Фруктоза: ендокринні та метаболічні ефекти

Доктор Джанкарло Монтефорте

Фруктоза - природний моносахарид з властивими йому метаболічними властивостями. Ці властивості по суті обумовлені 2 факторами:

Низький глікемічний індекс
Вводячи гліколіз, минаючи регуляцію ферменту фосфофруктокінази (яка каталізує фосфорилювання фосфату глюкози 6 в фруктозу 1, 6 бісфосфат, визначаючи остаточне і незворотне викид глюкози в гліколітичний процес, ця реакція вважається лімітуючим кроком всієї швидкості гліколіз).

Кишкове поглинання

Всі моносахариди (отже, також фруктоза) всмоктуються в тонкої кишці і поміщаються в портальний коло. Фруктоза поглинається ентероцитами шляхом дифузії, що полегшується специфічним носієм (GLUT5), розташованим на апікальної мембрані; на базолатеральній мембрані замість іншого носія (GLUT2), що вводить фруктозу в кровообіг (рис. 1). GLUT5 має Km = 5, так що він легко насичений, тому прийом великих кількостей фруктози може супроводжуватися кишковими розладами, такими як набряк і біль у животі, діарея.

З кишкових ворсинок фруктоза переходить у ворітну вену, потім в печінку. У людини близько половини присутньої фруктози у ворітній вені секвеструється і метаболізується печінкою, 20% - нирками, решта - жировою тканиною і скелетними м'язами.

Введення фруктози в клітини всіх тканин і органів опосередковується GLUT5 і не залежить від інсуліну.

Метаболізм фруктози

Існують два шляхи метаболізму, відповідальні за метаболізм фруктози, специфічний шлях і специфічний шлях.

Конкретний шлях: печінка і нирки (графа 1) . Він характеризується двома ферментами: фруктохіназа і альдолаза B. Фруктохіназа каталізує фосфорилювання фруктози до фосфату фруктози 1, який розщеплюється на дві триози: гліцеральдегід і дигідроксіацефосфат. Гліцеральдегід фосфорилюється триозной кіназою і вводиться в гліколіз, дигідроксіацетат фосфат перетворюється в гліцеральдегід.
Аспецифічний шлях: жирова тканина, скелетні м'язи, серце (box2). Вона складається з ферментів, які метаболізують гукозу: гексокіназу, фосфофруктокіназу, альдолазу А.

Конкретний шлях є набагато ефективнішим, ніж неспецифічний маршрут, причому останній інгібується глюкозою. У жировій тканині, з огляду на майже нульову концентрацію глюкози, немає конкуренції між глюкозою і фруктозою, і вона метаболізується досить специфічно.


Вставка 1. Метаболізм фруктози в печінці	Вставка 2. Метаболізм екстра-печінкової фруктози
Фруктоза фосфорилюється фруктокіназою, а потім відокремлюється від альдолази В. Утворений триоза вводиться в гліколіз на рівні трьохфосфатів, пропускаючи регуляцію фосфофрутокінази. Зелені стрілки вказують на неконтрольований потік фруктози в гліколізі. Залежно від метаболічних умов триози можуть конденсуватися в глюкозу для поповнення глікогенезу печінки.	Фруктоза метаболізується тими ж ферментами, які метаболізують глюкозу: гексокіназу та альдолазу А. Цей метаболічний шлях інгібується присутністю глюкози.

Нерегульований гліколіз: метаболічні розлади, опосередковані фруктозою

Основним контролем гліколітичного шляху є фермент фосфофруктокіназа, фруктоза усувається цим контролем і це може призвести до неконтрольованого накопичення проміжних метаболітів.

Метаболічні наслідки:

накопичення фосфату фруктози 1 → накопичення АДФ → підвищений пуриновий катаболізм

накопичення лактату → ацидоз

акумуляція ацетилкоа → кетонові тіла, ліпогенез

накопичення гліцерину → ліпогенезу

З клінічної точки зору, все це означає: