lipázy. Tento enzym štěpí triglyceridy v tukové tkáni za hladovění a dodává organismu energii ve formě volných mastných kyselin, které se vychytávají ve svalu (jako zdroj produkce ATP), ale především v játrech. Nedostatečné potlačení aktivity tohoto enzymu v postprandiální fázi při nedostatečné citlivosti k inzulinu vede k dalšímu uvolňování volných mastných kyselin z depotních triglyceridů tukové tkáně i v situaci, kdy je tento zdroj nadbytečný. Nadbytečné volné mastné kyseliny jsou utilizovány v játrech, zejména jsou-li uvolněny z viscerálního tuku, protože jsou do jater dodávány přímo portálním řečištěm. Hepatocyt je okamžitě esterifi kuje na triglyceridy (obr. 1), jejichž koncentrace v buňce roste.

Ochranou proti kumulaci tuku (v současnosti intenzivně studovaná mírná nealkoholická steatóza) je akcentovaný odsun triglyceridů z jater ve formě lipoproteinů s velmi nízkou denzitou (VLDL). Protože ale dostupnost proteinového nosiče těchto částic – apoliproteinu B – není dostatečná pro transport nadbytečných triglyceridů, vznikají částice větší velikosti, u kterých na jednu molekulu apolipoproteinu B připadá více než dvojnásobek molekul triglyceridů. Takové částice se označují jako VLDL1 (obr. 1), jejich utilizace v intravasálním prostoru komplexem několika intravasálních enzymů trvá dlouho, takže se jejich koncentrace (měřená koncentrací triglyceridů) zvyšuje.

Navíc je konečným produktem metabolismu části VLDL1 výrazně menší částice nízkodenzitního lipoproteinu, kterou nazýváme „small dense LDL“. Tyto malé částice, které nesou méně cholesterolu na jednu molekulu apolipoproteinu B (a tedy jedinci s těmito částicemi mají normální cholesterolémii), pronikají jednodušeji endoteliální vrstvou do arteriální stěny a jsou daleko rychleji oxidovány.

To znamená, že jsou vysoce aterogenní. U glukózové skupiny se v průběhu celého experimentu neměnila koncentrace triglyceridů ve VLDL, ani koncentrace cholesterolu v normálních LDL, ani v malých denzních LDL.

Naproti tomu u fruktózové skupiny postupně od třetího týdne rostla jak koncentrace triglyceridů ve frakci VLDL, tak koncentrace LDL cholesterolu. Koncentrace cholesterolu v malých denzních LDL se již ve třetím týdnu zvýšila u skupiny FS na dvojnásobek a tento rozdíl se udržel až do konce experimentu. Lze tedy konstatovat, že fruktóza výrazně zvyšuje aterogenní vliv lipoproteinů.

Hromadění triglyceridů v hepatocytu po fruktóze indukované sníženou citlivostí k inzulinu je navíc potencováno akcentovanou tvorbou lipidů (de novo lipogenezí) z netukových prekursorů. Jestliže se v celém průběhu experimentu de novo lipogeneze během celého 24hodinového cyklu nelišila u skupiny GS, pak u skupiny FS byla na lačno na srovnatelné úrovni, ale v průběhu dne postupně narůstala a po většinu dne byla o 6 % vyšší v porovnání s kontrolní skupinou GS. Tento přírůstek tuku de novo lipogenezí, s výjimkou časné ranní fáze na lačno, trval po celý den a po celou dobu experimentu. Je tedy pochopitelné, že touto metabolickou cestou se tvoří v játrech nadbytek mastných kyselin, které také musejí být z jater odstraněny. To je další důvod zvyšování atero genity lipoproteinů u skupiny FS.

Poslední rozdíl mezi skupinami GS a FS je v měřeném objemu tělesného tuku. Je pochopitelné, že u všech dobrovolníků s vyšším energetickým příjmem ve formě sladké limonády se zvyšovala nejen hmotnost, ale i objem podkožního a viscerálního tuku. U skupiny GS se jak celkový tělesný tuk, tak objem podkožního a viscerálního tuku zvýšil na konci experimentu o 4 %. Celkový tuk u skupiny FS se ale zvýšil dvojnásobně o 8 %, a objem viscerálního tuku dokonce o celých 14 %.

Ateroskleróza je alespoň zčásti autoimunitním onemocněním⁴ a klíčovou roli hrají monocyty, jejichž aterogenní potenciál souvisí s proinfl amačním stavem měřeným koncentrací „vysoce senzitivního“ CRP (hsCRP). Je prokázáno, že proinfl amační stav souvisí s objemem tělesného tuku a že změnou objemu zvláště viscerálního tuku lze proinfl amační stav výrazně ovlivnit.⁵ Zvýšené riziko příjmu fruktózy tedy nejen zvyšuje aterogenitu lipoproteinů, ale navíc negativně ovlivňuje pro infl amační stav.

Práce P. J. Havla nepochybně v klinické studii na dostatečném počtu dobrovolníků prokazuje, že konzumace fruktózy (v modelovém uspořádání je sice asi vyšší než v běžném životě) výrazně zvyšuje riziko aterosklerózy, a to snížením citlivosti k inzulinu, aterogenním profi lem lipoproteinů a výrazným zvýšením objemu viscerálního tuku stimulujícím proinflamační stav. Pití nápojů slazených fruktózovým sirupem (a to jsou v současné době prakticky všechny limonády) výrazně zvyšuje riziko kardiovaskulárních nemocí a mělo by se zcela vyloučit.

 

LITERATURA

1. Vrána A, Kazdová L. Th e hereditary hypertriglyceridemic nonobese rat: an experimental model of human hypertriglyceridemia. Transplant Proc 1990;6:2579.

2. Vrána A, et al.Triglyceridemia, glucoregulation, and blood pressure in various rat strains. Effects of dietary carbohydrates. Review Ann NY Acad Sci 1993;683:57–68.

3. Stanhope KL, et al. Consuming fructose-sweetened, not glucose-sweetened, beverages increases visceral adiposity and lipids and decreases insulin sensitivity in overweight/obese humans. J Clin Invest 2009;119:1322–1334.

4. Hansson GK. Atherosclerosis – an immune disease. Th e Anitschkov lecture 2007. Atherosclerosis 2009;202:2–10.

5. Dvořáková-Lorenzová A, et al. Th e decrease in C-reactive protein concentration

 

 

ADRESA PRO KORESPONDENCI

Prof. Ing. Rudolf Poledne, CSc., Centrum výzkumu chorob srdce a cév, IKEM, Vídeňská 1958/9, 140 21 Praha 4-Krč, e-mail: rupo@ikem.cz