Zdravotní rizika nadměrného příjmu fruktózy

Souhrn

V průběhu posledních let jsme svědky neúprosného nárůstu nadváhy a obezity, který souvisí s rozvojem mnohých onemocnění, zejména diabetu 2. typu a metabolického syndromu.

Nejčastější příčinou nadváhy a obezity je pozitivní energetická bilance, přičemž významnou roli sehrávají některé makronutrienty. Každý jedinec má jiné energetické nároky pro zajištění správného chodu organismu a jiné energetické potřeby pro vykonávanou fyzickou aktivitu. Energie, přijímaná nad potřeby lidského organismu, bývá nejčastěji v podobě přidaných

– sacharidů,

– pevných tuků,

– alkoholických nápojů.

V poslední době je pozornost soustředěna zejména na přidávané sacharidy do potravin a nápojů, které nejsou součástí přirozené stravy. Dle dostupných studií jejich nadměrný příjem, zejména fruktózy, stojí za vznikem řady onemocnění.

Klíčová slova:
sacharidy, fruktóza, zdravotní rizika, obezita, metabolický syndrom.

Úvod

Ačkoli jsou známy negativní důsledky nadměrného příjmu tuků, stále více je pozornost věnována příjmu sacharidů. Jejich kvalita a konzumované množství představují neméně důležitou roli při rozvoji chronických onemocnění (2, 3, 5). Za nepříznivým vlivem nadměrného příjmu sacharidů stojí tzv. „přidané cukry“, které nejsou součástí přirozené stravy, ale jsou do potravin a nápojů přidávány při jejich výrobě a zpracování (8). Americké ministerstvo zemědělství (USDA) označuje za „přidané cukry“

• bílý cukr,
• hnědý cukr,
• surový cukr,
• med,
• kukuřičný sirup,
• vysoko-fruktózový kukuřičný sirup (HFCS),
• sladový sirup,
• javorový sirup,
• palačinkový sirup,
• melasový sirup,
• fruktózu jako sladidlo, a 
• dextrózy.

Za nejčastěji konzumované potraviny s jejich obsahem považuje:

• chléb,
• koláče,
• džemy,
• zmrzliny,
• sladkosti, a 
• mléčné dezerty.

Největším zdrojem jsou však slazené a sportovní nápoje (5).

Celkové zvýšení konzumace fruktózy, vysoko-fruktózového sirupu a stolního cukru (sacharózy) významně koreluje s celosvětovým nárůstem nadváhy a obezity, dále pak rozvojem metabolického syndromu (2, 3, 9).

Fruktóza

Fruktóza (fruktosa, ovocný cukr, levulosa) je monosacharid, který se řadí k šestiuhlíkatým hexózám a patří mezi ketózy. Fruktóza je přirozenou součástí mnoha potravin, nachází se v ovoci, medu, některé zelenině. Ve střevě se fruktóza uvolňuje štěpením molekuly sacharózy (glukóza : fruktóza 1:1).

Resorpce fruktózy probíhá ve střevní sliznici, tento děj je podstatně pomalejší, než vstřebávání glukózy. Vysvětlením, proč nejsou k dispozici snadnější mechanismy vstupu fruktózy do organismu, je fakt, že v dřívějších dobách byla podstatně nižší spotřeba tohoto sacharidu. Až do zahájení produkce sacharózy byla fruktóza přijímána pouze v medu a ovoci. Nyní je však díky širokému využití přijímána u mnohých ve zvýšeném množství (4, 8).

Metabolismus fruktózy probíhá v játrech. V hepatocytech je fruktóza metabolizována rychlej, než glukóza díky snadnému transportu přes plazmatickou membránu. Fruktóza, na rozdíl od glukózy, není součástí některých reakcí, které jsou pomalé a rozhodují o rychlosti glykolýzy. Metabolismus fruktózy je na inzulínu nezávislý a díky této vlastnosti je vítána jako vhodný sacharid pro diabetiky. Pokud však nejsou diabetici poučeni o rizicích její nadměrné spotřeby, může se stát dalším rizikovým faktorem rozvoje kardiovaskulárních chorob.

Nadměrnou spotřebou dochází ke zvýšené syntéze mastných kyselin, jejich esterifikaci a sekreci lipoproteinů (zejména VLDL – very low-density lipoprotein) do krevního oběhu. Diabetici by proto měli být informováni o její umírněné spotřebě.

Fruktóza se používá jako diabetické sladidlo do nápojů, diabetických čokolád, sušenek a dalších sladkých výrobků (4).

V potravinářství je fruktóza využívána jako doplněk nebo náhražka sacharózy, dále jako alternativa k umělým sladidlům. Je součástí řady nealkoholických nápojů (limonád, ochucených minerálních vod, mléčných nápojů, nápojů pro sportovce). V porovnání se sacharózou je výhodou vyšší sladivost a nízká výrobní cena. Dobré vlastnosti při technologickém zpracování a výrobě potravin rozšířilo její využití. S oblibou je používána jako sladidlo k výrobě „soft“ drinků, džemů, jogurtů, pečiva a dalších výrobků.

Díky širokému využití spotřeba fruktózy neustále roste a je spojována s nárůstem obezity a rozvojem zdravotních komplikací. K vysokému nárůstu spotřeby fruktózy došlo počátkem 70. let, kdy bylo do potravinářského průmyslu zavedeno nové sladidlo zvané vysokofruktózový kukuřičný sirup (HFCS – High-Fructose Corn Sirup). Tento sirup je vyroben průmyslově enzymatickou izomerací kukuřičného škrobu na fruktózu. Otevřely se široké hranice jeho využití (3, 6).

V roce 2006 vydala American Heart Association (AHA) doporučení minimalizovat příjem potravin a nápojů s přídavkem cukru. Ve svém prohlášení uvedla doporučené dávky pro spotřebu „přidaného cukru“ pro muže a ženy.

Pro ženy byl stanoven příjem max. 100 kcal/den (cca 6 kávových lžiček), pro muže bylo stanoveno doporučené množství max. 150 kcal/den (cca 9 lžiček) (3).

Tato doporučení vycházejí z vědeckých výzkumů, které prokázaly v souvislosti se zvýšenou konzumací „přidaných cukrů“ nárůst obezity, snížený příjem ostatních živin a zhoršené výsledky krevních testů:

↑ triglyceridy,

↑ LDL-cholesterol,

↓ HDL-cholesterol.

Nurses Health Study potvrdila přímý vztah konzumace slazených nápojů s nárůstem BMI (body mass index) a rizikem ischemické choroby srdeční. V roce 2010 DGA Poradní výbor uvedl, že jednou z hlavních strategií při snižování prevalence nadváhy a obezity je snížení spotřeby slazených nápojů (5).

Zdravotní rizika nadměrného příjmu fruktózy

Metabolický syndrom a hypertenze

Metabolický syndrom je komplexem poruch a onemocnění se vzájemnými složitými vztahy. Řadíme mezi ně

• inzulinovou rezistenci,
• hypertenzi,
• hypertriglyceridémii,
• poruchu glukózové tolerance/diabetes,
• abdominální obezitu.

Riziko rozvoje diabetu a kardiovaskulárních onemocnění se zvyšuje s rostoucími projevy jednotlivých složek syndromu. Mnoho studií uvádí, že složky metabolického syndromu souvisí s konzumací vysokých dávek fruktózy a se zavedením vysoko-fruktózového kukuřičného sirupu (HFCS) jako sladidla do nealkoholických nápojů a potravin. Popisují nepříznivé metabolické a kardiovaskulární změny. Postupný rozvoj

• hypertenze,
• hyperinzulinémie,
• inzulinové rezistence, a 
• hypertriglyceridémie) (1).

Epidemiologické a klinické studie dokládají spojitost mezi spotřebou fruktózy a rozvojem metabolického syndromu a hypertenze (3,5).

Dyslipidémie a inzulinová rezistence

Bylo opakovaně prokázáno, že zvýšený příjem sacharidů ve stravě vede ke zvýšení hladin triglyceridů v krevní plazmě. V září 2010 shrnul Lustig ve své publikaci nepříznivý vliv nadměrné spotřeby fruktózy na rozvoj

• dyslipidémie,
• diabetu 2. typu,
• obezity, a 
• metabolického syndromu.

Příčinu shledává v jaterním metabolismu fruktózy. Nadměrný příjem fruktózy vede ke zvýšené syntéze triglyceridů a neesterifikovaných mastných kyselin (NEMK). Vzniká dyslipidemický stav způsobený nadprodukcí aterogenních lipoproteinových částic.

Zvýšené koncentrace neesterifikovaných mastných kyselin (NEMK) mohou zapříčinit sníženou využitelnost glukózy tkáněmi a vést k hyperinzulinémii, mohou taktéž stimulovat glukoneogenezi za rozvoje hyperglykémie, inzulinové rezistence a vést ke vzniku diabetu 2. typu. Nadměrná konzumace fruktózy tak představuje riziko rozvoje kardiovaskulárních onemocnění (8, 9).

Obezita

Na rozdíl od glukózy nestimuluje fruktóza tvorbu inzulínu, ani leptinu, čímž nejsou stimulována centra sytosti a energetické homeostázy organismu. Není tak zajištěna regulace jejího příjmu spojená s pocitem sytosti. Mnohé studie dokládají nárůst obezity po zavedení slazených nápojů do pitného režimu. V jedné z nich byly respondentům podávány slazené nealkoholické nápoje (HFCS) v množství jeden litr za den, po dobu 3 týdnů. Výsledky potvrdily nárůst tělesné hmotnosti v porovnání s respondenty, kterým byly podávány nápoje, o stejném množství po stejnou dobu, slazené neenergetickým sladidlem aspartamem (3).

Livesey ve své publikaci upozorňuje, že při posuzování kauzality obezity je příjmu slazených nápojů přisuzován příliš velký význam. Může tak být odvedena pozornost od hlavních příčin jejího vzniku (7).

Hypertenze

Jako potenciální rizikový faktor rozvoje hypertenze byla zaznamenána

• zvýšená aktivita sympatického nervového systému,
• inzulinová rezistence,
• hyperinzulinéme

a jako další možné příčiny byly stanoveny

• procesy spuštění systému renin-angiotensin,
• vyšší sekrece inzulinu,
• obezita,
• zvýšení kyseliny močové v séru, a 
• poškození endoteliální produkce oxidu dusnatého (3).

Ve vztahu k fruktóze byl popsán mechanismus rozvoje hypertenze prostřednictvím stimulace vstřebávání sodíku v tenkém střevě / snížením exkrece sodíku ledvinami (9, 11).

Ferder popisuje výsledky nedávných studií, které potvrdily 1,3 x vyšší riziko hypertenze při příjmu fruktózy v množství ≥ 74 g/den (≥ 140/90 mm Hg). V prohlášení AHA byly zveřejněny důkazy o rozvoji hypertenze v souvislosti s nadměrnou spotřebou přidaných cukrů. Framingham Heart Study uvedla, že spotřeba 1–2 nealkoholických slazených nápojů denně, zvýšila riziko rozvoje hypertenze. Stejné výsledky přinesla randomizováná intervenční studie Premier. Snížení spotřeby slazených nápojů na jednu porci denně vedlo u hypertoniků k poklesu krevního tlaku (3, 5).

Zánět

Zánět je jednou z klíčových rolí při rozvoji metabolického syndromu. V uplynulých letech prokázalo několik studií chronický zánět jako důležitý patogenní faktor v rozvoji inzulinové rezistence a kardiovaskulárních onemocnění. V objemné tukové tkáni dochází k rozvoji lokálního zánětu, adipocyty vyvolávají aktivaci makrofágů a T-lymfocytů. Tyto změny jsou patrné zejména ve viscerální tukové tkáni. Dochází k uvolňování pro-zánětlivých faktorů cytokinů, chemokinů. Nahromadění makrofágů zvyšuje lokální zánětlivou reakci.

Aktivace této reakce je potencována oxidačním stresem, který vzniká zvýšenou produkcí superoxidového radikálu působením NADPH oxidázy (nikotinamid adenin dinukleotid fosfát oxidáza). Stupňuje se množství mediátorů zánětu. Tyto změny se zesilují při zvýšeném příjmu sladkých pokrmů a při dekompenzaci diabetu.

Zánětlivé změny vedou k rozvoji inzulinové rezistence, k dysfunkci β-buněk Langerghansových ostrůvků pankreatu a v kombinaci s inzulinovou rezistencí mohou podpořit rozvoj diabetu 2. typu (3, 10).

Onemocnění jater

V posledních letech upozorňují studie na souvislost mezi spotřebou nealkoholických slazených nápojů a nealkoholickou steatózou jater (NAFLD). Studie byly provedeny u osob bez rizikových faktorů (obezita, diabetes, dyslipidémie), které se na rozvoji nealkoholické steatózy jater podílejí nejčastěji. In vivo a in vitro studie měla za úkol zjistit, zda spotřeba vysoko-fruktózového kukuřičného sirupu může přispívat k patogenezi zmíněného onemocnění jater.

Při expozicí hepatocytů sirupu došlo k výraznému zvýšení hladiny triglyceridů, zvýšení produkce reaktivních metabolitů kyslíku a snížení schopnosti reakce na oxidativní procesy. Byl pozorován rozvoj mitochondriálních dysfunkcí a zaznamenána změna v metabolické dráze inzulinu. Všechny tyto výsledky vedly k závěru, že nadměrná spotřeba vysoko-fruktózového kukuřičného sirupu může vyvolat nealkoholickou steatózu jater (NASH) (7,8).

Poškození ledvin

Nadměrný příjem fruktózy je dále označován za rizikový faktor onemocnění ledvin. Sánchez-Lozada se svými kolegy popisuje hypertrofii ledvin provázenou nevratnými změnami jako následek zvýšeného množství fruktózy v přijímané stravě.

V jiných experimentech prováděných na myších došlo k mírnému zvýšení krevního tlaku, zvýšení hladin kyseliny močové a hladin triglyceridů. Sledována byla glomerulární filtrace a albuminurie, neboť albuminurie je citlivým ukazatelem časného poškození ledvin.

Shoham se svými kolegy zjistili souvislost mezi individuální spotřebou slazených nealkoholických nápojů (HFCS) a albuminurií, což potvrzuje tuto hypotézu. Nadměrná spotřeba slazených nápojů může vést k rozvoji subklinického diabetu a časem k poškození ledvin ještě před klinickou manifestací diabetu. Další studie upozornily na vznik ledvinových kamenů, rozvoj dnavého onemocnění a chronických onemocnění ledvin v souvislosti se zvýšenou spotřebou fruktózy v nealkoholických nápojích.

Vědci naznačují, že fruktóza může být neurotoxická přes jiné cesty, než je diabetes, hyperglykémie, hypertenze nebo obezita (3).

Závěr

Vposledních letech celosvětově vzrostla spotřeba sacharidů, což představuje závažný problém v pandemii obezity, rozvoje kardiovaskulárních onemocnění a metabolického syndromu. Zvýšená spotřeba sacharidů úzce souvisí s rozvojem potravinového průmyslu a se změnou stravovacích návyků lidstva. Tato problematika je v současnosti diskutovaným tématem mnoha odborníků, kteří se zaměřují na metabolické zvláštnosti a důsledky nadměrné spotřeby sacharidů, zejména fruktózy. Ta je přijímána nejčastěji ve formě sacharózy nebo vysoko-fruktózového kukuřičného sirupu v potravinách a nápojích.

Metabolickými zvláštnostmi, popsanými v souvislosti s konzumací fruktózy, jsou

• vzestup hladiny triglyceridů,
• zhoršená glukózová tolerance, a 
• rozvoj inzulinové rezistence.

Jedním z pozorovaných jevů byla dysfunkce endotelu. Fruktóza sehrává roli při rozvoji hypertenze, na jejímž rozvoji se podílí

• zvýšenou koncentrací kyseliny močové,
• stimulací sympatického nervového systému,
• zvýšeným vstřebáváním sodíku ze střeva, a 
• sníženým vylučováním sodíku ledvinami.

Dalším z negativních dopadů je ovlivnění zánětlivých reakcí, které se společně s výše jmenovanými jevy podílí na rozvoji metabolického syndromu.

Při nadměrném příjmu fruktózy bylo popsáno onemocnění ledvin a jater (hypertrofie ledvin provázená nevratnými změnami / nealkoholická steatóza jater), které se podílejí na špatném zdravotním stavu populace.

Mnoho studií se snažilo stanovit množství fruktózy, které lze považovat při denní konzumaci za „bezpečné“. Vzhledem k rozdílnému průběhu studií a jejich výsledkům bylo stanoveno orientační „bezpečné množství“ fruktózy 74 g/den.

Samozřejmě nelze zavrhovat sacharidy jako takové, neboť umírněná konzumace nenese žádná zdravotní rizika. Fruktóza je přírodním sacharidem, jehož předností jsou

• vyšší sladivost v porovnání s glukózou,
• rychlé dodání energie,
• nízký glykemický index.

Při dodržování diabetické diety, jakožto nezbytné součásti terapie tohoto onemocněni, je fruktóza vhodnou náhradou místo glukózy. I v tomto případě je však zapotřebí dbát na umírněné konzumované množství a nepodceňovat rizika plynoucí z jejího nadměrného příjmu.

Varování odborníků je směřováno zejména na zvýšený příjmem „přidaných cukrů“ v potravinách a nápojích. Nejjednodušší cestou jak nepřekročit doporučená množství je omezení přislazování potravin a nápojů při vlastní přípravě či výrobě, omezená spotřeba slazených nápojů a cukrovinek, při nákupu potravin porovnání slazených a neslazených výrobků (např. bílý a ovocný jogurt, snažit se vyčíst z etikety, zda je výrobek bez přidaného cukru) pro získání přibližného odhadu obsahu přidaných sacharidů.

Etikety potravinových výrobků však neposkytují spotřebitelům dostatečné informace o množství „přidaného cukru“. Nelze tak rozlišit množství přidaných sacharidů od sacharidů, které jsou přirozenou součástí potravin a nápojů (např. laktóza v mléce, fruktóza v ovoci, aj.).

Zatím nebylo vydáno nařízení, které by stanovilo povinnost výrobcům tuto informaci na etiketách uvádět. Doufejme, že je to otázkou blízké budoucnosti.

Nepochybně budou pokračovat debaty o zdravotních rizicích nadměrného příjmu přidávaných cukrů do potravin a nealkoholických nápojů, zejména o zdravotních rizicích nadměrného příjmu fruktózy. Je nezbytné, aby lékaři a odborníci ve výživě pomáhali pacientům při změnách stravovacích návyků ve snaze snížit riziko rozvoje řady onemocnění.

Mgr. Klára Papežová
Gagarinova 25
Karlovy Vary 360 20
E-mail: klara.papezova@seznam.cz