معلومة

ما هي مركبات الفاكهة التي تؤثر على سرعة امتصاص الفركتوز؟


لا يتم تنظيم مستويات الفركتوز في الدم عن طريق الأنسولين في جسم الإنسان. هذا يعني أن الجسم يمتص نقي الفركتوز سريع جداً ، كما أنه يرفع مستويات سكر الفاكهة في الدم بشكل سريع.

هل تحتوي الفاكهة / النباتات على مركبات تساعد الجهاز الهضمي على ذلك تنظيم امتصاص الفركتوز؟ إذا كان الأمر كذلك، ما هي؟


نعم يفعلون. الجواب هو الجلوكوز.

لنبدأ من البداية: تأكل قطعة فاكهة. تحتوي الفاكهة على أنواع مختلفة من السكريات ، بما في ذلك الفركتوز والجلوكوز. أحد الآثار الفورية لهضم هذه الفاكهة هو رفع المستويات في دمك لكل نوع من أنواع السكر الموجودة ، ومستويات الدم للعديد من أنواع العناصر الغذائية الأخرى أيضًا. هذا لا علاقة له بمدى جودة أداء جسمك / عدم امتصاصه للفركتوز ، فهو ببساطة خطوة طبيعية في عملية الهضم.

بعد ذلك ، تقوم ناقلات GLUT2 في الخلايا المنتجة للأنسولين في البنكرياس باستيراد الجلوكوز. يعمل هذا كإشارة تخبر تلك الخلايا بالبدء في إنتاج الأنسولين. ينتشر الأنسولين بعد ذلك في جميع أنحاء الجسم وينتج عنه تأثيرات لا تعد ولا تحصى ، بما في ذلك تنظيم نشاط GLUT4 في جميع أنحاء الجسم. توجد ناقلات GLUT4 هذه في الخلايا في أجزاء كثيرة من جسمك وهي المسؤولة عن امتصاص معظم الجلوكوز من دمك.

الآن إلى الفركتوز. GLUT5 هو الناقل الرئيسي للفركتوز. تمامًا مثل GLUT4 ، يتم تنظيم نشاط GLUT5 أيضًا بواسطة الأنسولين ، ولكن بطريقة أقل سرعة ودرامية من GLUT4. على الرغم من وجود مجموعة كبيرة من الأعمال التي تُظهر أن GLUT5 لا يستجيب بسرعة للأنسولين ، فقد أظهر العمل الأخير ، على سبيل المثال ، أن المستويات العالية من الأنسولين تؤدي إلى زيادة نشاط GLUT5 في العضلات الهيكلية على مدار 24 ساعة.

لذا ، إذا كان ما تحاول الحصول عليه هو سبب يجعل تناول تفاحة أفضل بالنسبة لك من تناول كمية مكافئة من شراب الذرة النقي الخاص بـ Auntie Jemimah ، فسيكون دائمًا سببًا كهذا حيث يكون لديك عملية التمثيل الغذائي المشتركة للعديد من العناصر الغذائية التي تميل إلى الظهور معًا في الطعام "الطبيعي". من غير المحتمل وجود أي مواد نباتية معقدة تكون مسؤولة بشكل أساسي عن الفوائد الصحية للفاكهة الطازجة بشكل عام.


هل تحتوي الفاكهة / النباتات على مركبات تساعد الجهاز الهضمي على تنظيم امتصاص الفركتوز؟ إذا كان الأمر كذلك، ما هي؟

نعم ، العديد من مادة البوليفينول (مثل ريسفيراترول ، الكركمين ، كيرسيتين ، الأنثوسيانين ، الفلوريتين ، إلخ) تفعل ذلك وأكثر من ذلك بكثير. كل فاكهة وخضروات لها تركيبتها من مادة البوليفينول. هناك أيضًا مركبات أخرى مفيدة من الفواكه والخضروات ، لكنني سأتحدث فقط عن البوليفينول في المنشور الحالي.

ينقسم السكروز بواسطة إنزيمات هضمية (سوكريز ، جليكوزيد هيدرولاز) في الأمعاء الدقيقة إلى سكر الفواكه والجلوكوز. يتم تثبيط هذه الإنزيمات بواسطة البوليفينول.

يتم نقل الجلوكوز بواسطة SGLT1 ، بينما يتم نقل الفركتوز بواسطة GLUT5 إلى الخلايا المعوية في الأمعاء. بعد ذلك تنقل الخلايا هذه السكريات مع GLUT2 إلى الدم. يمكن أن تمنع Polypheonls هذه الناقلات وتقليل تعبيرها.

يتم نقل الفركتوز والجلوكوز إلى الكبد من الدم ، باستخدام GLUT2 ، ويقومون بأشياء سيئة هناك. يعتبر الفركتوز أكثر خطورة من الجلوكوز ، لأنه يتحول دون أي تنظيم. يستخدم نفس مسارات الجلوكوز ويتم تكوين الأحماض الدهنية منه في الغالب ، مما يزيد من مستوى VLDL و LDL و FFA في الدم ويسبب مقاومة الأنسولين. المنتجات الثانوية هي اليورات والجذور الحرة ، والتي تسبب فرط حمض اليوريك في الدم والإجهاد التأكسدي. يتسبب فرط حمض يوريك الدم في انخفاض مستويات أكسيد النيتروجين (عن طريق مواجهة مع eNOS والتفاعل مع أكسيد النيتروجين بشكل مباشر) ، مما يؤدي إلى زيادة ضغط الدم بسبب تضيق الأوعية. يؤدي فرط حمض يوريك الدم إلى تلف الكبد والكلى أيضًا. كما أن المستويات المرتفعة جدًا من اليورات تعزز أكسدة البروتين الدهني منخفض الكثافة أيضًا ، مما يؤدي إلى تصلب الشرايين. تستنفد الجذور الحرة مضادات الأكسدة في الجسم وتسبب السرطان. يمنع البوليفينول تصلب الشرايين ، ويعيد مستويات أكسيد النيتروجين ، ويعيد مستويات اليورات ، وينظف الجذور الحرة ، ويقاوم مقاومة الأنسولين ويمنع تلف الكبد والكلى. حتى يتمكنوا من حل معظم المشاكل التي يسببها الفركتوز.

مراجع:

تمت دراسة تفاعلات حمض الجاليك وحمض التانيك مع حد الفرشاة المنقى سكريز (EC 3.2.1.48) من أمعاء الفأر. تشير هذه النتائج إلى أن كلاً من حمض الجاليك وحمض التانيك يثبطان نشاط السكريز ، والذي يعتمد على الرقم الهيدروجيني.

يتم عرض تأثيرات بوليفينول الشاي على نشاط السكراز في الجدول 1. من بين 10 مركبات ، كانت مادة البوليفينول المستقرة (المخرطة) (ECg ، EGCg ، TF2A ، TF2B ، و TF3) مثبطات قوية.

قلل كيرسيتين من تأثير السكراز والمالتاز في العلاجات في الجسم الحي وفي المختبر.

في الختام ، يحتوي كيرسيتين ومشتقاته من الجليكوزيد على نشاط مثبط للألفا جلوكوزيداز ونشاط مضاد للأكسدة مرتبط بجذور البيروكسيل. يمكن أن تدعم الفوائد المذكورة أعلاه (مضادات ارتفاع السكر في الدم والنشاط المضاد للأكسدة) من الكيرسيتين ومشتقاته الغليكوزيدية معًا الدليل على أن الوجبات الغذائية الغنية بالفواكه والخضروات مرتبطة بانخفاض حالات الإصابة بالأمراض المرتبطة بالأكسدة مثل مرض السكري

  • مقارنة بين النشاطات المثبطة لمضادات الأكسدة المحتملة وفعالية الجرذ المعوية من ألفا-جلوكوزيدازات من كيرسيتين وروتين وإيزوكيرسيتين - http://ijarnp.org/index.php/ijarnp/article/viewFile/41/41

Phloretin (Ph) ، الذي يمكن الحصول عليه من التفاح وعصير التفاح وعصير التفاح ، هو مثبط معروف لناقل الجلوكوز من النوع الثاني (GLUT2).

تم إثبات أن مثبط ATPase ، الذي يثبط تحلل الورم ، مثبط لنقل الجلوكوز مثل مركب الفلوريتين المرتبط كيميائياً.

  • التثبيط التفضيلي بواسطة كيرسيتين لنقل الجلوكوز الذي يحفزه الميتوجين. - http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/220448

كانت الجلوكوزيدات لبعض فئات الفلافونويد الأخرى مثل naringenin-7-O-glucoside و genistein-7-O-glucoside و cyanidin-3،5-O-diglucoside غير فعالة أيضًا. وبالتالي ، فإن أحادي الجلوكوزيدات الكيرسيتين الغذائية ، على سبيل المثال ، Q3G و Q4G ، لها تأثير على ناقلات المغذيات المعوية مثل SGLT1 والأنظمة ذات الصلة.

تعد الرحلات المفرطة للجلوكوز بعد الأكل أحد عوامل الخطر للإصابة بمرض السكري ، المرتبط بضعف تحمل الجلوكوز. تتمثل إحدى طرق الحد من الرحلة في تثبيط نشاط الإنزيمات الهاضمة لإنتاج الجلوكوز والناقلات المسؤولة عن امتصاص الجلوكوز. تمنع مركبات الفلافونول والثيافلافين وإسترات الغالات وحمض 5-caffeoylqunic و proanthocyanidins نشاط α-amylase. منتجات أكسدة الأنثوسيانيدين والكاتشين ، مثل ثيافلافين وثياسينسينس ، تمنع المالتاز ؛ السكراز أقل تثبيطًا ولكن يبدو أن الأنثوسيانيدينات فعالة إلى حد ما. يمنع اللاكتاز بمضادات الاكسدة في الشاي الأخضر. بمجرد إنتاجه في القناة الهضمية عن طريق الهضم ، يتم امتصاص الجلوكوز بواسطة ناقلات SGLT1 و GLUT2 ، ويتم تثبيطه بواسطة مركبات الفلافونول وجليكوسيدات الفلافونول والفلوريزين ومضادات الاكسدة بالشاي الأخضر.

بالإضافة إلى ذلك ، قام الكركمين بقمع تعبير glut2 عن طريق تحفيز نشاط مستقبلات جاما المنشطة من قبل بيروكسيسوم (PPARγ) وتخليق الجلوتاثيون de novo. في الختام ، حفز ارتفاع السكر في الدم تنشيط HSC في المختبر عن طريق زيادة الجلوكوز داخل الخلايا ، والذي تم القضاء عليه بواسطة الكركمين عن طريق منع إزاحة غشاء GLUT2 وقمع تعبير glut2.

بحثت هذه الدراسة في آثار مستخلص التوت الغني بالأنثوسيانين على امتصاص الجلوكوز بواسطة خلايا Caco-2 المعوية البشرية. أدى التعرض الحاد (15 دقيقة) لمستخلص التوت (0.125٪ ، وزن / حجم) إلى انخفاض كبير في كل من الصوديوم المعتمد (الامتصاص الكلي) والمستقل عن الصوديوم (الامتصاص الميسر) امتصاص الجلوكوز 3H-D. في الدراسات طويلة المدى ، تم تقليل تعبير SGLT1 mRNA و GLUT2 mRNA بشكل كبير. من المعروف أن البوليفينول يتفاعل مباشرة مع ناقلات الجلوكوز لتنظيم معدل امتصاص الجلوكوز. تدعم بياناتنا في المختبر هذه الآلية وتقترح أيضًا أن فلافونويد التوت قد تعدل نسبة السكر في الدم بعد الأكل عن طريق تقليل تعبير ناقل الجلوكوز.

زاد RES من تعبير SIRT1 ، لكنه قلل من تعبير GLUT5 و aldolase B في الشريان الأورطي من الفئران التي تتغذى على HFr. تشير هذه النتائج إلى أن RES يساهم في استعادة الخلل الوعائي الناجم عن HFr في الفئران ، على الأقل جزئيًا ، عن طريق التنظيم الأعلى لـ SIRT 1 والتنظيم السفلي لـ GLUT5 والألدولاز B في الشريان الأورطي. علاوة على ذلك ، قد يكون لـ RES تأثير إيجابي على الأوعية الدموية من خلال استعادة جزء البلازما أرجينين: نسبة ADMA ومستويات اللبتين.


  • تناول كميات كبيرة من الفركتوز الغذائي: حياة حلوة أم مريرة؟ - http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3158875/

  • دور سببي لحمض البوليك في متلازمة التمثيل الغذائي التي يسببها الفركتوز - http://ajprenal.physiology.org/content/290/3/F625

  • التكيف الميكروبي المعوي مع الاستهلاك الغذائي للفركتوز والمحليات الصناعية والكحوليات السكرية: الآثار المترتبة على التفاعلات الميكروبات المضيفة التي تساهم في السمنة - http://www.drperlmutter.com/wp-content/uploads/2014/04/Payne-et-al -2012-السمنة-reviews.pdf

  • تعرض الحياة المبكرة للفركتوز والنمط الظاهري للنسل: الآثار المترتبة على التوازن الأيضي طويل الأمد - http://dx.doi.org/10.1155/2014/203474

  • الفركتوز الغذائي وامتصاص الملح وارتفاع ضغط الدم في متلازمة التمثيل الغذائي: نحو نموذج جديد - http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1748-1716.2010.02167.x/abstract؟deniedAccessCustomisedMessage=&userIsAuthenticated=false

  • نحو فرضية موحدة لمتلازمة التمثيل الغذائي - http://pediatrics.aappublications.org/content/129/3/557.short

  • نقل حمض اليوريك ومرضه - http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2877959/

توضح الدراسة الحالية أن ريسفيراترول أكثر فعالية من الميتفورمين في تحسين حساسية الأنسولين ، وتخفيف متلازمة التمثيل الغذائي والإجهاد التأكسدي الكبدي في الفئران التي تتغذى على الفركتوز.

حسنت مكملات كيرسيتين بعض عوامل الخطر لأمراض القلب والأوعية الدموية ، لكنها تمارس تأثيرات مؤيدة للالتهابات بشكل طفيف.

في الختام ، تسبب مركبات الكربون الهيدروفلورية الغذائية مقاومة الأنسولين في الأوعية الدموية وخللًا في وظيفة بطانة الأوعية الدموية من خلال التخفيف من تعبيرات IRS-1 و eNOS وكذلك زيادة iNOS في الفئران. ريسفيراترول لديه القدرة على استعادة الاضطرابات الناجمة عن مركبات الكربون الهيدروفلورية.

الفلافونويد الرئيسي هو الكيرسيتين ، الذي ينتمي إلى فئة تسمى الفلافونول ويوجد بشكل أساسي في التفاح والشاي والبصل والمكسرات والتوت والقرنبيط والملفوف والعديد من الأطعمة الأخرى. يعرض مجموعة واسعة من الوظائف البيولوجية بما في ذلك مضاد للسرطان ومضاد للالتهابات ومضاد للفيروسات. كما أنه يمنع بيروكسيد الدهون وتكدس الصفائح الدموية ونفاذية الشعيرات الدموية. تركز هذه المراجعة على التأثيرات الرئيسية لـ Quercetin على السمنة ومرض السكري.

  • التأثيرات المفيدة للكيرسيتين على السمنة ومرض السكري - http://benthamopen.com/tonutraj/articles/V004/189TONUTRAJ.pdf

تشير هذه النتائج إلى أن ريسفيراترول يحسن مقاومة الأنسولين التي يسببها FF A من خلال تنظيم فسفرة mTOR و p70-S6K في خلايا العضلات الهيكلية ، من خلال آلية تشمل السرتوين.

  • توهين مقاومة الأنسولين التي يسببها الهيكل العظمي للعضلات الهيكلية بواسطة بوليفينول ريسفيراترول. توضيح الآليات المعنية - https://dr.library.brocku.ca/handle/10464/2832

تم العثور على ريسفيراترول ، و trans-4-hydroxystilbene ، و pterostilbene ، و polydatin ، و mulberroside A لأنشطة مضادة لفرط حمض الدم. تم التوسط في إجراءات تحفيز حمض اليوريك والكلى للريسفيراترول ونظائره من خلال تنظيم ناقلات الأيونات العضوية الكلوية في الفئران التي تعاني من فرط حمض اليوريك في الدم ، مما يدعم آثارها المفيدة للوقاية من فرط حمض يوريك الدم.

تم علاج ذكور فئران ويستار البالغة بنظام غذائي طبيعي أو عالي الدهون / السكروز (HFS) مع أو بدون Res لمدة 13 أسبوعًا. أدى HFS والعلاج في المختبر مع ارتفاع الجلوكوز إلى زيادة النفاذية المفرطة في الشريان الأورطي للفئران والقلب والكبد والكلى والخلايا البطانية الشريان الأبهر البقري (BAECs) ، على التوالي ، والتي تم تخفيفها عن طريق العلاج Res. عكس تطبيق Res التغيرات في تعبيرات eNOS و Cav-1 في الشريان الأورطي وقلب الفئران التي تتغذى على HFS وفي BECs المحتضنة بارتفاع الجلوكوز. حفز Res تكوين NO الذي يثبطه ارتفاع الجلوكوز في BAECs.

باختصار ، تسببت جميع مستخلصات بوليفينول الشاي الثلاثة في فقدان الوزن وتأثيرات مضادة للالتهابات ومولدة للأوعية ، على الرغم من اختلاف محتوى أنسجة البوليفينول بشكل كبير.

يعمل الكشمش الأسود والتوت البري ، سواء كان توتًا كاملاً أو رحيقًا ، على تحسين الاستجابات الأيضية بعد الأكل للسكروز. تتوافق الاستجابات مع تأخر هضم السكروز وبالتالي إبطاء امتصاص الجلوكوز.

يمنع ريسفيراترول التهاب جدار الشرايين الناجم عن HFS والزيادة المصاحبة في PWV. قد يكون الريسفيراترول الغذائي واعدًا كعلاج لتخفيف الزيادات في PWV.

مجتمعة ، تشير البيانات إلى أن مركبات الفلافونويد الغذائية تعرض ثلاثة أنماط مختلفة من العمل فيما يتعلق بالوقاية من السرطان ، بناءً على الزخرفة الهيدروكسيلية والميثوكسية: (1) مثبطات النشاط الأنزيمي CYP1 ، (2) ركائز CYP1 و (3) ركائز ومثبطات من إنزيمات CYP1.

توضح هذه البيانات أن ريسفيراترول يثبط تعبير CYP1A1 في المختبر ، وأنه يفعل ذلك عن طريق منع ارتباط AHR بتسلسلات المروج التي تنظم نسخ CYP1A1. قد يكون هذا النشاط جزءًا مهمًا من النشاط الوقائي الكيميائي للريسفيراترول.

كعامل وقاية كيميائية ، فقد ثبت أن ريسفيراترول يمنع بدء الورم ، وتعزيزه ، وتطوره ، وكذلك يمنع نمو الخلايا السرطانية من خلال زيادة موت الخلايا المبرمج و / أو انسداد دورة الخلية. ترتبط العمليات الالتهابية بإحداث العديد من الأمراض المزمنة بما في ذلك أمراض القلب والسرطان. لقد ثبت أن ريسفيراترول يقلل الالتهاب عن طريق تثبيط إنتاج البروستاجلاندين ، ونشاط انزيمات الأكسدة الحلقية -2 ، ونشاط العامل النووي кB. بالإضافة إلى ذلك ، قد يساعد النشاط الاستروجين للريسفيراترول في منع فقدان العظام بعد انقطاع الطمث.

تشير هذه النتائج إلى أن متلازمة التمثيل الغذائي التي يسببها الفركتوز يتم إضعافها بواسطة الجزء الغني بالبوليفينول من مكافحة غسل الأموال.


لست متأكدًا حاليًا من البيانات التجريبية المحيطة بتثبيط GLUT5 ، ولكن فيما يتعلق بـ GLUT2 ، توجد بعض البيانات للإشارة إلى مركبات الفلافونويد والفلوريتين كمثبطات محتملة موجودة في النظام الغذائي. يجب أن توفر المقالات التالية نوعًا من نقطة البداية للبحث بشكل أعمق قليلاً في هذه المسألة.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17699876

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17172639


كيف تؤثر الفاكهة على نسبة السكر في الدم

في حين أن الفاكهة جزء مهم من أي نظام غذائي صحي ، يجب على مرضى السكر توخي الحذر بشأن أنواع وكميات الفاكهة التي يتناولونها.

تعتبر الكربوهيدرات أهم مصدر للطاقة في الجسم ، حيث تعتبر الفاكهة أحد أكثر أشكال الكربوهيدرات صحة. تحتوي جميع الأطعمة التي تحتوي على الكربوهيدرات على شكل من أشكال السكر ، والذي يتحول إلى جلوكوز أثناء الهضم ويصبح طاقة لخلاياك. نظرًا لأن الفاكهة مصدر للسكريات الطبيعية ، والفركتوز ، فإن تناول الفاكهة يمكن أن يسبب تقلبات في مستويات السكر في الدم ، والتي يمكن أن تكون خطيرة للغاية بالنسبة لمرضى السكر لأنها قد تتطلب المزيد من الأنسولين. يشك بعض الناس في قيام مرضى السكر بدمج الفاكهة في وجباتهم الغذائية ، خوفًا من أن يكون للسكر الموجود في الفاكهة تأثير ضار مثل الأنواع الأخرى من الأطعمة السكرية.

بينما يجب على مرضى السكر الابتعاد عن العديد من الحلويات السكرية ، مع الأخذ في الاعتبار الخيارات ، يتم تشجيع الفاكهة بشدة في النظام الغذائي لمرضى السكري للحصول على العناصر الغذائية وزيادة الشبع. مقارنة بأي نوع آخر من الوجبات الخفيفة التي قد تكون تناولتها كبديل ، تأخذ الفواكه الذهب في وجود مستويات منخفضة من السكريات والسعرات الحرارية السيئة ، بينما تكون غنية بالألياف والعناصر الغذائية ومركبات الفلافونويد.


خلفية

يعتبر التفاح مساهماً مهماً في تناول المكونات الغذائية المرتبطة بالوقاية من أمراض القلب والأوعية الدموية (CVD). ثبت أن التفاح له آثار مفيدة على وظائف الأوعية الدموية وضغط الدم والدهون والالتهابات وارتفاع السكر في الدم. تُعزى التأثيرات الواقية للقلب للتفاح والفواكه الأخرى في المقام الأول إلى محتواها العالي من مادة البوليفينول. هناك أدلة ناشئة على أن التوافر البيولوجي والفعالية الحيوية للبوليفينول يتأثران بمصفوفة الغذاء التي يتم استهلاكها فيها.

النطاق والنهج

ستناقش هذه المراجعة الاختلافات في استهلاك التفاح كغذاء كامل مقارنة باستهلاك المكونات الرئيسية المعزولة ، وفي الغالب البوليفينول والألياف. سيتم وصف التوافر البيولوجي وامتصاص بوليفينول التفاح الرئيسي ، مثل بروسيانيدين ، كاتشين ، إبيكاتشين ، فلوريدزين ، حمض الكلوروجينيك ، وكيرسيتين جليكوسيدات. ستتم مناقشة الطرق التي قد يؤدي بها التفاح إلى تحسين عوامل الخطر للأمراض القلبية الوعائية وستُمنح نتائج دراسات التدخل البشري الرئيسية. قائمة الدراسات الموصوفة في هذه الورقة هي نموذجية وليست شاملة.

النتائج والاستنتاجات الرئيسية

هناك عدد من العوامل التي تؤثر على التوافر البيولوجي للبوليفينول في الفرد بما في ذلك التركيب الميكروبي للقولون والجرعة المستهلكة ووجود البوليفينول والمغذيات الكبيرة الأخرى داخل مصفوفة الغذاء. هناك دليل على وجود علاقة تآزرية بين الألياف والفلافونيدات الموجودة في تفاحة كاملة ، والتي من المحتمل أن تتوسطها جزئيًا ميكروبيوتا الأمعاء. هناك ما يبرر المزيد من دراسات التدخل البشري التي تبحث في تأثيرات التفاح على عوامل الخطر القلبية الوعائية ، والدور الحاسم لميكروبات الأمعاء.


هل الفركتوز ضار لك؟

كانت آثار الفركتوز على صحة الإنسان مصدر الكثير من الجدل. هذا يرجع إلى حقيقة أن هناك أنواعًا مختلفة من الفركتوز في الأطعمة ، وبعضها ضار بالصحة.

الفركتوز هو سكر طبيعي موجود في الفواكه وعصائر الفاكهة وبعض الخضروات والعسل. في هذه الأشكال ، يمكن أن تكون سكريات الفركتوز جزءًا من نظام غذائي صحي.

ومع ذلك ، يعد الفركتوز أيضًا أحد مكونات شراب الذرة عالي الفركتوز (HFCS) ، والذي يصنعه المصنعون من نشا الذرة ويضيفونه إلى الأطعمة غير الصحية مثل المشروبات الغازية والحلويات.

يدرس الباحثون الروابط بين الأطعمة الغنية بالفركتوز والسمنة والسكري وحتى بعض أنواع السرطان. ومع ذلك ، هناك أيضًا بعض الأدلة التي تشير إلى أن الفركتوز ليس بالضرورة مصدر قلق للصحة العامة عندما يستهلكه الشخص باعتدال.

في هذه المقالة ، سوف نغطي ما إذا كان الفركتوز ضارًا بالصحة ، وأنواع السكر المختلفة ، والبحث في آثاره على جسم الإنسان.

الفركتوز هو سكر طبيعي موجود في الفاكهة والعسل.

الفركتوز هو أحلى أنواع المُحليات الطبيعية ذات السعرات الحرارية. يوجد الفركتوز بشكل طبيعي في الفواكه وعصائر الفاكهة والعسل وحتى بعض الخضروات.

يعتبر الفركتوز النقي أحلى بكثير من أنواع السكر الأخرى. نتيجة لذلك ، يمكن للناس استخدام سكر الفواكه أقل من السكريات الأخرى في الطهي لتحقيق نفس الحلاوة.

تشمل أهم مصادر الفركتوز في النظام الغذائي ما يلي:

  • سكر المائدة
  • عسل
  • رحيق الصبار
  • عصائر الفاكهة
  • مركبات الكربون الهيدروفلورية (HFCS) الموجودة في الحلوى والمخبوزات والمشروبات الغازية والأطعمة المصنعة الأخرى

ينتج المصنعون مركبات الكربون الهيدروفلورية عن طريق إضافة إنزيمات معينة إلى نشا الذرة ، وهو في الأساس جلوكوز نقي. الجلوكوز هو نوع آخر من السكر.ثم يستخدمون هذا الجلوكوز لصنع شراب يحتوي على كميات متفاوتة من الفركتوز.

تحتوي معظم أنواع مركبات الكربون الهيدروفلورية على 42 أو 55 في المائة من الفركتوز و 45 في المائة من الجلوكوز. هذا يعني أن مركبات الكربون الهيدروفلورية تحتوي على نفس كمية الفركتوز مثل السكروز أو سكر المائدة.

يصنع المصنعون سكر المائدة من مزيج من الفركتوز والجلوكوز.

العسل هو مضاف غذائي شائع آخر. يحتوي العسل على نسبة 1 إلى 1 من الفركتوز إلى الجلوكوز.

الفركتوز الطبيعي من الفاكهة والخضروات الطازجة مفيد لصحة الإنسان. قد يكون للأشكال المعالجة من الفركتوز ، مثل مركبات الكربون الهيدروفلورية ، آثار صحية سلبية. يدرس العلماء حاليًا كيفية مقارنة هذا النوع من التحلية بأشكال السكر الأخرى.

أدناه ، نناقش البحث حول المخاطر والفوائد المحتملة للفركتوز على صحة الإنسان.

الدليل ضد الفركتوز

يعتقد بعض الباحثين أن الجسم يعالج الفركتوز بشكل مختلف عن الأنواع الأخرى من السكر.

على وجه الخصوص ، هناك مخاوف من أنه عندما يستهلك الشخص الفركتوز بكميات زائدة ، فقد يحفز الجسم على ترسيب الدهون الزائدة ، خاصة في الكبد. هذا قد يساهم في مرض الكبد الدهني غير الكحولي.

وفقًا لمراجعة الأدبيات لعام 2017 ، يرتبط تناول كميات زائدة من الفركتوز بما يلي:

    يمكن أن يؤدي إلى مقاومة الأنسولين
  • زيادة نمو الدهون ، لأنها قد تغير طرق تكسير الجسم للدهون والكربوهيدرات
  • زيادة خطر الإصابة بالسمنة والحالات ذات الصلة ، مثل متلازمة التمثيل الغذائي
  • تناول كميات أكبر من الطعام ، لأنه لا يجعل الناس يشعرون بالشبع

نظرت دراسة أجريت عام 2016 في آثار استهلاك المشروبات الغنية بالفركتوز لدى أولئك الذين تتراوح أعمارهم بين 12 و 16 عامًا في تايوان. الأشخاص الذين يشربون المزيد من المشروبات الغنية بالفركتوز لديهم مستويات أعلى من مقاومة الأنسولين ، وهي علامة على تصلب الشرايين والسكري وأمراض القلب لدى البالغين.

الدليل على الفركتوز

على الرغم من وجود أدلة على أن الاستهلاك المفرط للفركتوز ضار بالصحة ، إلا أنه يصعب على الباحثين الفصل بين تأثيرات الفركتوز في النظام الغذائي وتأثيرات السكريات الأخرى.

وذلك لأن الأطعمة التي تحتوي على مستويات عالية من الفركتوز المضاف عادةً ما تحتوي أيضًا على مستويات عالية من السكريات الأخرى ، مثل الجلوكوز. أجرى العلماء العديد من الدراسات البحثية حول تأثيرات الفركتوز في الفئران التي تتغذى على مجموعات من السكريات.

تشير مراجعة الأدبيات لعام 2014 إلى أن الفركتوز ليس له تأثيرات محددة على الجسم يمكن أن تسبب زيادة الوزن عند مقارنتها بتناول السكر من مصادر أخرى.

يجادل المؤلفون أيضًا أنه على الرغم من احتواء المشروبات المحلاة بالسكر على الفركتوز ، إلا أنها تحتوي أيضًا على نسبة عالية من السعرات الحرارية. قد يفسر هذا بعض الروابط بين الفركتوز والسمنة.

حتى الآن ، تقول إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) إنها ليست على دراية حاليًا بأي دليل على أن الأطعمة التي تحتوي على مركبات الكربون الهيدروفلورية أقل أمانًا من الأطعمة الأخرى التي تحتوي على مواد تحلية مماثلة ، مثل السكروز والعسل.

أدرجت إدارة الغذاء والدواء (FDA) مركبات الكربون الهيدروفلورية (HFCS) ، الأكثر إثارة للجدل من بين الأطعمة المحتوية على الفركتوز ، باعتبارها آمنة للأكل.

ومع ذلك ، يجب على الناس الحد من تناولهم لجميع السكريات المضافة ، بما في ذلك مركبات الكربون الهيدروفلورية والسكروز.


الفركتوز يتركك في حيرة ، وهناك شيء مريب حول الحل

تلعب التغذية دورًا مهمًا في الاضطرابات الأيضية والدماغية وحتى النفسية. كشف مؤلفو بحث جديد عن مقدار الاختلاف الذي يمكن أن تحدثه.

وجدت الدراسة ، التي أجراها باحثون من جامعة كاليفورنيا ، أن استهلاك الفركتوز يؤثر على الجينات التي تتحكم في الذاكرة والتعلم ، وكذلك تلك التي تتعلق بخطر الإصابة بمرض السكري وأمراض القلب والأوعية الدموية ومرض الزهايمر.

الفركتوز مشكلة ، لكن الفاكهة ليست كذلك.

كما أن سوء التغذية يمكن أن يلحق الضرر بالجسم والدماغ ، فإن التغذية الجيدة يمكن أن تلتئم.

الدراسة المنشورة في المجلة الإلكترونية من المشرط و زنزانة، وجد أن حمض أوميغا 3 الدهني المعروف باسم حمض الدوكوساهيكسانويك ، أو DHA ، يبدو أنه يعكس تأثيرات الفركتوز.

لاستكشاف آثار الفركتوز (سكر طبيعي في الفاكهة ، غالبًا ما يتم تكريره وإضافته كمُحلي إلى مجموعة متنوعة من الأطعمة والمشروبات المصنعة) و DHA على صحتنا ، قام الباحثون بتقسيم الفئران التي دربوها للهروب من المتاهة إلى ثلاث مجموعات .

المجموعة الأولى أعطيت ماء مسنن بالفركتوز - ما يعادل شرب لتر واحد من المشروبات الغازية كل يوم - المجموعة الثانية شربت ماء الفركتوز ولكن تم تغذيتها على نظام غذائي عالي DHA ، بينما شربت المجموعة الثالثة ماء عادي ولم يكن لديها DHA.

عندما ركضت الفئران في المتاهة مرة أخرى بعد ستة أسابيع من اتباع النظام الغذائي ، كانت مجموعة الفركتوز بطيئة مرتين في إيجاد طريقها للخروج. تجولت فئران DHA وفئران التحكم في المتاهة بنفس السرعة تقريبًا ، مما يشير إلى أن DHA عوضت آثار الفركتوز.

"الغذاء يشبه المركب الصيدلاني الذي يؤثر على الدماغ" ، كما قال المؤلف المشارك فرناندو جوميز بينيلا ، أستاذ جراحة الأعصاب وعلم الأحياء التكاملي وعلم وظائف الأعضاء بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس.

قال المؤلف المشارك Xia Yang: & quot

في الواقع ، لم تكن الذاكرة والتعلم فقط هي التي تأثرت بالتغذية.

كان لدى الفئران عالية الفركتوز نسبة أعلى من الجلوكوز في الدم والدهون الثلاثية (نوع من الدهون الموجودة في الدم) ومستويات الأنسولين مقارنة بالمجموعتين الأخريين ، وهي عوامل تزيد بشكل كبير من خطر الإصابة بالسمنة والسكري وأمراض أخرى.

تتوافق النتائج مع الأبحاث الأخرى التي تظهر أن الفركتوز ضار بالبشر. وبالمثل ، فإن DHA - التي تحدث بشكل طبيعي بكميات صغيرة في خلايا الدماغ لدينا ، والتي نحصل عليها في الغالب من خلال الأطعمة الغنية بـ DHA مثل السلمون البري والأسماك الأخرى والجوز وبذور الكتان والفواكه والخضروات - تعتبر واقية.

& quot؛ لقد عرفنا منذ سنوات أن حمض DHA ، الموجود بشكل خاص في الأسماك الزيتية ، يقي من حالات مثل الاكتئاب وأمراض القلب ومرض الزهايمر ومرض الزهايمر ، على حد قول أخصائية التغذية ميلاني ماكغريس. يقترح هذا البحث أنه قد يكون تأثير DHA & # x27s على جيناتنا هو الذي يحمي. & quot

يقول ماكجريس إن التأثير على الجينات وتعبير # x27 مثير للاهتمام بشكل خاص.

& quotScience يظهر الآن أن ما نأكله له تأثير مهم على حمضنا النووي (nutragenetics) ، وقالت. & quot الأكل لم يعد مجرد كيلوجول ، ولكن أهمية الطعام الجيد لحمايتنا من التغيرات التي تطرأ على جيناتنا. & quot

هل هذا يعني أنه يمكننا الحصول على الفركتوز وتناوله أيضًا ، طالما أننا نتأكد من أن نظامنا الغذائي غني بالمكسرات والأسماك الزيتية والخضروات؟

وقالت إن تناول الأطعمة الغنية بـ DHA ليس من المرجح أن يبطل الضرر الناجم عن الأطعمة الأخرى ، لأن جينات كل شخص تختلف.

& quot حتى نتمكن من عزل هذه المخاطر ، يمكننا جميعًا الاستفادة من تناول نظام غذائي غني بالأطعمة الوقائية مثل الأسماك. & quot

على الرغم من وجود الفركتوز في الفاكهة ، إلا أن الألياف والعناصر الغذائية المفيدة الأخرى تبطئ الامتصاص وتقاوم آثاره. إذا التزمت بالوجبتين الموصى بهما يوميًا ، فستكون لطيفًا.

تحتوي الأطعمة الحلوة مثل الحلويات والكعك والشوكولاتة والحلويات الأخرى والمشروبات المحلاة مثل المشروبات الغازية والمشروبات الرياضية وما إلى ذلك على كميات كبيرة من الفركتوز المضاف.

ما هي حصة واحدة من الفاكهة؟

تفاحة متوسطة واحدة ، موزة ، برتقال أو كمثرى

2 حبة مشمش صغير ، كيوي أو برقوق

1 كوب فاكهة مقطعة أو معلبة (بدون سكر مضاف)

125 مل (نصف كوب) عصير فواكه (بدون سكر مضاف)

30 جرام فواكه مجففة (على سبيل المثال ، 4 أنصاف مشمش مجفف ، 1½4 ملاعق كبيرة من الزبيب)

الفاكهة والفركتوز:

تشمل الفواكه منخفضة الفركتوز العنب البري والتوت والجريب فروت والبطيخ وفاكهة الكيوي. تشمل الفواكه عالية الفركتوز الموز والمانجو والكرز والعنب.


جاري وضع بطاقات جديدة على "السكر المضاف"

إن تناول الكثير من السكر المضاف بانتظام لا يساهم فقط في زيادة الوزن ، ولكن في مجموعة من الآثار الصحية السلبية. ترتبط الأنظمة الغذائية التي تحتوي على نسبة عالية من السكر المضاف بارتفاع نسبة الكوليسترول في الدم وارتفاع نسبة الدهون الثلاثية وحتى ارتفاع ضغط الدم. بالطبع ، زيادة الوزن الناتجة عن السكريات المضافة تزيد من خطر تعرضك لتلك الظروف نفسها ، مما يجعلها ضربة مزدوجة.

للمرة الأولى ، قامت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية بمراجعة إرشادات وضع العلامات لمساعدة الأمريكيين في السيطرة على مدخولهم من السكر المضاف. ستشير الملصقات الجديدة إلى محتوى السكر المضاف في الطعام ، بهدف تسهيل اتخاذ خيارات غذائية صحية. من المتوقع أن تنفذ معظم الشركات المصنعة الملصقات الجديدة بحلول 1 يناير 2020.

جانيت رينيه أخصائية تغذية مسجلة تركز على اختلال التوازن الهرموني. تساعد العملاء الذين يعانون من مشاكل مثل متلازمة تكيس المبايض ومقاومة الأنسولين على موازنة هرموناتهم وفقدان الوزن من خلال التغييرات الغذائية. تشارك Renee معرفتها وخبرتها من خلال المساهمات المنتظمة في منشورات الصحة والعافية ، بما في ذلك Shape و Women’s Health و Vegetable Times.


أول الأشياء أولاً: ما هو السكر؟

يأتي السكر بأشكال مختلفة - أكثر ما يعتقده الناس السكروز ، يُعرف أيضًا باسم قصب السكر أو سكر المائدة. يتكون السكروز من معالجة قصب السكر وبنجر السكر ، ويتكون من الجلوكوز المرتبط بالفركتوز بنسبة 1: 1. شكل آخر شائع ، خبيث من السكر هو شراب الذرة عالي الفركتوز (مركبات الكربون الهيدروفلورية) المصنعة من الذرة. تُباع مركبات الكربون الهيدروفلورية في شكلين: الأول يحتوي على 42٪ من الفركتوز ، والآخر يحتوي على 55٪ من الفركتوز ، مع الجلوكوز والماء كمكونات أساسية أخرى. يفضل مصنعو المواد الغذائية مركبات الكربون الهيدروفلورية لأنها أرخص وأسهل في الاستخدام من سكر المائدة ، وهما صفتان تفسران وجوده في العديد من الأطعمة المصنعة اليوم [1].

تضاف السكريات مثل مركبات الكربون الهيدروفلورية بشكل شائع إلى الطعام أثناء الإنتاج ، مما يزيد من تناول السكر لدى الأمريكيين. تحتوي العديد من المنتجات التي لا تعتبر حلوة ، مثل صلصة الطماطم أو الكاتشب ، على كميات كبيرة من السكر المضاف. الأطعمة التي نعتقد أنها صحية ، مثل الجرانولا والزبادي ، يمكن أيضًا تصنيعها بسكر إضافي. نظرًا لأن السكر المضاف يعني سعرات حرارية إضافية وزيادة الوزن ، فإن إدارة الغذاء والدواء تسعى لتحديد هذه السكريات المضافة على ملصقات الأطعمة. وللمرة الأولى ، سيوفر الملصق أيضًا نسبة مئوية من القيمة اليومية للسكريات المضافة ، مشيرًا إلى أنها لا ينبغي أن تمثل أكثر من 10٪ من إجمالي السعرات الحرارية في اليوم [2]. تميّز إدارة الغذاء والدواء السكريات المضافة عن الفركتوز والجلوكوز الموجودان في الفواكه وبعض الخضار ، على الرغم من تماثل تركيبها الكيميائي.

ضمن فئة السكريات المضافة ، تسببت مركبات الكربون الهيدروفلورية على وجه الخصوص في احتجاج شعبي كبير ، حيث ادعت العديد من المجموعات أنها أكثر خطورة من سكر المائدة [3]. يشعر المعارضون بالقلق من أن الشراب اصطناعي وغير طبيعي ومعالج بشكل كبير ، كما أنهم قلقون من أن الفركتوز في مركبات الكربون الهيدروفلورية قد يكون ضارًا.

لدراسة تأثيرات مركبات الكربون الهيدروفلورية والفركتوز ، قام الباحثون بإطعام الأشخاص الخاضعين للبحث أنظمة غذائية غنية بالفركتوز أو الجلوكوز أو مركبات الكربون الهيدروفلورية. خلصت مثل هذه الدراسات إلى أن الفركتوز أكثر ضررًا من الجلوكوز ، مستشهدة بنتائج فسيولوجية سلبية في المرضى الذين يتغذون على نظام غذائي عالي الفركتوز. وتشمل هذه زيادة الدهون في منطقة البطن ، وكذلك زيادة نسبة الكوليسترول والدهون الثلاثية في الدم [4]. على الرغم من أن النتائج مقنعة ، إلا أن العديد من هذه الدراسات تتضمن جرعات عالية جدًا من الفركتوز. إحدى الدراسات التي يتم الاستشهاد بها بشكل شائع غذت المشاركين بنسبة 25 ٪ من سعراتهم الحرارية من الفركتوز. بالنسبة لنظام غذائي قياسي يحتوي على 2000 سعر حراري ، فهذا يعني استهلاك 125 جرامًا من الفركتوز ، أو محتوى الفركتوز الذي يزيد عن ثلاثة 20 أونصة. المشروبات الغازية المحلاة بنسبة 55٪ من مركبات الكربون الهيدروفلورية يوميًا [5]. قد تكون الدراسات التي تحتوي على كميات أكثر واقعية من الفركتوز ، أو الدراسات التي تقارن السكروز مباشرة مع مركبات الكربون الهيدروفلورية ، مفيدة أكثر بكثير. استنادًا إلى الأدلة الحالية ، توصلت معظم التحليلات التلوية والمراجعات المستمدة من دراسات متعددة إلى أن الاستهلاك المعتدل للفركتوز ليس ضارًا [6-8].

منذ إلقاء اللوم على مركبات الكربون الهيدروفلورية لارتفاع مستويات السمنة في الولايات المتحدة ، تسابقت العديد من الشركات لاستبدال مركبات الكربون الهيدروفلورية بـ "سكر القصب النقي" الطبيعي [9]. ومع ذلك ، إذا نظرنا عن كثب ، فإن الحجج ضد مركبات الكربون الهيدروفلورية تبدأ في الانهيار. أحلى شكل من مركبات الكربون الهيدروفلورية ، مع 55 ٪ من الفركتوز ، يحتوي على 5 ٪ فقط من الفركتوز أكثر من سكر القصب. تستخدم مركبات الكربون الهيدروفلورية المحتوية على 42٪ من الفركتوز بشكل أكثر شيوعًا ، كما أنها تحتوي على نسبة أقل من الفركتوز من سكر القصب [1]. المشكلة ليست مركبات الكربون الهيدروفلورية ، بل بالأحرى الكثير من إجمالي استهلاك السكر. لا يعتبر سكر القصب الطبيعي بديلاً صحياً لمركبات الكربون الهيدروفلورية. على الرغم من أصولهما المختلفة ، فإن هذين السكرين لهما خصائص متشابهة في الأساس ، وكلاهما له آثار سلبية على صحتنا عند الإفراط في استهلاكهما.


استقلاب الفركتوز وأمراض التمثيل الغذائي

1 قسم الغدد الصماء والأيض ومعهد ديوك للفيزياء الجزيئية ، المركز الطبي بجامعة ديوك ، دورهام ، نورث كارولينا ، الولايات المتحدة الأمريكية.

2 برنامج علم الأوبئة التغذوية ، جان ماير ، وزارة الزراعة الأمريكية ، مركز أبحاث التغذية البشرية للشيخوخة ، جامعة تافتس ، بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية.

مراسلات العنوان إلى: Mark A. Herman، 300 N. Duke Street، Carmichael Building، Duke University، Durham، North Carolina 27705، USA. الهاتف: 919.479.2378 البريد الإلكتروني: [email protected]

1 قسم الغدد الصماء والأيض ومعهد ديوك للفيزياء الجزيئية ، المركز الطبي بجامعة ديوك ، دورهام ، نورث كارولينا ، الولايات المتحدة الأمريكية.

2 برنامج علم الأوبئة التغذوية ، جان ماير ، وزارة الزراعة الأمريكية ، مركز أبحاث التغذية البشرية للشيخوخة ، جامعة تافتس ، بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية.

مراسلات العنوان إلى: Mark A. Herman، 300 N. Duke Street، Carmichael Building، Duke University، Durham، North Carolina 27705، USA. الهاتف: 919.479.2378 البريد الإلكتروني: [email protected]

1 قسم الغدد الصماء والأيض ومعهد ديوك للفيزياء الجزيئية ، المركز الطبي بجامعة ديوك ، دورهام ، نورث كارولينا ، الولايات المتحدة الأمريكية.

2 برنامج علم الأوبئة التغذوية ، جان ماير ، وزارة الزراعة الأمريكية ، مركز أبحاث التغذية البشرية للشيخوخة ، جامعة تافتس ، بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية.

مراسلات العنوان إلى: Mark A. Herman، 300 N. Duke Street، Carmichael Building، Duke University، Durham، North Carolina 27705، USA. الهاتف: 919.479.2378 البريد الإلكتروني: [email protected]

اعثر على مقالات بواسطة McKeown، N. in: JCI | PubMed | منحة جوجل

1 قسم الغدد الصماء والأيض ومعهد ديوك للفيزياء الجزيئية ، المركز الطبي بجامعة ديوك ، دورهام ، نورث كارولينا ، الولايات المتحدة الأمريكية.

2 برنامج علم الأوبئة التغذوية ، جان ماير ، وزارة الزراعة الأمريكية ، مركز أبحاث التغذية البشرية للشيخوخة ، جامعة تافتس ، بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية.

مراسلات العنوان إلى: Mark A. Herman، 300 N. Duke Street، Carmichael Building، Duke University، Durham، North Carolina 27705، USA. الهاتف: 919.479.2378 البريد الإلكتروني: [email protected]

تم النشر في 1 فبراير 2018 - مزيد من المعلومات

يُنظر إلى زيادة استهلاك السكر بشكل متزايد على أنه يساهم في انتشار الأوبئة العالمية للسمنة والسكري وما يرتبط بهما من مخاطر استقلاب القلب. نتيجة لخصائصه الأيضية الفريدة ، قد يكون عنصر الفركتوز في السكر ضارًا بشكل خاص. يمكن للوجبات الغذائية التي تحتوي على نسبة عالية من الفركتوز أن تنتج بسرعة جميع السمات الرئيسية لمتلازمة التمثيل الغذائي. نراجع هنا بيولوجيا استقلاب الفركتوز وكذلك الآليات المحتملة التي قد يساهم استهلاك الفركتوز المفرط من خلالها في الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية.

الجلوكوز هو الشكل السائد للسكر المنتشر في الحيوانات ، بينما السكروز ، ثنائي السكاريد المكون من أجزاء متساوية من الجلوكوز والفركتوز ، هو السكر المنتشر السائد في النباتات. نظرًا لأن النباتات تشكل أساس السلسلة الغذائية ، فإن الحيوانات العاشبة والحيوانات آكلة اللحوم تتكيف بشكل كبير لاستخدام السكروز لتلبية الاحتياجات الحيوية والحيوية. نظرًا لأن الفركتوز لا ينتشر بمستويات عالية في الحيوانات ، فقد يتم وضع الفركتوز المبتلع بشكل فريد لنقل الإشارات المتعلقة باستهلاك السكر. لذلك ، قد يكون فهم الآليات التي يتم من خلالها استشعار الفركتوز نتيجة لفهم الفيزيولوجيا التكيفية لعملية التمثيل الغذائي للسكروز وكذلك العواقب المرضية الفيزيولوجية المرضية المحتملة للاستهلاك المفرط للسكر.

يُضاف السكر على شكل سكروز أو شراب الذرة عالي الفركتوز ، وكلاهما يتكون من كميات متساوية تقريبًا من الجلوكوز والفركتوز ، إلى العديد من المنتجات الغذائية المصنعة. تعد المشروبات المحلاة بالسكر (SSBs) مصدرًا رئيسيًا للسكر المضاف في الأنظمة الغذائية في جميع أنحاء العالم وتشمل المشروبات الغازية والمشروبات بنكهة الفاكهة والمشروبات الرياضية. في المتوسط ​​، تساهم SSBs بحوالي 7 ٪ من السعرات الحرارية اليومية (1) وما يقرب من 50 ٪ من السكريات المضافة في النظام الغذائي (2). على الرغم من أن الاتجاهات في استهلاك SSB قد انخفضت في السنوات الأخيرة ، إلا أن ما يقرب من 66 ٪ من الشباب في الولايات المتحدة لا يزالون يستهلكون واحدًا على الأقل من SSB يوميًا (3). من بين المساهمين الرئيسيين الآخرين في تناول السكر المضاف الحلوى والحلويات ، حيث تساهم بحوالي 4٪ إلى 9٪ من مدخول الطاقة اليومي حسب العمر (2 ، 4).

ما إذا كان زيادة استهلاك السكر هو المساهم الرئيسي في أوبئة السمنة ومرض السكري من النوع 2 ومرض الكبد الدهني غير الناجم عن شرب الكحول يظل أمرًا مثيرًا للجدل (5 - 7). في حين أن العلاقات بين بعض مقاييس التعرض للسكر الغذائي وعوامل خطر استقلاب القلب غير متسقة ، فإن زيادة استهلاك SSB يرتبط باستمرار بمؤشرات ارتفاع مخاطر استقلاب القلب (5). تربط العديد من التحليلات التلوية الكبيرة زيادة استهلاك SSB مع زيادة وزن الجسم ، ومن المحتمل أن يكون جزء كبير من هذا الوزن الزائد ، وإن لم يكن كله ، بسبب زيادة إجمالي استهلاك الطاقة (5 ، 8). قد تزيد SSBs من مخاطر استقلاب القلب عن طريق زيادة السمنة الحشوية ، والتي تمثل الكثير من زيادة الوزن. أظهرت دراسة مستقبلية حديثة أن مستهلكي SSB اليوميين لديهم زيادة أكبر بنسبة 29 ٪ في حجم الأنسجة الدهنية الحشوية على مدى 6 سنوات مقارنة مع غير المستهلكين (9). يتم دعم الارتباط السببي من خلال الدليل على أن تناول 1 لتر من SSB يوميًا لمدة 6 أشهر زاد من الدهون الحشوية والكبدية ، ولكن لم يتم ملاحظة الزيادات في أولئك الذين يستهلكون حليب نصف دسم متساوي كالوريك ، أو صودا غذائية لا تحتوي على سعرات حرارية ، أو ماء (10). في حين أن زيادة السمنة الحشوية هي عامل خطر رئيسي في القلب والأوعية الدموية ، فإن SSBs قد تزيد من المخاطر بشكل مستقل عن السمنة. على سبيل المثال ، يرتبط استهلاك SSB اليومي بمظهر التمثيل الغذائي غير الصحي عبر طبقات مؤشر كتلة الجسم وزيادة خطر الإصابة بمرض السكري من النوع 2 بصرف النظر عن السمنة (11 ، 12).

ارتفاع شحوم الدم هو عامل خطر رئيسي لأمراض القلب والأوعية الدموية وهو آلية أخرى قد تزيد من مخاطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. درست القليل من الدراسات المقطعية الكبيرة خطر الإصابة بخلل شحميات الدم مع تناول SSB ، وتظهر هذه الدراسات أن انتشار اضطراب شحميات الدم يزداد مع زيادة تناول SSB (13 ، 14). ذكرت إحدى الدراسات المستقبلية أن تناول أكثر من مشروب غازي واحد يوميًا زاد من احتمالات الإصابة بارتفاع شحوم الدم بنسبة 25٪ على مدار 4 سنوات مقارنة باستهلاك أقل من مشروب غازي واحد يوميًا (15). علاوة على ذلك ، أظهرت دراستان أترابيتان محتملتان حديثتان أن استهلاك SSB اليومي مرتبط بخطر أكبر بنسبة 25 ٪ تقريبًا للإصابة بأمراض القلب التاجية لدى كل من الرجال والنساء مقارنة مع غير المستهلكين (13 ، 16).

يرتبط استهلاك SSB أيضًا بارتفاع ضغط الدم ، وهو عامل خطر رئيسي آخر لأمراض القلب والأوعية الدموية. وجد تحليل تلوي حديث زيادة متواضعة بنسبة 12 ٪ في خطر ارتفاع ضغط الدم بين أعلى مستهلكي SSB مقارنة بأدنى مستوى (17). وبالتالي ، قد يساهم تناول SSB في ارتفاع ضغط الدم ، ولكنه قد يلعب دورًا أقل في عامل الخطر هذا مقارنة بعوامل الخطر الأخرى في القلب والأوعية الدموية.

على أساس دراسات الإفراط في التغذية قصيرة المدى التي أجريت في الغالب على الحيوانات ، يبدو أن مكون الفركتوز في SSBs والسكر المضاف ضاران بشكل خاص. يمكن أن يؤدي إطعام الحيوانات بكميات كبيرة من الفركتوز إلى إنتاج سمات متعددة لمتلازمة التمثيل الغذائي بسرعة ، بما في ذلك السمنة ، وعسر شحميات الدم ، والكبد الدهني ، وارتفاع ضغط الدم ، ومقاومة الأنسولين ، ومرض السكري (18 ، 19). تُظهر بعض دراسات التدخل الغذائي قصيرة المدى في البشر ، وليس كلها ، أن الإفراط في تناول الفركتوز ، ولكن ليس الجلوكوز ، يمكن أن يزيد من السمنة الحشوية ، وزيادة شحوم الدم بعد الأكل ، ومقاومة الأنسولين ، والتأثيرات على سمات معينة قد تتأثر بالجنس (20 ، 21) ). يتمثل أحد المخاوف في مثل هذه الدراسات في أن كمية الفركتوز المستهلكة غالبًا ما تتجاوز تلك الموجودة عادةً في الحميات الغذائية. يمثل متوسط ​​استهلاك الفركتوز في سكان الولايات المتحدة حوالي 9٪ من إجمالي مدخول الطاقة ، في حين أن المستهلكين في المتوسط ​​المئوي 95 يمثل حوالي 15٪ من إجمالي الطاقة من الفركتوز (22). في المقابل ، فإن العديد من الدراسات التدخلية قصيرة المدة (أقل من 4 أسابيع) وتشمل مدخولات غذائية تقارب 25٪ من إجمالي مدخول الطاقة من الفركتوز (23 ، 24).

هناك نقص في دراسات التدخل الغذائي العشوائية ذات الشواهد الكبيرة التي تقيم آثار السكريات المضافة على عوامل اختطار استقلاب القلب على مدى فترات طويلة من الزمن. من المحتمل أن يحظر التعقيد والتكلفة والامتثال والقضايا الأخلاقية المحتملة إجراء مثل هذه الدراسات. ومع ذلك ، فإن بعض الدراسات التداخلية قصيرة المدى ، حتى تلك التي تقع ضمن نطاق استهلاك الفركتوز "الطبيعي" ، تُظهر أن الفركتوز يمكن أن يضعف بسرعة نقاط النهاية الفسيولوجية الوسيطة مثل تداول الدهون وحساسية الأنسولين لدى البشر (25). تناقش العديد من المراجعات الحديثة بشكل شامل الآثار الفسيولوجية للفركتوز أو السكر المضافين على نقاط النهاية الفيزيولوجية المرضية في البشر (26 ، 27).

إن فهم الآليات التي قد يساهم بها الفركتوز أحادي السكاريد المعزول في تطور مرض التمثيل الغذائي قد يوفر رؤى أساسية حول الآليات المسببة للأمراض التي يمكن استخدامها لتطوير استراتيجيات تشخيصية ووقائية وعلاجية جديدة. سنراجع هنا الكيمياء الحيوية والجينات الجزيئية لعملية التمثيل الغذائي للفركتوز وكذلك الآليات المحتملة التي يساهم من خلالها الاستهلاك المفرط للفركتوز في الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. نأمل أن الدروس المستفادة من الفهم المحسن لعملية التمثيل الغذائي للفركتوز ومخاطر استقلاب القلب الناجم عن الفركتوز قد تنطبق أيضًا على أشكال أخرى من أمراض التمثيل الغذائي التي يسببها النظام الغذائي والمستحثة وراثيًا.

يتم امتصاص الفركتوز المبتل في الغالب بشكل سلبي من تجويف الأمعاء عبر ناقل السداسيوز SLC2A5 ، المعروف أيضًا باسم GLUT5 ، والذي يتميز بدرجة عالية من التقارب مع الفركتوز (كم = 6 ملم). يتم التعبير عن GLUT5 بشكل كبير على الغشاء اللمعي للخلايا المعوية ويتم التعبير عنه أيضًا بشكل أساسي (28). حذف تخمة 5 في الفئران يقلل امتصاص الفركتوز بنسبة 75٪ ويسبب توسع القولون والأعور وتراكم الغازات (29). توحي هذه السمات بسوء امتصاص الفركتوز ، والذي يُشار إليه كثيرًا على أنه سبب لأعراض الجهاز الهضمي لدى البشر (30 ، 31). قدرة الأمعاء على امتصاص الفركتوز قابلة للإشباع (32) ، وتتراوح قدرة الشخص البالغ السليم على امتصاص الفركتوز الحر من أقل من 5 جم إلى أكثر من 50 جم (33). يمكن للفركتوز غير الممتص أن يفرض حملاً تناضحيًا على الأمعاء الدقيقة البعيدة والقولون ، مما قد يساهم في ظهور أعراض الجهاز الهضمي (32). علاوة على ذلك ، يمكن أن يعمل الفركتوز كركيزة للتخمير البكتيري ، مما يؤدي إلى تكوين الغازات ومستقلبات بكتيرية أخرى ، والتي يمكن أن تؤثر على حركية الأمعاء وتسبب أعراضًا مختلفة مثل آلام البطن والانتفاخ (34).

معوي GLUT5 مستويات الرنا المرسال ومعدلات نقل الفركتوز منخفضة للغاية قبل الولادة وتزداد بسرعة مع الفطام بشكل مستقل عن النظام الغذائي ، ولكن يمكن تحفيزها بعد الفطام على الأنظمة الغذائية التي تحتوي على الفركتوز (35). أظهرت البيانات الحديثة أن التغذية عالية الفركتوز تحفز البروتين المتفاعل مع الثيوريدوكسين المعوي (TXNIP) ، والذي يربط وينظم نقل الفركتوز المعوي بوساطة GLUT5 (36). تماشيًا مع هذا ، أظهرنا مؤخرًا أن البروتين المرتبط بالعناصر المستجيبة للكربوهيدرات (ChREBP) ، وهو عامل نسخ يستجيب لمغذيات الكربوهيدرات داخل الخلايا ومنظم نسخ معروف لـ TXNIP (37) ، ينظم أيضًا تعبير GLUT5 المعوي وهو مطلوب للفركتوز الجهازي التسامح (38). في المستقبل ، سيكون من المثير للاهتمام تحديد ما إذا كان التباين في التعبير أو وظيفة GLUT5 أو عوامله التنظيمية يساهم في التباين في امتصاص الفركتوز لدى البشر.

عادة ما تكون تركيزات الفركتوز في البلازما المحيطية حوالي 0.04 ملي مولار ، ويمكن أن تزيد بشكل حاد 10 أضعاف بعد استهلاك الفركتوز ، وتعود إلى مستويات الصيام في غضون ساعتين (39 - 41). يتم التوسط في هذا التصفية السريعة في جزء كبير منه عن طريق الاستخراج الفعال بواسطة الكبد. في حين أن الكبد يستخلص فقط 15٪ إلى 30٪ من حمل الجلوكوز الفموي ، فإنه قادر على استخلاص 70٪ من حمولة الفركتوز عن طريق الفم (42 ، 43). بعد تناول الفركتوز ، يمكن أن يحقق الفركتوز في البلازما تركيزات مليمترية منخفضة في الوريد البابي مصحوبة بمستويات دوران محيطية تبلغ حوالي 0.2 ملي مولار ، مما يشير إلى أن تركيزات الفركتوز المحيطية نادراً ما تتجاوز النطاق الميكرومولي العالي (44).

ناقل الجلوكوز SLC2A2 ، المعروف أيضًا باسم GLUT2 ، لديه تقارب أقل للفركتوز (كم = 11 ملم) من GLUT5 (45). GLUT2 هو مساهم ثانوي في نقل الفركتوز المعوي (45) ، في حين أنه من المحتمل أن يكون مساهمًا رئيسيًا في امتصاص الفركتوز الكبدي ، نظرًا لأن GLUT5 لا يتم التعبير عنه بقوة في الكبد (46 ، 47). قد يساهم SLC2A8 ، المعروف أيضًا باسم GLUT8 ، في نقل الفركتوز عبر الخلايا الكبدية (48). الفركتوز هو ركيزة فقيرة لهكسوكيناز جلوكوكيناز الكبد (GCK). وبدلاً من ذلك ، فإن كيتوهكسوكيناز (KHK ، المعروف أيضًا باسم فروكتوكيناز) يعمل على فسفوريلات الفركتوز بسرعة لإنتاج الفركتوز -1 فوسفات (F1P). يؤدي نشاط KHK المرتفع وعدم حساسيته لحالة الطاقة الخلوية إلى قدرة الكبد على استخلاص الفركتوز بكفاءة. يتم استقلاب F1P إلى فوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون (DHAP) وغليسرالديهيد 3-فوسفات (G3P) ، والتي تدخل تجمعات الأيض حال للجلوكوز / الجلوكوز (الشكل 1).

الكيمياء الحيوية للفركتوز. عند دخول خلايا الكبد ، يتم فسفرة الفركتوز بواسطة KHK إلى F1P. يتم شق F1P إلى DHAP و glyceraldehyde بواسطة ALDOB. يتم فسفرة Glyceraldehyde بواسطة triose-kinase (TKFC ، المعروف أيضًا باسم dihydroxyacetone kinase 2 أو DAK) لتشكيل جلايكولاديهيد 3-فوسفات الوسيط (GA3P). يدخل كل من DHAP و GA3P المشتق من الفركتوز إلى تجمع المستقلب حال السكر / الجلوكوز في مستوى ثلاثي الفوسفات ، وهذه المستقلبات لها مصائر أيضية عديدة. ينظم F1P أيضًا بشكل خافت الإنزيمات الأيضية (الخطوط الحمراء والخضراء) لتنظيم التخلص من الركيزة المشتقة من الفركتوز ومنتجات التمثيل الغذائي الأخرى مثل حمض البوليك. AMPD3 ، أدينوسين ديميناز GA ، جليسيرالديهايد IMP ، إينوزين أحادي الفوسفات MTTP ، بروتين نقل ثلاثي الجليسريد الميكروسومي PYGL ، جليكوجين فسفوريلاز L GYS2 ، جليكوجين سينثيز 2 PKLR ، بيروفات كيناز ، الكبد وخلايا الدم الحمراء PEP ، فوسفولسيرين.

تنظم حالة التمثيل الغذائي الخلوي وحالة الطاقة بإحكام خطوة فسفوفركتوكيناز (PFK) في تحلل السكر ، مما يحد من تدفق حال السكر في الكبد (49). في المقابل ، تدخل المستقلبات المشتقة من الفركتوز إلى تجمع ثلاثي الفوسفات البعيد إلى PFK وبالتالي تتجاوز هذا القيد. نظرًا لأن تحلل الفركتوز الكبدي غير مقيد ، يمكن أن تؤدي أحمال الفركتوز إلى توسعات كبيرة وسريعة في أحواض الهكسوز وثالث الفوسفات ، مما يحتمل أن يوفر ركيزة متزايدة لجميع المسارات الأيضية للكربون المركزية ، بما في ذلك تحلل السكر ، وتكوين السكر ، وتكوين السكر ، وتكوين الدهون ، والفسفرة المؤكسدة.

يعتمد التخلص من الكربون المشتق من الفركتوز بين المسارات الأيضية الرئيسية على الحالة التغذوية الشاملة وحالة الغدد الصماء للحيوان بالإضافة إلى حالة نقاط التفتيش التنظيمية الرئيسية في التمثيل الغذائي الوسيط. على سبيل المثال ، في الحيوانات الجائعة ، تمنع المستويات المنخفضة من الفركتوز -2،6-ثنائي الفوسفات نشاط PFK وتحلل السكر وتنشط إنتاج الفركتوز -1،6-بيفوسفاتيز وإنتاج الجلوكوز (50). وهكذا ، في حيوان جائع ، يتم توجيه ثلاثي الفوسفات المشتق من الفركتوز بشكل تفضيلي من خلال مسار تكوين الجلوكوز (51 ، 52). قد يعتمد مصير الفركتوز المبتلع أيضًا على المغذيات المغطاة. على سبيل المثال ، يؤدي غرس التركيزات الفسيولوجية من الفركتوز إلى الفئران التي تتغذى والبشر إلى زيادة مستويات الجلوكوز واللاكتات في الدم دون التأثير على تراكم الجليكوجين في الكبد (53 ، 54). ومع ذلك ، عندما يتم غمر الفركتوز بالجلوكوز ، الذي يحفز إفراز الأنسولين ، يحدث تراكم ملحوظ للجليكوجين (55). يمكن أن يؤثر استهلاك الفركتوز المزمن على برامج التعبير الجيني الأيضي التي تؤثر بشكل أكبر على التخلص من الفركتوز. سيتم وصف هذه الآليات بمزيد من التفصيل أدناه.

على الرغم من أن الكبد يستقلب غالبية الفركتوز المبتلع ، إلا أن الأمعاء نفسها يمكنها استقلاب ما يصل إلى 30٪ من حمل الفركتوز الفموي (56 ، 57). يتم التعبير عن جميع الإنزيمات المحللة للفركتوليت بشكل كبير في الأمعاء الدقيقة وخاصة في الصائم ، حيث لوحظ أعلى مستويات GLUT5 (58). على غرار GLUT5 ، يزيد التعبير المعوي عن الإنزيمات المحللة للفركتوليت والجلوكوز بما في ذلك الجلوكوز 6 فوسفاتاز (G6PC) عند التغذية بالفركتوز (59) ويعتمد على نشاط GLUT5 و KHK (60). ومع ذلك ، فإن معظم الفركتوز الأكل لا يتم استقلابه في الأمعاء بل يمر عبر الوريد البابي إلى الكبد (61، 62).

بالإضافة إلى توفير ركيزة لعمليات التمثيل الغذائي ، فإن استقلاب الفركتوز الكبدي يولد نواتج أيضية محددة تؤدي أيضًا وظائف الإشارة (الشكل 2). الأهم من ذلك ، أن F1P ، المستقلب الخاص بالفركتوز الذي تنتجه KHK ، يمارس تحكمًا تنظيميًا إيجابيًا قويًا على GCK من خلال تعزيز إطلاقه من بروتين GCK التنظيمي المثبط (GCKR). GCKR يعزل GCK في حالة غير نشطة في النواة (63-65). الكميات "التحفيزية" من الفركتوز ، جزئيًا من خلال تنشيط GCK ، يمكن أن تعزز امتصاص الجلوكوز الكبدي والفسفرة ، مما يؤدي إلى تراكم الجليكوجين السريع (66). قد يعزز F1P أيضًا تخليق الجليكوجين عن طريق تثبيط فسفوريلاز الجليكوجين (67 ، 68). أخيرًا ، يقوم F1P أيضًا بتنشيط كيناز البيروفات بشكل مغاير ، وهي الخطوة النهائية في تحلل السكر ، مما يساهم في زيادة مستويات اللاكتات المنتشرة بعد تناول الفركتوز (69). في كبد القوارض ، تزيد مستويات F1P الكبدية بمقدار 10 أضعاف إلى حوالي 1 ملم في غضون 10 دقائق بعد تناول الفركتوز وتظل مرتفعة لعدة ساعات (70). تركيزات F1P التي تبلغ 200 ميكرومتر فقط كافية للتخفيف من التأثير المثبط لـ GCKR على GCK (71). وبالتالي ، من المرجح أن يكون لابتلاع الفركتوز تأثيرات سريعة وقوية ومستمرة على امتصاص الجلوكوز الكبدي والتمثيل الغذائي الوسيط.

برامج التعبير الجيني التي يسببها الفركتوز. ينشط استقلاب الفركتوز عوامل النسخ بما في ذلك ChREBP و SREBP1c ومُنشطهما PGC1β لتنظيم التعبير الجيني للإنزيمات الأيضية التي تساهم في تحلل الفركتوز وتحلل السكر وتكوين الدهون وإنتاج الجلوكوز. تساهم مسارات التمثيل الغذائي هذه في التنكس الدهني ، وتعبئة VLDL وإفرازه ، بالإضافة إلى إنتاج الجلوكوز وتوليد الدهون الوسيطة التي قد تؤثر على حساسية الأنسولين الكبدي والعمليات البيولوجية الأخرى. ACACA ، acetyl-CoA carboxylase α FASN ، سينسيز الأحماض الدهنية GPAT ، الجلسرين -3-فوسفات أسيل ترانسفيراز AGPAT ، أسيل جلسرين-3-فوسفات أسيل ترانسفيراز DGAT ، دياسيل جليسيرول أسيل ترانسفيراز DAG ، دياسيل جليسيرول.

في حين أن الكفاءة والسرعة التي يمكن للكبد أن يستخلص بها وابتلاع الفوسفوريلات الفركتوز مهمان على الأرجح لدوره في دمج استقلاب الوقود الغذائي والنظامي ، فإن هذا التمثيل الغذائي القوي قد يكون له أيضًا عواقب وخيمة. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي الانخفاض في الفوسفات الحر داخل الخلايا بسبب فسفرة الفركتوز الكبدي السريع إلى زيادة إنتاج حمض اليوريك من خلال تنشيط AMP deaminase ، مما يؤدي إلى هدم AMP إلى حمض اليوريك (72 ، 73). قد تحفز التغذية بالفركتوز أيضًا تخليق البيورين ، مما يساهم في إنتاج حمض اليوريك (74). زيادة مستويات حمض البوليك المنتشر تزيد من خطر الإصابة بالنقرس ، وهي حالة تتميز بالتهاب مؤلم بسبب ترسب بلورات حمض اليوريك في المفاصل. في الواقع ، تشير مجموعة متزايدة من الأدلة إلى أن تناول السكر عامل خطر للإصابة بالنقرس (75). علاوة على ذلك ، ترتبط مستويات حمض اليوريك المرتفعة في الدم والنقرس بعوامل خطر أخرى لأمراض القلب في مجموعات سكانية متنوعة (76-78). تشير مجموعة كبيرة من الأعمال إلى أن زيادة مستويات حمض البوليك قد تنظم بشكل مستقل جوانب مهمة من التمثيل الغذائي وتساهم في مخاطر استقلاب القلب (79 - 83). ومع ذلك ، فإن دراسات التوزيع العشوائي المندلية لا تدعم بقوة الدور السببي لتعميم حمض البوليك في التوسط في أمراض القلب والأوعية الدموية (84). قد يكون الارتباط بين مستويات حمض اليوريك ومخاطر استقلاب القلب غير مباشر وقد يعكس تنشيط عمليات متميزة تنظمها الفركتوز والتي تساهم في إنتاج حمض البوليك ومخاطر استقلاب القلب.

يقع الكبد في مفترق طرق التمثيل الغذائي وهو أمر حاسم لقياس استهلاك المغذيات ودمج حالة المغذيات المحيطية لتنظيم تخزين الوقود النظامي مقابل التزويد. بينما تساعد الهرمونات مثل الأنسولين والجلوكاجون في إبلاغ الكبد بحالة الوقود الجهازي ، فإن الكبد أيضًا مهيأ جيدًا لدمج الإشارات المشتقة مباشرة من ركائز الوقود. بهذا المعنى ، قد تعمل خصائص إشارات F1P المشتق من الفركتوز ، وخاصة تنظيمها لنشاط GCK ، كآلية متطورة تسمح للكبد باستخدام استقلاب الفركتوز "لاستشعار" السكر (أي السكروز أو شراب الذرة عالي الفركتوز) استهلاك. يحدث التنشيط الفسيولوجي القوي للـ GCK الكبدي فقط عند استهلاك السكريات المحتوية على الفركتوز. يعزز هذا التنشيط امتصاص وتخزين الجلوكوز الكبدي الصافي مثل الجليكوجين والدهون. ومن المثير للاهتمام ، في المستويات فوق الفيزيولوجية / المرضية ، أن الجلوكوز نفسه يمكن أن يفصل GCK عن GCKR وقد يساهم في زيادة نشاط GCK الكبدي الموصوف في مرضى السكر البدناء وفي النماذج الوراثية للسمنة ومرض السكري (85 ، 86). وبالتالي ، في حالة الإصابة بمرض السكري غير المنضبط ، قد يشعر الكبد بشكل شاذ بارتفاع السكر في الدم كحالة من زيادة استهلاك السكر. قد يكون فهم التأثيرات الأيضية لـ "استشعار السكر" الكبدي نتيجة لفهم الفيزيولوجيا المرضية لمرض السكري وارتفاع السكر في الدم.

يوجد KHK كإثنين من الأشكال الإسفينية المقسمة بشكل بديل يتم إنتاجهما عن طريق الاستبعاد المتبادل للإكسونات المجاورة 3C و 3 A داخل KHK الجين (87 ، 88). يتم التعبير عن الشكل الإسوي "A" في كل مكان ولكن له نشاط منخفض بسبب التقارب المنخفض نسبيًا لركائزه (كم = 8 ملم) (89). يقتصر التعبير عن الشكل الإسوي "C" بشكل أساسي على الأنسجة الأيضية بما في ذلك الكبد والكلى والأمعاء ، وهذا الشكل الإسوي له انجذاب أكبر للفركتوز (كم = 0.8 ملم) (89 ، 90). تمت حماية الفئران التي تعاني من نقص في كلا الشكلين الإسفيني تمامًا من أمراض التمثيل الغذائي التي يسببها الفركتوز على الرغم من زيادة مستويات الفركتوز في الدم بشكل ملحوظ (91). وبالتالي ، فإن ارتفاع سكر الفاكهة في الدم بحد ذاته ليس ضارًا ، بل إن استقلاب الفركتوز ضروري لمرض التمثيل الغذائي الناجم عن الفركتوز. تؤدي طفرات فقدان الوظيفة في KHK إلى اضطراب بشري حميد بيلة الفركتوز الأساسية ، والتي تتميز بضعف التمثيل الغذائي للفركتوز الكبدي مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات الفركتوز في الدم والبول بعد استهلاك السكروز أو الفركتوز (92). تمشيا مع الملاحظات في الفئران ، لا توجد آثار صحية ضارة موثقة لوحظت في الأشخاص الذين يعانون من هذه الحالة. إجمالاً ، تشير هذه النتائج إلى أن تثبيط إنزيم KHK قد يكون استراتيجية علاجية آمنة للوقاية من أمراض التمثيل الغذائي التي يسببها الفركتوز.

على النقيض من حذف KHK العالمي ، فإن الحذف الانتقائي للشكل الإسوي A يؤدي إلى تفاقم الآثار الأيضية الضارة لتغذية الفركتوز (91). تشير هذه النتائج إلى فرضيتين هامتين: (أ) استقلاب الفركتوز خارج الأنسجة التي تعبر عن الشكل الإسوي C غير مهمل ويساهم في إزالة الفركتوز لكامل الجسم ، و (ب) استقلاب الفركتوز داخل الأنسجة التي تعبر عن KHK-C أمر بالغ الأهمية للفركتوز - أمراض التمثيل الغذائي الناجمة عن. ويدعم ذلك البيانات الحديثة التي تظهر أن الضربة القاضية الانتقائية لـ KHK في كبد الفأر تحمي من التنكس الدهني الناجم عن الفركتوز (93). تشير البيانات الحديثة أيضًا إلى أن التضفير المتغير بين الأشكال الإسوية KHK-A و KHK-C قد يساهم في تطوير أمراض متميزة مثل سرطان الخلايا الكبدية وفشل القلب (94 ، 95).

عدم تحمل الفركتوز الوراثي (HFI) هو مرض وراثي وراثي متنحي نادر ينتج عن نقص الألدولاز ب (ALDOB) ، والذي يتم التعبير عنه بشكل كبير في الكبد والكلى والأمعاء الدقيقة (96). يصاب الأشخاص المصابون بـ HFI بألم في البطن ، والقيء ، والإسهال ، ونقص سكر الدم المصحوب بأعراض ، وفرط حمض يوريك الدم ، وربما فشل الكبد والوفاة بعد تناول الأطعمة التي تحتوي على الفركتوز أو السكروز أو السوربيتول (97). الآليات الدقيقة التي يتسبب بها نقص ALDOB في ظهور الأعراض ليست واضحة تمامًا. ان الدوب-نموذج الماوس الناقص يحاكي حالة HFI البشري (98). تفشل هذه الفئران في النمو وتموت عندما تتعرض لنظام غذائي عالي الفركتوز. ومن المثير للاهتمام ، أنه حتى مع اتباع نظام غذائي خالٍ من الفركتوز ، الدوب-تتطور الفئران التي تعاني من نقص في التنكس الدهني (98) ، ربما بسبب ضعف التمثيل الغذائي للفركتوز المركب داخليًا (99).

في حين أن الغالبية العظمى من الفركتوز المستقلب مشتق من مصادر غذائية للسكر ، فإن الحيوانات بما في ذلك البشر قادرة على تصنيع الفركتوز داخليًا. مسار السوربيتول (بوليول) ، النشط في مجموعة واسعة من الأنسجة ، مسؤول عن تكوين الفركتوز الداخلي من الجلوكوز (100 ، 101). في هذا المسار ، يتم تقليل الجلوكوز أولاً إلى سوربيتول بواسطة اختزال الألدوز (102). ثم يتأكسد السوربيتول إلى سكر الفواكه بواسطة نازعة هيدروجين السوربيتول (103). من الناحية الفسيولوجية ، يعتبر الفركتوز المُصنَّع داخليًا هو المصدر الأساسي للطاقة للحيوانات المنوية وقد يكون مهمًا للخصوبة (104 - 106). قد تصنع المشيمة أيضًا السوربيتول الذي قد يستخدمه الجنين النامي لتخليق الفركتوز ، مما يشير إلى دور أوسع للفركتوز الداخلي في البيولوجيا الإنجابية والنمائية (107).

يزيد نشاط مسار السوربيتول أثناء ارتفاع السكر في الدم السكري (108). يعتبر تخليق الفركتوز الداخلي ومستقلبات البوليول من العوامل الرئيسية في تطور مضاعفات الأوعية الدموية الدقيقة لمرض السكري (109). ومن المثير للاهتمام أن تركيزات الفركتوز في السائل المنوي تزداد في داء السكري من النوع 1 وفي السمنة ، حيث يرتبط بخلل في معاملات الحيوانات المنوية (105 ، 110). لم يتم تناول ما إذا كان تخليق الفركتوز داخليًا بمعدلات كافية للمساهمة في جوانب أخرى من مخاطر استقلاب القلب الناجم عن الفركتوز. تؤدي جرعة الجلوكوز التي تعتمد على جرعة الجلوكوز إلى تحفيز اختزال الألدولاز في الأنسجة البشرية ، والتعرض المزمن لنظام غذائي عالي الجلوكوز يؤدي إلى تنشيط مسار البوليول في الفئران (99 ، 111). قد تكون هذه آلية يمكن من خلالها لفرط سكر الدم الشديد أن يؤدي إلى تفاقم مخاطر استقلاب القلب. بالإضافة إلى ذلك ، Lanaspa et al.تقرير أن إنتاج الفركتوز الداخلي وتنشيط KHK داخل الكلى يساهم في تطور اعتلال الكلية السكري (112). على الرغم من أن نازعة هيدروجين السوربيتول يتم التعبير عنها بمستويات عالية في الكبد البشري (113) ، فإن ما إذا كان هذا المسار نشطًا بشكل كافٍ في البشر للعب دور التمثيل الغذائي الضار سيتطلب مزيدًا من التحقيق.

كما هو مذكور أعلاه ، قد يكون للاستهلاك المفرط للفركتوز تأثيرات كبيرة على التمثيل الغذائي للدهون ، مما يساهم في حدوث تنكس دهني وزيادة مستويات الدهون الثلاثية المنتشرة في شكل بروتين دهني منخفض الكثافة (VLDL). ينتج تراكم الدهون الكبدية عن مزيج من زيادة تكوين الدهون في الكبد (DNL) ، وأسترة الأحماض الدهنية مسبقة التشكيل المشتقة من النظام الغذائي أو مخازن الدهون ، وانخفاض إفراز VLDL ، وانخفاض أكسدة الأحماض الدهنية الكبدية. يُلاحظ تنشيط برنامج إنتاج الدهون مباشرة بعد تحميل واحد من الفركتوز ويساهم في زيادة إفراز الدهون الثلاثية VLDL (114 ، 115). كما أن الفركتوز يثبط بشدة أكسدة الأحماض الدهنية الكبدية (116). وبالتالي ، يساهم الفركتوز في إنتاج الدهون الثلاثية في الكبد من خلال توفير ركيزة للأحماض الدهنية وتخليق الدهون الثلاثية ومن خلال تنشيط أنظمة الإشارات لتعزيز إنتاج الدهون (الشكل 2).

الكبد هو الموقع الأساسي لـ DNL ، وهي العملية التي يتم من خلالها تصنيع الأحماض الدهنية من السلائف الغذائية ، في الغالب الكربوهيدرات (117). نظرًا للاختلافات في الجلوكوز الكبدي وأيض الفركتوز ، يتوفر جزء أكبر من الفركتوز المشتق من النظام الغذائي من نواتج الجلوكوز للتحويل إلى دهون في الكبد عبر DNL في الحيوانات والبشر (20 ، 118 - 120). بالإضافة إلى ذلك ، فإن مستقلبات الفركتوز التي تدخل حوض ثلاثي الفوسفات تكون في حالة توازن مع الجلسرين 3-فوسفات ، والذي يستخدم لتخليق العمود الفقري للجليسرول في الدهون الثلاثية. علاوة على ذلك ، فإن المستقلب malonyl-CoA المتولد عن طريق DNL يحد من أكسدة الأحماض الدهنية عن طريق تثبيط carnitine palmitoyltransferase 1A (CPT1A) ، وهو الإنزيم المطلوب لنقل الأحماض الدهنية إلى الميتوكوندريا (121). يزيد تثبيط CPT1A من توافر الأحماض الدهنية لإنتاج الدهون الثلاثية. يمكن دمج الدهون الثلاثية في قطرات الدهون ، مما يؤدي إلى تنكس دهني ، أو يمكن دمجه في VLDL وإفرازه من الكبد.

بالإضافة إلى توفير الركيزة لتكوين الدهون ، يزيد استهلاك الفركتوز المزمن من تنظيم النسخ لـ DNL عن طريق تنشيط عوامل النسخ الرئيسية ، بما في ذلك عنصر الستيرول التنظيمي - البروتين الرابط 1c (SREBP1c) والبروتين الرابط المستجيب للكربوهيدرات (ChREBP) (122). يعزز SREBP1c تخليق الدهون ويتم تنظيمه على مستويات النسخ وما بعد الترجمة بواسطة العناصر الغذائية والهرمونات. الأنسولين هو منشط هرموني رئيسي لـ SREBP1c الكبدي (123 ، 124). على الرغم من أن التغذية الحادة بالفركتوز لا تحفز بشكل مباشر إفراز الأنسولين ، فإن تناول الفركتوز المزمن يمكن أن يؤدي إلى فرط أنسولين الدم ، مما قد يزيد من التعبير الكبدي SREBP1c وتنشيطه (125 ، 126). قد ينشط الفركتوز أيضًا SREBP1c بشكل مستقل عن الأنسولين ، نظرًا لأن SREBP1c يستجيب للتغذية عالية الفركتوز في فئران مستقبلات الأنسولين الخاصة بالكبد (LIRKO) (125). قد يؤدي استهلاك الفركتوز أيضًا إلى تعزيز إجهاد ER ، مما قد يؤدي إلى حدوث انشقاق بروتيني لـ SREBP1c وبرنامج إنتاج الدهون (127 ، 128). قد يؤدي إجهاد ER الناجم عن الفركتوز أيضًا إلى تعزيز تكوين الدهون عن طريق تنشيط عامل النسخ x بروتين ربط الصندوق 1 بشكل مستقل عن عوامل النسخ الشحمية الأخرى (129).

يجمع ChREBP مستقلبات الكربوهيدرات مع تخليق الدهون عن طريق تحفيز الإنزيمات المطلوبة لـ DNL (130). قد يقوم ChREBP أيضًا بقمع أكسدة الأحماض الدهنية عن طريق تقليل تنظيم الإنزيمات مثل CPT1A ، جزئيًا عن طريق استعداء مستقبلات البيروكسيسوم المنشط α (PPARα) ، وهو منظم نسخ رئيسي لبرنامج جين أكسدة الأحماض الدهنية (131 ، 132). يتم التعبير عن ChREBP بشكل كبير في الأنسجة الأيضية الرئيسية ، بما في ذلك الكبد والأنسجة الدهنية والأمعاء الدقيقة وجزر البنكرياس والكلى ، حيث ينظم التمثيل الغذائي للكربوهيدرات بطريقة مستقلة عن الأنسولين (37 ، 125 ، 130). تشير ملاحظة أن الفئران التي تعاني من نقص في ChREBP لا تتسامح مع الأنظمة الغذائية التي تحتوي على الفركتوز ولكن ليس للوجبات الغذائية المحتوية على سكر العنب ، تشير إلى دور محدد لـ ChREBP في تنظيم استقلاب الفركتوز (37 ، 133). علاوة على ذلك ، كان نشاط ChREBP أعلى بشكل ملحوظ في الفئران التي تغذت على نسبة عالية من الفركتوز مقارنة مع الأنظمة الغذائية عالية الجلوكوز المتساوية (126). لقد أظهرنا مؤخرًا أن تناول الفركتوز ، ولكن ليس الجلوكوز ، يؤدي بشكل حاد وقوي إلى تحفيز التعبير الكبدي عن الشكل الإسوي ChREBP-القوي جنبًا إلى جنب مع أهدافه المكونة للدهون ، والمحللة للفواكه ، والمحللة للجلوكوز (133 ، 134). تظل الآلية التي من خلالها تنشط مستقلبات السكر في ChREBP مثيرة للجدل ولكنها تنطوي على تنشيط خيفي بواسطة الجلوكوز 6 فوسفات بالإضافة إلى التعديل بواسطة مستقلبات الكربوهيدرات الأخرى والتعديلات اللاحقة للترجمة (135 - 137). ضربة قاضية لـ ChREBP باستخدام أليغنوكليوتيدات مضادة للحساسية (ASOs) في الفئران التي تتغذى على الفركتوز ، قللت من مستويات الدهون الثلاثية المنتشرة وأكدت دور ChREBP في خلل شحميات الدم بوساطة الفركتوز ، على الرغم من أن التنكس الدهني لم يتأثر (138). تمشيا مع هذا ، حددت GWAS العديد من النيوكلوتايد المشتركة داخل تشريب الموضع المرتبط بزيادة الدهون الثلاثية في الدم وانخفاض مستويات الكوليسترول الحميد (139 ، 140).

إن التأثير الانتقائي لضربة قاضية لـ ChREBP على تداول الدهون الثلاثية ولكن ليس التنكس الدهني في التجربة الموضحة أعلاه يسلط الضوء على حقيقة أن تراكم الدهون في قطرات الدهون وإفراز VLDL هما عمليتان متميزتان. ينظم ChREBP بشكل فعال DNL ، ويرتبط DNL الناجم عن الفركتوز بقوة مع فرط ثلاثي جليسريد الدم الناجم عن الفركتوز (141). ومع ذلك ، في الكائنات البشرية الدهنية ، تساهم الأحماض الدهنية المشتقة من DNL بجزء ضئيل من الأحماض الدهنية في VLDL (142) ، ولا يزال الارتباط الميكانيكي بين إفراز DNL و VLDL غير مؤكد. علاوة على ذلك ، قد يكون لـ ChREBP تأثيرات لزيادة الدهون الثلاثية المتداولة بشكل مستقل عن زيادة إفراز VLDL. قد يقوم ChREBP بمعالجة التعبير عن صميم البروتين الشحمي APOC3 وكذلك الأنجيوبويتين الشبيه 8 (ANGPTL8) ، وكلاهما قد يثبط ليباز البروتين الدهني ويحد من تخليص VLDL (المراجع 143 ، 144 ، والشكل 3). وبالتالي ، من الممكن أن تؤدي التغذية عالية الفركتوز إلى زيادة VLDL المنتشر عن طريق تعزيز إنتاج VLDL وإفرازه وتقليل تصفية VLDL ، ولكن لا يزال يتعين تحديد الآليات الدقيقة.

عواقب الإفراط في استهلاك الفركتوز. قد يساهم استقلاب الفركتوز في أنسجة التمثيل الغذائي الرئيسية بما في ذلك الأمعاء الدقيقة والكبد والكلى في عوامل خطر استقلاب القلب المتنوعة بما في ذلك التنكس الدهني وزيادة إنتاج الجلوكوز وزيادة شحوم الدم وزيادة السمنة وارتفاع ضغط الدم. يوفر الفركتوز ركيزة لعمليات التمثيل الغذائي التي تساهم في مخاطر استقلاب القلب وتشارك أنظمة الإشارات الخلوية والهرمونية التي تنظم هذه العمليات الأيضية والمرضية. LPL ، ليباز البروتين الدهني.

مُنشط PPARγ 1β (PGC1β) هو مُنشِط نسخي يزيد من نشاط عوامل النسخ الرئيسية المتعددة ، مثل PPARγ و PPARα والمستقبلات المرتبطة بالإستروجين (ERRs) ومستقبل الكبد X (LXR) (145 ، 146). يمكن لـ PGC1β أيضًا ربط SREBP1 و ChREBP وتعزيز نشاط النسخ (147 ، 148). ASOs التي تستهدف PGC1β حالت دون تعبير SREBP1c وتكوين الدهون ، مما أدى بدوره إلى انخفاض تراكم الدهون في كبد الفئران التي تتغذى على الفركتوز. كما منعت ASOs التي تستهدف PGC1β الزيادات في السمنة ، ونسبة السكر في الدم ، والأنسولين في البلازما والدهون الثلاثية في الفئران التي تتغذى على الفركتوز. وبالتالي ، فإن PGC1β في وضع فريد لتنظيم أنشطة ChREBP و SREBP1c بشكل منسق في سياق التغذية عالية الفركتوز.

زيادة استهلاك السكر والفركتوز متورط في كل من التنكس الدهني البسيط والتقدم نحو أشكال أكثر تقدمًا من مرض الكبد الدهني غير الكحولي (NAFLD) ، بما في ذلك التهاب الكبد الدهني غير الكحولي والتليف وسرطان الخلايا الكبدية (149). تحدث خطوات مهمة في تخليق DNL و VLDL في غشاء ER ، وقد يؤدي تكوين الدهون الناتج عن الفركتوز إلى إجهاد ER واستجابة إجهاد ER (150). علاوة على ذلك ، قد تساهم عناصر الإشارة في استجابة الإجهاد ER في التسبب في NAFLD وتطوره (151). العمل الأخير من Zhang et al. يقترح أن ChREBP قد يحمي الكبد من إجهاد ER الناجم عن الفركتوز والتهاب الكبد (152). ومع ذلك ، فقد لاحظنا مؤخرًا أن الفئران المصابة بالضربة القاضية لـ ChREBP الخاصة بالكبد لا تصاب بإجهاد ER أو التهاب كبدي عند تحدي الأنظمة الغذائية عالية الفركتوز (38). تتطلب الآليات التي قد يساهم الفركتوز من خلالها في تطور NAFLD مزيدًا من البحث.

لا يحفز الفركتوز بشكل مباشر إفراز الأنسولين لخلايا البنكرياس (153 ، 154). ومع ذلك ، فإن التغذية عالية الفركتوز تحفز فرط أنسولين الدم في النماذج الحيوانية. علاوة على ذلك ، يكون فرط أنسولين الدم أكثر وضوحًا في نماذج القوارض التي تحتوي على نسبة عالية من الفركتوز مقارنةً بالتغذية عالية الدكستروز على الرغم من الزيادات المماثلة في وزن الجسم والسمنة (155 ، 156). وبالمثل ، فإن تغذية الفركتوز بفرط السعرات الحرارية تزيد من دوران الأنسولين في البشر (157). قد يكون فرط أنسولين الدم الناجم عن الفركتوز ، والذي غالبًا ما يُعتبر بديلاً لمقاومة الأنسولين ، نتيجة لمقاومة الأنسولين في بعض تركيبات الكبد والعضلات و / أو الأنسجة الدهنية.

لا تزال الآليات التي تسبب بها التغذية عالية الفركتوز فرط أنسولين الدم ومقاومة الأنسولين غير مؤكدة. قد يساهم التنكس الدهني الناجم عن الفركتوز في مقاومة الأنسولين الكبدي من خلال زيادة تراكم ثنائي أسيل الجلسرين الكبدي ، وتنشيط PKC ، وضعف تنشيط Akt2 بوساطة الأنسولين (158-160). ومع ذلك ، ما إذا كان التنكس الدهني نفسه يمكن أن يسبب مقاومة الأنسولين الكبدي يظل أمرًا مثيرًا للجدل (131 ، 161). بالإضافة إلى دور ChREBP في خلل شحميات الدم الناجم عن الفركتوز ، Erion et al. أظهر أن ضربة قاضية لـ ChREBP عززت حساسية الأنسولين المحيطية في الفئران التي تتغذى على نسبة عالية من الفركتوز (138). ما إذا كان التحسن في حساسية الأنسولين المحيطي مرتبطًا بشكل مباشر بالتحسن في مستويات الدهون المنتشرة أو السمنة غير مؤكد. لقد أظهرنا مؤخرًا أنه في حين أن ChREBP الكبدي ضروري للتنظيم بوساطة الفركتوز للأنزيمات المحللة للفركتوز والإنزيمات المحللة للجلوكوز والشحوم ، فإن ChREBP توسط أيضًا في تنظيم G6PC ، الإنزيم النهائي في إنتاج الجلوكوز (133). لقد أظهرنا أن الزيادة التي يسببها الفركتوز ، بوساطة ChREBP في نشاط G6PC هي محدد رئيسي لإنتاج الجلوكوز الداخلي. علاوة على ذلك ، قام الفركتوز بتنشيط ChREBP وحفز G6PC في غياب FOXO1a ، مما يشير إلى أن التنشيط المدفوع بالركيزة لـ ChREBP و G6PC لتعزيز إنتاج الجلوكوز يهيمن على التأثيرات القمعية للأنسولين (133). يتم حفظ محور إشارات ChREBP / G6PC أيضًا في البشر. تتوافق هذه النتائج مع دراسات التدخل الغذائي في البشر والتي تشير إلى أن إما استبدال اليوكالوريك أو إضافة الفركتوز مفرط السعرات الحرارية قد يكون لهما تأثيرات أكثر أهمية على مقاومة الأنسولين الكبدي من مقاومة الأنسولين المحيطية (157). ومع ذلك ، نظرًا لأن فرط أنسولين الدم نفسه يمكن أن يحفز مقاومة الأنسولين المحيطية (162 ، 163) ، فإننا نتوقع أن فرط أنسولين الدم المزمن الذي يعوض إنتاج الجلوكوز الناجم عن الفركتوز قد يؤدي لاحقًا إلى مقاومة الأنسولين المحيطية. هذه الفرضية لا تزال قيد الاختبار تجريبيا.

ترتبط زيادة استهلاك SSB والإفراط في استهلاك الفركتوز باستمرار بزيادة السمنة ، والتي قد تُعزى إلى زيادة تناول السعرات الحرارية بالإضافة إلى التأثيرات على توازن الطاقة وتقسيم العناصر الغذائية التي لا تعتمد على السعرات الحرارية المتناولة. يعد الفركتوز من بين أحلى أنواع السكريات ، كما أن الحلاوة عمومًا تزيد من استساغة الطعام. من المحتمل أن يساهم هذا في إضافة السكريات المحتوية على الفركتوز مثل السكروز وشراب الذرة عالي الفركتوز إلى الإمدادات الغذائية. قد يؤدي تحسين الاستساغة إلى زيادة سلوك التغذية وبالتالي تشجيع الإفراط في تناول الطعام (164). علاوة على ذلك ، يمكن للفركتوز والسكروز تعزيز الاستساغة والحث على سلوكيات شبيهة بالإدمان مثل الإفراط في تناول الطعام والاعتماد جزئيًا عن طريق تحفيز مسارات الدوبامين (165-168). بعيدًا عن قيمة المتعة للفركتوز ، تمت أيضًا دراسة ما إذا كان الفركتوز يؤثر على أنظمة إشارات إضافية لتنظيم الشهية وسلوك التغذية. على سبيل المثال ، قد تؤدي التغذية عالية الفركتوز إلى مقاومة اللبتين ، والتي بدورها قد تؤدي إلى زيادة تناول الطعام والسمنة (169 ، 170). بالإضافة إلى ذلك ، يقلل الفركتوز الغذائي من نزوح اللبتين مقارنةً بالجلوكوز الغذائي متساوي التركيز ، كما أن الفركتوز أقل فعالية من الجلوكوز في تثبيط هرمون جريلين (171). في الأشخاص ، يكون للفركتوز مقابل تناول الجلوكوز تأثيرات تفاضلية على تدفق الدم تحت المهاد وتفاعل القشرة الدماغية مع إشارات الطعام ، مما يشير إلى احتمال أن يكون للفركتوز والجلوكوز تأثيرات مميزة على وظائف المخ والتي قد تؤثر على سلوك التغذية (172 ، 173). لا تزال الآليات التي ينظم بها الفركتوز والجلوكوز بشكل مختلف الشهية وسلوك التغذية بحاجة إلى تحديد.

غالبًا ما توثق الدراسات المستقبلية التي يتم فيها إضافة الفركتوز الزائد على الوجبات الغذائية المعتادة التخفيضات التلقائية في أشكال أخرى من استهلاك السكر ، مما يشير إلى آليات ردود فعل قوية تنظم بشكل خاص استهلاك السكر (141). قد تساهم هذه الآليات التعويضية في صعوبات في تقييم استهلاك السكر الغذائي بدقة في كل من الدراسات القائمة على الملاحظة والتدخل. FGF21 هو هرمون مشتق من الكبد ينظم توازن الطاقة والجلوكوز والدهون وقد يشارك أيضًا في آلية التغذية الراجعة التي تنظم اختيار المغذيات الكبيرة (المراجع 174 - 178 والشكل 3). ترتبط زيادة FGF21 في الدورة الدموية بعوامل خطر استقلاب القلب بما في ذلك السمنة ، NAFLD ، داء السكري من النوع 2 ، ومقاومة الأنسولين (179-181). FGF21 هو هدف نسخ ChREBP (182) ، ويؤدي تناول الفركتوز بشكل حاد وقوي إلى تحفيز تعميم FGF21 ، في حين أن الاستجابة لابتلاع الجلوكوز أقل جوهرية وتتأخر (175). قد يحمي FGF21 المنتشر الناجم عن الفركتوز الكبد من مرض التمثيل الغذائي الناجم عن الفركتوز (183). ومن المثير للاهتمام أن البيانات المأخوذة من نماذج حيوانية تشير إلى أن FGF21 المتداول بفعل السكر قد يشير إلى الدماغ لقمع استهلاك السكر الإضافي (184 ، 185). تدعم GWAS أيضًا دور FGF21 في تفضيل المغذيات الكبيرة ، كمتغيرات في (فغف 21 يرتبط الموضع بزيادة استهلاك الكربوهيدرات الغذائي مقارنة بالدهون الغذائية لدى البشر (186 ، 187). ومع ذلك ، فإن المتغيرات المرتبطة بزيادة استهلاك الكربوهيدرات ترتبط أيضًا بزيادة مستويات FGF21 المتداولة ، والتي لا تتوافق مع نموذج التغذية الراجعة السلبية. ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهم دور FGF21 في سياق زيادة استهلاك السكر والفركتوز.

تتميز الآليات التي يساهم الفركتوز من خلالها في تطور ارتفاع ضغط الدم بأنها أقل تميزًا من تأثيرها على توازن الجلوكوز والدهون. يمكن أن تؤدي التغذية عالية الفركتوز في القوارض إلى زيادة امتصاص الملح المعوي جزئيًا من خلال تحريض مبادل الأنيون المعوي ، Slc26a6 (188). علاوة على ذلك ، يتم منع هذا الاستقراء وارتفاع ضغط الدم المرتبط به في الفئران المصابة بالضربة القاضية GLUT5 (188). ومع ذلك ، فإن هذه النتائج مرتبكة بسبب حقيقة أن الفئران المصابة بالضربة القاضية GLUT5 تعاني من سوء امتصاص عام وتصاب بالمرض عند مواجهة الفركتوز. افترض جونسون وزملاؤه أن فرط حمض يوريك الدم الناجم عن الفركتوز قد يضعف وظائف الكلى ، ويساهم في ارتفاع ضغط الدم (189). ومع ذلك ، كما نوقش أعلاه ، لا تدعم البيانات الجينية بقوة دورًا رئيسيًا لفرط حمض يوريك الدم في أمراض القلب والأوعية الدموية. نظرًا لأن الفركتوز يتم استقلابه بقوة في الكلى ، فقد تكون التغييرات التي تتم بوساطة الفركتوز في معالجة الملح الكلوي مهمة أيضًا. ومع ذلك ، فإن هذا لم يتم دراسته بدقة وهو مجال جاهز لمزيد من التحقيق.

إن الجمع بين البيانات الآلية التي تدعم دور الإفراط في تناول الفركتوز والبيانات الوبائية التي تدعم دور SSBs في تطوير أمراض القلب والأوعية الدموية يدعم التوصيات الغذائية الحديثة للحد من استهلاك السكر التي نشرتها العديد من وكالات الصحة العامة ، بما في ذلك جمعية القلب الأمريكية ، ومنظمة الصحة العالمية المنظمة ، واللجنة الاستشارية للمبادئ التوجيهية الغذائية (2 ، 190 ، 191). لا تزال الحدود الآمنة لاستهلاك السكر والتوصيات الملموسة لأهداف الحد من مخاطر القلب والأوعية الدموية محل نزاع. علاوة على ذلك ، لا يزال تنفيذ برامج فعالة لتغيير العادات الغذائية يمثل تحديًا. ومع ذلك ، تشير التقارير الأولية إلى أن "ضرائب السكر" قد تكون فعالة في تقليل استهلاك SSB (192 ، 193). سيحدد الوقت ما إذا كانت مثل هذه الأساليب يمكن أن تحسن النتائج الصحية. نأمل ، من خلال تحسين فهمنا للآليات الأساسية التي يمكن أن يتسبب بها السكر والفركتوز في إحداث المرض ، سنتمكن من تقديم مناهج مستنيرة وشاملة للتأثير على أوبئة التمثيل الغذائي الحالية لدينا.

هذا العمل مدعوم من قبل جمعية القلب الأمريكية 16CSA28590003 (إلى MAH و NMM) ، NIH R01DK100425 (إلى MAH) ، NIH 5T32HL069772-15 (إلى DEH) ، واتفاقية خدمة البحوث الزراعية بوزارة الزراعة الأمريكية 58-1950-4-003 (إلى NMM).


د. ريتش جوزيف يتحدث عن سبب عدم خلق الفواكه والخضروات على قدم المساواة

لقد طُلب منا جميعًا أن نأكل فواكهنا وخضرواتنا. ولكن هناك اختلافات كبيرة في كيفية تأثير هاتين المجموعتين من الأطعمة على صحتنا الأيضية.

ريتش جوزيف ، دكتوراه في الطب

مؤلف

[انقر أدناه للاستماع إلى نسخة صوتية من هذه المقالة.]

تم نشر هذه المقالة في الأصل على مدونة VIM ، موقع الدكتور جوزيف الذي يغطي الصحة واللياقة الأيضية. يتم إعادة نشرها هنا بإذن.

غالبًا ما يشارك مرضاي بحماس أنهم يستهلكون الكثير من الفواكه والخضروات. قال أحد المرضى مؤخرًا: "أنا آكل التفاح والموز والبطيخ كل يوم الآن". وأضاف في حيرة من أمره: "لكن ما زلت لا أستطيع التخلص من هذا الوزن".

يتدحرج القول المأثور "أكل الفواكه والخضروات" على اللسان بشكل انعكاسي. في معجمنا ، تتضافر الفواكه والخضروات معًا مثل السكين والشوكة والقشدة والسكر والملح والفلفل. ربما ناشدنا آباؤنا أن نأكل فواكهنا وخضرواتنا على مائدة العشاء. في المدرسة الابتدائية ، تعلمنا الفوائد الصحية للفواكه والخضروات. تم تعزيز ذلك من خلال حملات الصحة العامة ، التي بدأت في أوائل التسعينيات من خلال برنامج & # 82205 A Day For Better Health & # 8221 ، والذي تحول بعد ذلك إلى مبادرة Fruits & amp Veggies — More Matter. تشير الإرشادات الغذائية لعام 2020-2025 الصادرة عن وزارة الزراعة الأمريكية إلى أن الشخص البالغ الذي يستهلك 2000 سعر حراري يوميًا يجب أن يأكل كوبين ونصف من الخضار وكوبين من الفاكهة يوميًا. يمثل رمز MyPlate هذا بصريًا مع نصف طبق مليء بالفواكه والخضروات.

هذه النصيحة حسنة النية بالنظر إلى أن البالغين في الولايات المتحدة يبلغون حصة واحدة ضئيلة من الفاكهة ووجبة ونصف من الخضار يوميًا. تمتلئ الفواكه والخضروات بالعناصر الغذائية المعززة للصحة ومكافحة الأمراض. أفاد تحليل تلوي كبير لـ 26 دراسة ، والتي تضمنت ما مجموعه أكثر من 1.8 مليون مشارك ، أن تناول ما متوسطه خمس حصص من الفاكهة والخضروات يوميًا يرتبط بانخفاض خطر الوفاة بنسبة 13٪ مقارنة بتناول وجبتين فقط في اليوم. .إن تناول كميات كبيرة من الفاكهة والخضروات يمنح فوائد صحية ، ويقلل من خطر الإصابة بالأمراض ، وربما يزيد من طول العمر. ربما يكون "تناول المزيد من الفاكهة والخضروات" هو المبدأ الأكثر أمانًا في المشهد الغذائي الذي أربكه الجدل ، وانقسم إلى فصائل ، وتناثرت فيه الألغام الأرضية.

لكن الفواكه والخضروات ليست هي نفسها. إن تجميعهم معًا هو إستراتيجية مراسلة أولية للصحة العامة.

الفواكه والخضروات مميزة من الناحية النباتية. تتطور الفاكهة من زهرة النبات ، بينما يتم تصنيف الأجزاء الأخرى من النبات كخضروات. تحتوي الفاكهة (بما في ذلك الطماطم والأفوكادو والخيار) على بذور ، بينما يمكن أن تتكون الخضروات من الجذور والسيقان والأوراق.

يعرف أي شخص قد أكل قطعة من الأناناس ورأس من البروكلي أن طعم الفواكه والخضروات مختلف. تحتوي الفواكه عمومًا على نكهة حلوة أو لاذعة ويمكن استخدامها في الحلويات أو الوجبات الخفيفة أو العصائر. تتمتع الخضروات بمذاق أكثر اعتدالًا أو مالحًا وعادة ما تؤكل كجزء من طبق جانبي أو طبق رئيسي.

من المؤكد أن الفواكه والخضروات غنية بالفيتامينات والمعادن ومضادات الأكسدة ومنخفضة الصوديوم والدهون. لكن الخضروات بشكل عام أكثر كثافة بالمغذيات بالفيتامينات والمعادن الأساسية مثل البوتاسيوم وفيتامين ج ومضادات الأكسدة. تميل الفاكهة إلى احتوائها على كمية أعلى من السكر والسعرات الحرارية ، نظرًا لمذاقها الحلو ، مقارنة بمعظم أنواع الخضروات. كوب واحد من هذا الأناناس يحتوي على 82 سعرة حرارية و 16 جرامًا من السكر مقارنة بـ 31 سعرًا حراريًا و 2 جرامًا من السكر لكل كوب من البروكلي.

بسبب الاختلافات في الكيمياء الحيوية الغذائية ، يتم استقلاب الفواكه والخضروات بشكل مختلف. مقارنة بمعظم الخضراوات ، ولا سيما الأنواع الورقية الخضراء ، فإن الفاكهة مليئة بالفركتوز ، وهو سكر بسيط يتم استقلابه بشكل حصري تقريبًا عن طريق الكبد ، حيث يعزز تخليق الدهون وتخزينها. على النقيض من ذلك ، فإن الجلوكوز المقابل له ولكن المتميز يرفع مستويات السكر في الدم لدينا ، وبمساعدة الأنسولين ، يدخل كل خلية في أجسامنا لتوفير الطاقة.

في تاريخنا التطوري ، كان الحلو طعم نادر موجود في خلية نحل أو فاكهة موسمية. كان من المعروف أن أحلى ثمار الطبيعة يصعب على أسلافنا الوصول إليها. تنمو الفاكهة الاستوائية مثل المانجو والبابايا والأناناس والموز عالياً على الأشجار. عادة ، يتم تغليفها بجلود صلبة أو قذائف يصعب اختراقها. كان العمل الجسدي للحصول على الثمار وفتحها هو الطريقة الوحيدة لمكافأة الرحيق في الداخل. في الوقت الحاضر ، تصطف حصص ضخمة من الفاكهة الطازجة المقطعة بشكل انتقائي على رفوف السوبر ماركت المحلي.

يفترض العلماء أن قدرتنا على تحويل الفركتوز في الفاكهة إلى دهون تمنح ميزة تطورية - مصدر طاقة احتياطي - للبقاء على قيد الحياة في فترات المجاعة. ومع ذلك ، من الواضح بشكل متزايد أن أجسامنا غير مهيأة للتعامل مع الأحمال الزائدة من السكر والفركتوز على وجه الخصوص. على الرغم من أننا غالبًا ما نميز هذه السكريات "الطبيعية" في الفاكهة عن السكريات المضافة في الأطعمة المصنعة ، فإن أجسامنا لا تميز بين جزيء الفركتوز أو الجلوكوز أو السكروز أو أي جزيء سكر آخر تستهلكه.

على الرغم من أنها ليست القوة الدافعة بأي حال من الأحوال ، إلا أن الاستهلاك المفرط للفاكهة لا يساعد في الحد من وباء السمنة والأمراض الأيضية. بالطبع ، الفاكهة هي بديل صحي للحلويات والأطعمة السريعة ، لكن تناول الفاكهة طوال اليوم يجعل فقدان الوزن أمرًا صعبًا. بعد كل شيء ، يأتي الموز مع نفس كمية الكربوهيدرات مثل شريحتين من الخبز. والفاكهة ، عند تناولها بمفردها ، تسبب ارتفاع السكر في الدم مما يؤدي إلى الرغبة الشديدة في تناول الأطعمة التي ترفع نسبة السكر في الدم بسرعة مرة أخرى - شيء حلو ، مثل المزيد من الفاكهة. قد يؤدي فرط الفركتوز في الواقع إلى زيادة شهيتنا عن طريق زيادة هرمون الجريلين ، وهو الهرمون المحفز للجوع ، وتقليل هرمون الليبتين ، وهو الهرمون الذي يشير إلى الشبع. وينشط الفركتوز بشكل تفضيلي مراكز المكافأة في الدماغ ، والتي تكمن وراء تلك الرغبة الشديدة في تناول الحلويات.

تسبب الأحمال العالية من الفركتوز التهابًا خلويًا وتحفز تخزين الطاقة على شكل دهون. يمكن أن يؤدي تراكم الدهون أو التنكس الدهني في الكبد إلى التهاب الكبد الدهني غير الناجم عن شرب الكحول والذي غالبًا ما يكون أول مظهر من مظاهر عدم التنظيم الأيضي. ما يسمى بالمتلازمة الأيضية ، والتي تبدأ بمقاومة الأنسولين ، هي السبب الجذري للأسباب الرئيسية القاتلة في المجتمع الحديث - أمراض القلب والأوعية الدموية ، والعديد من أنواع السرطان ، ومرض الزهايمر. يعود هذا الخلل في عملية التمثيل الغذائي بشكل عام إلى الأطعمة التي نتناولها.

لكي نكون واضحين ، فإن الحزمة الغذائية الإجمالية التي يكمن فيها السكر هي الأكثر أهمية. يزيد الفركتوز المكرر والمضاف ، وخاصة في شكل شراب الذرة عالي الفركتوز ، من خطر الإصابة بمرض السكري وأمراض القلب. يعتبر شرب السكر - على شكل مشروبات مُحلاة بالسكر وعصير الفاكهة - أكبر مضر للصحة لأن تركيز وسرعة امتصاص الفركتوز يحتمل أن يؤديا إلى مقاومة الأنسولين وخلل شحوم الدم. الفاكهة الكاملة هي بالتأكيد أقل الجناة ضررًا. تعمل الألياف الموجودة في التفاح كله على تنظيم عملية الهضم وزيادة الشعور بالشبع وإبطاء تكسير وامتصاص السكر في مجرى الدم. ونظرًا لارتفاع محتوى الماء والألياف الذي لا يشجع على الإفراط في استهلاك الفاكهة الكاملة ، فمن المنطقي أن تجد بعض الدراسات ارتباطًا بين استهلاك الفاكهة وفقدان الوزن.

لكن التغذية السليمة تتطلب الفروق الدقيقة ، وليس اللقطات الصوتية والشعارات. معظم دراسات التغذية التي نبني عليها توصياتنا الغذائية هي دراسات قائمة على الملاحظة ، وتستند إلى البيانات الوبائية التي لا يمكن بحكم تعريفها إثبات أن تناول المزيد من الفاكهة والخضروات يقلل من خطر الوفاة. وقد جمعت معظم هذه الدراسات استهلاك الفاكهة والخضروات معًا ، على الرغم من هذه الاختلافات المهمة. تم تربية هذا التفاحة الكاملة المذكورة أعلاه بشكل انتقائي لتكون أكبر بكثير وأحلى وأكثر لمعانًا من أسلافها البرية. الإفراط في تناول الفاكهة يمكن أن يساهم بشكل كبير في 150 رطلاً من السكر الذي يستهلكه الأمريكيون في المتوسط ​​كل عام.

بالنظر إلى السكر المفرط في بيئتنا الغذائية الحالية ، أطلع مرضاي على مؤشر نسبة السكر في الدم ، وهو مقياس رقمي يصف مدى سرعة تحلل الأطعمة إلى سكريات بسيطة في جسمك. الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من الكربوهيدرات المعقدة مثل الحبوب الكاملة والغنية بالألياف لها مؤشر نسبة السكر في الدم منخفض. على النقيض من ذلك ، فإن الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من الكربوهيدرات البسيطة (مثل السكر) وقليلة الألياف لها مؤشر نسبة السكر في الدم مرتفع. التوت والحمضيات التي تعتبر حامضة أكثر من الحلوة تحتوي على نسبة أقل من السكر ومؤشر نسبة السكر في الدم أقل مقارنة بالفواكه الاستوائية مثل الموز والمانجو والأناناس. إن اختيار الأطعمة منخفضة نسبة السكر في الدم يحافظ على استقرار مستويات الطاقة لدينا ويقلل من جرعات كبيرة من الفركتوز ، والتقلبات التي تسبب الرغبة الشديدة في سكر الدم ، والإفراط في إنتاج الأنسولين.

في نمط نظامي الغذائي ، تعتبر الفاكهة مادة مضافة للخضروات. ليس بديلا لهم. أتناول الفاكهة كحلوى ، وبالتأكيد مع بعض البروتينات والدهون الصحية لتخفيف تأثير حمولة السكر. إذا أصررنا على جمع الفواكه والخضروات معًا ، فستكون رسالة الصحة العامة الأكثر ملاءمة هي "تناول الفواكه ذات نسبة السكر في الدم المنخفضة والخضروات ذات الأوراق الخضراء". بالتأكيد ، أكثر تعقيدًا بعض الشيء. ولكن هذا هو علم الأحياء الخاص بك.


يغير الفركتوز مئات من جينات الدماغ ، مما قد يؤدي إلى مجموعة واسعة من الأمراض

أفاد علماء الحياة بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجليس أن الشراب يحتوي على الفركتوز ، الذي يغير جينات الدماغ المرتبطة بالعديد من الأمراض.

ترتبط مجموعة من الأمراض - من مرض السكري إلى أمراض القلب والأوعية الدموية ، ومن مرض الزهايمر إلى اضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط - بالتغيرات في الجينات في الدماغ. توصلت دراسة جديدة أجراها علماء الحياة في جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ، إلى أن مئات من هذه الجينات يمكن أن تتلف بسبب الفركتوز ، وهو سكر شائع في النظام الغذائي الغربي ، بطريقة يمكن أن تؤدي إلى تلك الأمراض.

ومع ذلك ، اكتشف الباحثون أخبارًا جيدة أيضًا: يبدو أن حمض أوميغا 3 الدهني المعروف باسم حمض الدوكوساهيكسانويك ، أو DHA ، يعكس التغييرات الضارة التي ينتجها الفركتوز.

قال شيا يانغ ، كبير مؤلفي الدراسة وأستاذ مساعد في علم الأحياء وعلم وظائف الأعضاء في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس: "لا تغير DHA جينًا واحدًا أو اثنين فقط ، بل يبدو أنها تدفع نمط الجين بأكمله إلى طبيعته ، وهو أمر رائع". "ويمكننا أن نرى لماذا يكون له مثل هذا التأثير القوي."

يوجد DHA بشكل طبيعي في أغشية خلايا الدماغ ، ولكن ليس بكميات كبيرة بما يكفي للمساعدة في مكافحة الأمراض.

قال فرناندو جوميز بينيلا ، أستاذ جراحة الأعصاب وعلم الأحياء وعلم وظائف الأعضاء في جامعة كاليفورنيا ، والمؤلف الرئيسي المشارك لهذه الورقة: "إن الدماغ والجسم يعانيان من نقص في آلية صنع DHA يجب أن يأتي من خلال نظامنا الغذائي".

DHA يقوي نقاط الاشتباك العصبي في الدماغ ويعزز التعلم والذاكرة. قال جوميز بينيلا ، وهو عضو في منظمة مركز أبحاث إصابات الدماغ بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس.

يحصل الأمريكيون على معظم الفركتوز في الأطعمة المحلاة بشراب الذرة عالي الفركتوز ، وهو مُحلي سائل غير مكلف مصنوع من نشا الذرة ، ومن المشروبات المحلاة والعسل والحلويات. تقدر وزارة الزراعة أن الأمريكيين استهلكوا في المتوسط ​​حوالي 27 رطلاً من شراب الذرة عالي الفركتوز في عام 2014. يوجد الفركتوز أيضًا في معظم أغذية الأطفال وفي الفاكهة ، على الرغم من أن الألياف الموجودة في الفاكهة تبطئ إلى حد كبير امتصاص الجسم للسكر. وقال يانغ إن الفاكهة تحتوي على مكونات صحية أخرى تحمي الدماغ والجسم.

لاختبار تأثيرات الفركتوز و DHA ، قام الباحثون بتدريب الفئران على الهروب من متاهة ، ثم قسموا الحيوانات بشكل عشوائي إلى ثلاث مجموعات. على مدى الأسابيع الستة التالية ، قامت مجموعة من الفئران بشرب الماء بكمية من الفركتوز تعادل تقريبًا شخصًا يشرب لترًا من الصودا يوميًا. المجموعة الثانية أعطيت ماء الفركتوز واتباع نظام غذائي غني بحمض الدوكوساهيكسانويك. تلقى الثالث الماء بدون سكر الفواكه ولا DHA.

بعد ستة أسابيع ، تم وضع الفئران في المتاهة مرة أخرى. اجتازت الحيوانات التي أعطيت الفركتوز فقط في المتاهة أسرع بنحو نصف سرعة الفئران التي شربت الماء فقط - مما يشير إلى أن النظام الغذائي للفركتوز قد أضعف ذاكرتها. ومع ذلك ، أظهرت الفئران التي تم إعطاؤها الفركتوز و DHA نتائج مشابهة جدًا لتلك التي شربت الماء فقط - مما يشير بقوة إلى أن DHA أزال الآثار الضارة للفركتوز.

كشفت الاختبارات الأخرى التي أُجريت على الفئران عن المزيد من الاختلافات الرئيسية: كان لدى الفئران التي تلقت نظامًا غذائيًا عالي الفركتوز مستويات أعلى بكثير من الجلوكوز والدهون الثلاثية والأنسولين في الدم مقارنة بالمجموعتين الأخريين. هذه النتائج مهمة لأنه في البشر ، يرتبط ارتفاع الجلوكوز والدهون الثلاثية والأنسولين بالسمنة ومرض السكري والعديد من الأمراض الأخرى.

قام فريق البحث بتسلسل أكثر من 20 ألف جين في أدمغة الفئران ، وحدد أكثر من 700 جين في منطقة ما تحت المهاد (مركز التحكم الأيضي الرئيسي في الدماغ) وأكثر من 200 جين في الحُصين (مما يساعد على تنظيم التعلم والذاكرة) التي تم تغييرها من الفركتوز. والجينات المعدلة التي حددوها ، والتي يمكن مقارنة الغالبية العظمى منها بالجينات لدى البشر ، هي من بين الجينات التي تتفاعل لتنظيم التمثيل الغذائي والتواصل الخلوي والالتهاب. قال يانغ ، وهو أيضًا عضو في معهد UCLA للعلوم الحيوية الكمية والحاسوبية ، إن من بين الحالات التي يمكن أن تسببها التغيرات في تلك الجينات مرض باركنسون والاكتئاب والاضطراب ثنائي القطب وأمراض الدماغ الأخرى.

من بين 900 جينة حددوها ، وجد الباحثون أن اثنتين على وجه الخصوص ، تسمى Bgn و Fmod ، تبدو من بين الجينات الأولى في الدماغ التي تتأثر بالفركتوز. قال يانغ إنه بمجرد تغيير هذه الجينات ، يمكنها إحداث تأثير تسلسلي يغير مئات الآخرين في نهاية المطاف.

وأضافت أن هذا قد يعني أن Bgn و Fmod سيكونان أهدافًا محتملة لعقاقير جديدة لعلاج الأمراض التي تسببها الجينات المتغيرة في الدماغ.

كشف البحث أيضًا عن تفاصيل جديدة حول الآلية التي يستخدمها الفركتوز لتعطيل الجينات. وجد العلماء أن الفركتوز يزيل أو يضيف مجموعة كيميائية حيوية إلى السيتوزين ، وهو أحد النيوكليوتيدات الأربعة التي تشكل الحمض النووي. (والأخرى هي الأدينين والثايمين والجوانين). ويلعب هذا النوع من التعديل دورًا حاسمًا في "تشغيل" الجينات أو "إيقاف تشغيلها".

تم نشر البحث على الإنترنت في EBioMedicine، وهي مجلة تم نشرها بالاشتراك بين Cell و The Lancet. إنها أول دراسة في علم الجينوم لجميع الجينات والمسارات وشبكات الجينات المتأثرة باستهلاك الفركتوز في مناطق الدماغ التي تتحكم في التمثيل الغذائي ووظائف الدماغ.

وجد بحث سابق بقيادة جوميز بينيلا أن الفركتوز يضر بالاتصال بين خلايا الدماغ ويزيد من الجزيئات السامة في الدماغ وأن اتباع نظام غذائي طويل الأمد عالي الفركتوز يقلل من قدرة الدماغ على التعلم وتذكر المعلومات.

قال جوميز بينيلا: "الغذاء مثل مركب صيدلاني يؤثر على الدماغ". ويوصي بتجنب المشروبات الغازية السكرية وتقليل الحلويات واستهلاك كميات أقل من السكر والدهون المشبعة بشكل عام.

على الرغم من أن DHA تبدو مفيدة للغاية ، إلا أن يانغ قال إنها ليست رصاصة سحرية لعلاج الأمراض. ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد مدى قدرتها على عكس الضرر الذي يلحق بالجينات البشرية.