طعم شیرین اما بیماری‌های تلخ

شکر به شکل ساکارز یا شربت ذرت با فروکتوز بالا، که هر دو از مقادیر تقریبا مساوی گلوکز و فروکتوز تشکیل شده اند، به بسیاری از محصولات غذایی تولیدی اضافه می شود. نوشیدنی های شیرین شده با شکر منبع اصلی قند افزوده در رژیم های غذایی در سراسر جهان هستند و شامل نوشابه های گازدار، نوشیدنی های با طعم میوه و نوشیدنی های ورزشی هستند. به طور متوسط، این نوشیدنی ها تقریباً 7٪ از کالری روزانه و نزدیک به 50٪ از قندهای اضافه شده در رژیم غذایی را تشکیل می دهند. اگرچه روند مصرف نوشیدنی های شیرین شده با شکر در سال های اخیر کاهش یافته است، تقریباً 66٪ از جوانان ایالات متحده هنوز حداقل یک نوشیدنی های شیرین شده با شکر در روز مصرف می کنند. سایر عوامل اصلی در مصرف قند افزوده شامل آب نبات و دسرها هستند که بسته به سن تقریباً 4 تا 9 درصد انرژی دریافتی روزانه را تشکیل می دهند.

اینکه آیا افزایش مصرف شکر عامل اصلی اپیدمی چاقی، دیابت نوع 2 و بیماری کبد چرب غیر الکلی است، بحث برانگیز است . در حالی که روابط بین برخی از معیارهای قرار گرفتن در معرض قند در رژیم غذایی و عوامل خطر متابولیک قلبی متناقض است، مصرف بیشتر این نوشیدنی ها به طور مداوم با شاخص های خطر قلبی متابولیک بالاتر مرتبط است . چندین متاآنالیز بزرگ افزایش مصرف نوشیدنی های شیرین شده با شکر را با افزایش وزن بدن مرتبط می‌دانند، و بیشتر، اگرچه نه همه، این افزایش وزن احتمالاً به دلیل افزایش مصرف انرژی کل است . نوشیدنی های شیرین شده با شکر ممکن است با افزایش چاقی احشایی، که بخش عمده ای از افزایش وزن را تشکیل می دهد، خطر قلبی متابولیک را افزایش دهند. یک مطالعه آینده‌نگر اخیر نشان داد که مصرف‌کنندگان نوشیدنی های شیرین شده با شکر روزانه 29 درصد افزایش بیشتری در حجم بافت چربی احشایی در طی 6 سال در مقایسه با غیر مصرف‌کنندگان داشتند. شواهدی مبنی بر اینکه مصرف 1 لیتر نوشیدنی های شیرین شده با شکر در روز به مدت 6 ماه باعث افزایش چربی احشایی و کبدی می‌شود، تایید می‌شود، اما در افرادی که شیر نیمه‌چرب هم‌کالری، نوشابه رژیمی بدون کالری یا آب مصرف می‌کردند، افزایشی مشاهده نشد. در حالی که افزایش چاقی احشایی یک عامل خطر اصلی متابولیک قلبی است، SSBها ممکن است مستقل از چاقی خطر را افزایش دهند. به عنوان مثال، مصرف روزانه نوشیدنی های شیرین شده با شکر با مشخصات متابولیک ناسالم در بین طبقات BMI و با افزایش خطر ابتلا به دیابت نوع 2 مستقل از چاقی همراه است.

هیپرتری گلیسیریدمی یک عامل خطر اصلی قلبی عروقی است و مکانیسم دیگری است که توسط آن نوشیدنی های شیرین شده با شکر ممکن است خطر قلبی عروقی را افزایش دهند. تعداد کمی از مطالعات مقطعی بزرگ خطر دیس لیپیدمی را با مصرف نوشیدنی های شیرین شده با شکر مورد بررسی قرار داده اند و این مطالعات نشان می دهد که شیوع دیس لیپیدمی با مصرف بیشتر نوشیدنی های شیرین شده با شکر افزایش می یابد. یک مطالعه آینده نگر گزارش داد که مصرف بیش از 1 نوشابه در روز در مقایسه با مصرف کمتر از 1 نوشابه در روز، شانس ابتلا به هیپرتری گلیسیریدمی را در طی 4 سال 25 درصد افزایش می دهد. علاوه بر این، دو مطالعه کوهورت آینده‌نگر اخیر نشان داد که مصرف روزانه نوشیدنی های شیرین شده با شکر با تقریباً 25٪ بیشتر خطر ابتلا به بیماری عروق کرونر قلب در مردان و زنان در مقایسه با غیر مصرف‌کنندگان مرتبط است .

مصرف نوشیدنی های شیرین شده با شکر همچنین با فشار خون بالا، یکی دیگر از عوامل خطر اصلی قلبی عروقی مرتبط است. یک متاآنالیز اخیر نشان داد که در میان مصرف کنندگان بالاترین نوشیدنی های شیرین شده با شکر در مقایسه با کمترین، 12 درصد افزایش متوسطی در خطر فشار خون بالا وجود دارد . بنابراین، مصرف نوشیدنی های شیرین شده با شکر ممکن است به فشار خون بالا کمک کند، اما ممکن است نقش کمتری در این عامل خطر در مقایسه با سایر عوامل خطر قلبی متابولیک داشته باشد.

بر اساس مطالعات کوتاه‌مدت تغذیه بیش از حد که عمدتاً در حیوانات انجام شده است، به نظر می‌رسد که جزء فروکتوز موجود در نوشیدنی های شیرین شده با شکر و شکر افزوده شده به ویژه مضر باشد. تغذیه حیوانات با مقادیر زیاد فروکتوز می تواند به سرعت ویژگی های متعددی از سندرم متابولیک را ایجاد کند، از جمله چاقی، دیس لیپیدمی، کبد چرب، فشار خون بالا، مقاومت به انسولین و دیابت. برخی، اما نه همه، مطالعات مداخله غذایی کوتاه‌مدت در انسان نیز نشان می‌دهند که تغذیه بیش از حد فروکتوز، اما نه گلوکز، می‌تواند باعث افزایش چاقی احشایی، هیپرتری‌گلیسریدمی پس از غذا و مقاومت به انسولین شود و اثرات آن بر صفات خاص ممکن است تحت تأثیر جنسیت باشد . یکی از نگرانی‌هایی که در مورد چنین مطالعاتی وجود دارد این است که مقدار فروکتوز مصرفی اغلب بیشتر از مقدار معمول در رژیم‌های غذایی آزاد است. میانگین مصرف فروکتوز در جمعیت ایالات متحده تقریباً 9٪ از کل انرژی دریافتی را تشکیل می دهد، در حالی که مصرف کنندگان در صدک 95 به طور متوسط تقریباً 15٪ از انرژی دریافتی را تشکیل می دهند.

جذب فروکتوز

فروکتوز خورده شده عمدتاً به صورت غیرفعال از مجرای روده از طریق ناقلی به نام GLUT5 ، جذب می شود که میل ترکیبی بالایی با فروکتوز دارد. حذف Glut5 در موش، جذب فروکتوز را تا 75 درصد کاهش می دهد و باعث اتساع سکوم و کولون و همچنین تجمع گاز می شود. این ویژگی ها حاکی از سوء جذب فروکتوز است که اغلب به عنوان علت علائم گوارشی در انسان ذکر می شود.

ظرفیت روده برای جذب فروکتوز قابل اشباع است و توانایی یک بزرگسال سالم برای جذب فروکتوز آزاد از کمتر از 5 گرم تا بیش از 50 گرم است. فروکتوز جذب نشده می تواند بار اسمزی را روی روده کوچک انتهایی و روده بزرگ تحمیل کند که ممکن است به علائم گوارشی منجر شود. علاوه بر این، فروکتوز می تواند به عنوان بستری برای تخمیر باکتری ها عمل کند و منجر به تشکیل گاز و سایر متابولیت های باکتریایی شود که می تواند بر حرکت روده تأثیر بگذارد و علائم مختلفی مانند درد شکم و نفخ ایجاد کند.

متابولیسم فروکتوز

اگرچه کبد اکثر فروکتوز خورده شده را متابولیزه می کند، خود روده می تواند تا 30 درصد از بار فروکتوز خوراکی را متابولیزه کند. با این حال، بیشتر فروکتوز خوراکی در روده متابولیزه نمی شود، بلکه از طریق سیاهرگ باب به کبد می رسد. در حالی که کارایی و سرعتی که کبد می‌تواند فروکتوز مصرف‌شده را استخراج و فسفریله کند احتمالاً به دلیل نقش آن در یکپارچه‌سازی متابولیسم سوخت تغذیه‌ای و سیستمیک مهم است، این متابولیسم قوی ممکن است عواقب مضری نیز داشته باشد. به عنوان مثال، کاهش فسفات آزاد داخل سلولی به دلیل فسفوریلاسیون سریع فروکتوز کبدی می تواند تولید اسید اوریک را از طریق فعال سازی AMP دآمیناز افزایش دهد که منجر به کاتابولیسم AMP به اسید اوریک می شود. تغذیه با فروکتوز همچنین ممکن است سنتز پورین را تحریک کرده و به تولید اسید اوریک کمک کند. افزایش سطح اسید اوریک در گردش خطر ابتلا به نقرس را افزایش می دهد، وضعیتی که با التهاب دردناک به دلیل رسوب کریستال های اسید اوریک در مفاصل مشخص می شود. در واقع، تعداد فزاینده‌ای از شواهد، مصرف قند را به عنوان یک عامل خطر برای نقرس نشان می‌دهند . علاوه بر این، افزایش سطح اسید اوریک سرم و نقرس با سایر عوامل خطر قلبی متابولیک در جمعیت های مختلف مرتبط است . مجموعه قابل توجهی از کار نشان می دهد که افزایش سطح اسید اوریک ممکن است به طور مستقل جنبه های مهم متابولیسم را تنظیم کند و به خطر قلبی متابولیک کمک کند . ارتباط بین سطح اسید اوریک و خطر قلبی متابولیک ممکن است غیرمستقیم باشد و ممکن است منعکس کننده فعال شدن فرآیندهای متمایز تنظیم شده با فروکتوز باشد که هم به تولید اسید اوریک و هم در خطر قلبی متابولیک کمک می کند.

تولید فروکتوز درون زا

در حالی که اکثریت قریب به اتفاق فروکتوز متابولیزه شده از منابع غذایی قند به دست می آید، حیوانات از جمله انسان قادر به سنتز فروکتوز درون زا هستند. مسیر سوربیتول (پلیول) که در طیف وسیعی از بافت ها فعال است، مسئول تشکیل فروکتوز درون زا از گلوکز است. از نظر فیزیولوژیکی، فروکتوز سنتز شده درون زا منبع انرژی اولیه برای اسپرم است و ممکن است برای باروری مهم باشد. جفت همچنین ممکن است سوربیتول را سنتز کند که جنین در حال رشد ممکن است از آن برای سنتز فروکتوز استفاده کند، که نشان دهنده نقش گسترده تر فروکتوز درون زا در زیست شناسی تولید مثل و رشد است.

فعالیت مسیر سوربیتول در طول هیپرگلیسمی دیابتی افزایش می یابد. سنتز فروکتوز درون‌زا و متابولیت‌های پلی‌ال بازیگران کلیدی در ایجاد عوارض میکروواسکولار دیابتی در نظر گرفته می‌شوند. جالب توجه است که غلظت فروکتوز مایع منی در دیابت نوع 1 و در چاقی افزایش می یابد، که در آن با پارامترهای اسپرم مختل همراه است.

اثرات فروکتوز بر چربی ها

مصرف بیش از حد فروکتوز ممکن است اثرات قابل توجهی بر متابولیسم چربی ها داشته باشد، که هم به استئاتوز و هم در افزایش سطح تری گلیسیرید در گردش به شکل لیپوپروتئین با چگالی بسیار کم (VLDL) کمک می کند. فروکتوز همچنین به شدت اکسیداسیون اسیدهای چرب کبدی را سرکوب می کند. بنابراین، فروکتوز هم از طریق ایجاد بستری برای سنتز اسیدهای چرب و تری گلیسیرید و هم با فعال کردن سیستم های سیگنالینگ برای افزایش تولید چربی به تولید تری گلیسیرید کبدی کمک می کند.