medigraphic.com Revista de Endocrinología y Nutrición Vol. 15, No. 2 Abril-Junio 2007 pp 67-74 A r t í c u l o d e r e v i s i ó n A r t í c u l o d e r e v i s i ó n A r t í c u l o d e r e v i s i ó n A r t í c u l o d e r e v i s i ó n A r t í c u l o d e r e v i s i ó n Ef e c t os be né fi c os y d e l e t é r e os d e l c ons umo d e f r uc t os a Eli za beth Pér ez C ruz , * A uror a Eli za beth Serr a l de Z úñ i ga , * G u ill ermo M e l éndez M i er* Eli za beth Pér ez C ruz , * A uror a Eli za beth Serr a l de Z úñ i ga , * G u ill ermo M e l éndez M i er* Eli za beth Pér ez C ruz , * A uror a Eli za beth Serr a l de Z úñ i ga , * G u ill ermo M e l éndez M i er* Eli za beth Pér ez C ruz , * A uror a Eli za beth Serr a l de Z úñ i ga , * G u ill ermo M e l éndez M i er* Eli za beth Pér ez C ruz , * A uror a Eli za beth Serr a l de Z úñ i ga , * G u ill ermo M e l éndez M i er* Resumen L a a liment a ci ón es un e l ement o cl ave de l est il o de vi da y medi o ambi ent e que i nf l uye en l a s a l ud y que puede s e r c ont rol ada . Hoy en dí a , l a obe si dad y l a di abe t e s me lli t us s e han convert i do en un probl ema de s a l ud públi c a , con una pr eva l enci a que i ncr ement a de f orma a l a rmant e . Va ri a s son l a s expli c a ci ones que se han dado pa r a ent ender est e f enómeno, una de e ll a s es l a a soci a ci ón con e l consumo de fruc t os a . Pero si est e azúc a r ha est ado pr esent e c omo pa rt e de nue st r a a li ment a ci ón de sde t i empos i nmemor abl e s, c abe ent onc e s r e f l exi o- na r : ¿Cuá l e s son l os f a c t or e s que han i nt e rveni do pa r a que su c onsumo s ea no c i vo? Al r evis a r l a evi denci a podemos concl uir que l a s a l t er a ci ones me t abóli c a s que produc e l a fruc t os a no son exc l usi vos de e st e azúc a r y l os e f e c t os que t i ene sobr e l a s a l ud o enf e rmedad dependen dir e c t ament e de l uso que e l se r humano l e pueda da r . Pal abras cl ave: Fruc t os a , s a c a r os a , me t aboli smo , hi pe rli pi demi a , r e si st enc i a a l a i nsuli na , obe si dad , hi pe ruri c emi a . Revist a de Endocri nol ogí a y Nut ri ci ón 2007; 15(2): 67-74. Abstract The f eedi ngs i s a c orne rst one e l ement of t he envi ronment and human’s li f e st y l e . I t c an be mani pul a t ed t o r ea c h hea l t h bene f i t s i n gene r a l popul a t i on. Nowaday s, t he obe si t y and di abe t es me lli t us have be come a probl em of publi c hea l t h, wi t h pr eva l enc e t ha t i t i ncr ea si ng of a l a rmi ng f orm. Seve r a l a r e t he expl ana t i ons t ha t have occurr ed t o unde rst and t hi s phe- nomenon; one of t hem is t he a ssoci a t i on wi t h t he consumpt i on of fruc t ose . But t his suga r ha s been pr esent li k e pa rt of our f eedi ng from unmemor abl e t imes, is possi bl e t hen t o a sk : Whi ch a r e t he f a c t ors t ha t have been t a ki ng pa rt so t ha t t he ir consumpt i on is i nj uri ous? This paper de scri be s r e c ent f i ndi ngs about f ruc t os e i n ani ma l and human mode and we c an c oncl ude t ha t t he me t aboli c a l t er a t i ons t ha t a r e produc ed by fruc t ose a r e not excl usive i f t his suga r and t ha t t he e ff e c t s on hea l t h and disea se doesn’ t r e l y dir e c t l y t o t he human’s use of fruc t ose . Key words: Fruc t ose , sucrose , me t abolism, hyperli pi demi a , i nsuli n r esist anc e , obesi t y , hype- r ur i c emi a . Revist a de Endocri nol ogí a y Nut ri ci ón 2007; 15(2): 67-74. * Servicio de Nutriología Clínica. Insti- tuto Nacional de Ciencias Médicas y Nut r i ci ón “ S al v ador Zubi r án” (INCMNSZ). Correspondencia: Dra. Elizabeth Pérez Cruz. INCMNSZ. Vasco de Quiroga Núm. 15. Delegación Tlalpan, México D.F. 14000. Tel. 54870900 ext. 2231, 2234. E-mail: [email protected]Fecha de recepción: 24-Enero-2007 Fecha de aceptación: 24-Julio-2007 INTRODUCCI ÓN En e l s e r humano, l a pr e s enci a de s a l ud o enf e rmedad dependen de l a r e l a ci ón ent r e f a c t or e s gené t i c os y medi o ambi ent e . Aunque son muchos l os f a c t or e s que i nt egr an e l medi o ambi ent e y que s e encuent r an en c ont i nuo c am- bi o, uno de l os má s import ant e s e s l a di e t a , l a cua l nos proporci ona una gr an c ant i dad de nut riment os que t i enen r epe rcusi one s t ant o en l a e st ruc t ur a c omo en e l me t abo- lismo c e l ul a r . En l os úl t imos años s e ha obs e rvado un i ncr ement o en l a pr eva l enci a de obe si dad y di abe t e s me lli t us t i po 2, con- virt i éndos e en un probl ema de s a l ud públi c a mundi a l y que , a pe s a r de l c onocimi ent o médi c o cr e ci ent e pa r a l a pr evenci ón y t r a t ami ent o, e l a spe c t o r e l a ci onado a l a nu- t ri ci ón pa r e c e c ont i nua r ll eno de i nc ógni t a s. Artemisa medigraphic en lÌnea
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Revista de Endocrinología y Nutrición Vol. 15, No. 2Abril-Junio 2007
pp 67-74
A rt ícu lo de rev is iónA rt ícu lo de rev is iónA rt ícu lo de rev is iónA rt ícu lo de rev is iónA rt ícu lo de rev is ión
Efectos benéficos y deletéreos del consumode fructosa
Elizabeth Pérez Cruz,* Aurora Elizabeth Serralde Zúñiga,* Guillermo Meléndez M ier*Elizabeth Pérez Cruz,* Aurora Elizabeth Serralde Zúñiga,* Guillermo Meléndez M ier*Elizabeth Pérez Cruz,* Aurora Elizabeth Serralde Zúñiga,* Guillermo Meléndez M ier*Elizabeth Pérez Cruz,* Aurora Elizabeth Serralde Zúñiga,* Guillermo Meléndez M ier*Elizabeth Pérez Cruz,* Aurora Elizabeth Serralde Zúñiga,* Guillermo Meléndez M ier*
Resumen
La a limentación es un e lemento clave de l estilo de vida y medio ambiente que influye en lasa lud y que puede ser controlada . Hoy en d ía , la obesidad y la d iabe tes me llitus se hanconvertido en un problema de sa lud pública , con una preva lencia que incrementa de formaa larmante . Varias son las explicaciones que se han dado para entender este fenómeno, unade e llas es la asociación con e l consumo de fructosa . Pero si este azúcar ha estado presentecomo parte de nuestra a limentación desde tiempos inmemorab les, cabe entonces re flexio-nar: ¿Cuá les son los f actores que han intervenido para que su consumo se a noc ivo? A lrevisar la evidencia podemos concluir que las a lteraciones me tabólicas que produce la fructosano son exc lusivos de est e azúcar y los e fectos que t iene sobre la sa lud o enfermedaddependen directamente de l uso que e l ser humano le pueda dar.
Palabras clave: Fructosa , sacarosa , me tabolismo , hiperlip idemia , resistencia a la insulina ,obesidad , hiperuricemia .Revista de Endocrinología y Nutrición 2007; 15(2): 67-74.
Abstract
The feed ings is a cornerstone e lement of the environment and human’s lifesty le . It can bemanipula ted to re ach he a lth bene f its in genera l popula t ion. Now adays, the obesity anddiabe tes me llitus have become a problem of public hea lth, w ith preva lence tha t it increasingof a larming form. Severa l are the explana tions tha t have occurred to understand this phe-nomenon; one of them is the associa tion w ith the consumption of fructose . But this sugar hasbeen present like part of our feeding from unmemorable times, is possible then to ask: Whichare the factors tha t have been taking part so tha t the ir consumption is injurious? This paperdescribes recent find ings about fructose in anima l and human mode and we can concludetha t the me tabolic a ltera tions tha t are produced by fructose are not exclusive if this sugar andtha t the e ffects on hea lth and disease doesn’t re ly directly to the human’s use of fructose .
Key words: Fructose , sucrose , me tabolism, hyperlipidemia , insulin resistance , obesity , hype-ruricemi a .Revista de Endocrinología y Nutrición 2007; 15(2): 67-74.
* Servicio de Nutriología Clínica. Insti-tuto Nacional de Ciencias Médicas yNutrición “Sa lvador Zubirán”(INCMNSZ).
Correspondencia:Dra. Elizabeth Pérez Cruz.INCMNSZ. Vasco de Quiroga Núm. 15.Delegación Tlalpan, México D.F.14000. Tel. 54870900 ext. 2231, 2234.E-mail: [email protected]
Fecha de recepción: 24-Enero-2007Fecha de aceptación: 24-Julio-2007
INTRODUCCIÓN
En e l ser humano, la presencia de sa lud o enfermedaddependen de la re lación entre factores genéticos y medioambiente . Aunque son muchos los factores que integrane l medio ambiente y que se encuentran en continuo cam-bio, uno de los más importantes es la dieta , la cua l nosproporciona una gran cantidad de nutrimentos que tienen
repercusiones tanto en la estructura como en e l metabo-lismo ce lular.
En los últimos años se ha observado un incremento enla preva lencia de obesidad y diabetes me llitus tipo 2, con-virtiéndose en un problema de sa lud pública mundia l yque , a pesar de l conocimiento médico creciente para laprevención y tra tamiento, e l aspecto re lacionado a la nu-trición parece continuar lleno de incógnitas.
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En genera l, un a lto consumo ca lórico en forma de hi-dra tos de carbono refinados corre laciona positivamentecon un incremento en e l riesgo de resistencia a la insuli-na . Estudios recientes sugieren que la dieta específica-mente a lta en fructosa ha contribuido a la presencia dea lteraciones me tabólicas que resultan en ganancia depeso, diabetes me llitus tipo 2, hiperlipidemia y hiperuri-cemia .
En esta revisión exponemos los cambios en e l consu-mo, las características y mecanismos fisiológicos, bioquí-micas y moleculares por los cua les la fructosa puede con-tribuir a estas a lteraciones metabólicas, sin olvidar quelos efectos benéficos o de letéreos dependen de l uso queles dé e l ser humano.
COMPOSICIÓN Y PROPIEDADES
La fructosa es un azúcar simple con fórmula química C6H12O6,similar a la de la glucosa; ambas se reducen fácilmente asorbitol tanto in vitro como in vivo; la fructosa difiere por lapresencia de un grupo ceto unido a l carbono 2 de la molé-cula , en tanto la glucosa presenta un grupo a ldehído en elcarbono 1.1,2 Los productos principa les de su metabolismoen la vía glucolítica son: glucosa , glucógeno, lactato y piru-vato; otros en menor cantidad son oxidados a bióxido decarbono, cuerpos cetónicos o convertidos a triacilglicerol.3,4
Al igual que la sacarosa , se encuentra en el grupo deedulcorantes nutritivos reconocidos por la FDA (Food andDrug Administration). Estos edulcorantes tienen propieda-des funcionales de acuerdo a sus características físicas (cris-talización, viscosidad), microbiales (preservación, fermenta-ción) y químicas (carame lización, antioxidante).5 Ambosazúcares proveen de 4 kcal/g; sin embargo, una de las carac-terísticas principa les es su poder edulcorante de 173, entanto para la glucosa es de 74 y de 100 para la sacarosa ,además de que presenta sinergia con otros edulcorantes.5-7
Entre sus principa les fuentes na tura les se encuentranlas frutas y la mie l que incluso puede contener hasta 50%de este azúcar y entre los a limentos industria lizados seencuentran las bebidas carbona tadas, cerea les, hambur-guesas, sa lsa de toma te , mole , merme ladas, jugos y fru-tas en a lmíbar.7,8
MANUFACTURA Y APLICACIONES
Antes de los avances tecnológicos era económicamentepoco factible su producción, y no es hasta 1967 cuandose comienzan a introducir diversos productos derivadosde la sacarosa de las remolachas, a lmidón de arroz, trigo,tapioca , papa y principa lmente de l ma íz, que se añaden alos a limentos y bebidas como jarabe de mie l de a lta fruc-tuosa (Jarabe de Ma íz de Alta fructuosa) a l 42%, 55% oen forma crista lina .7,8
La me jor opción ha sido e l jarabe que contiene 55%debido a su estabilidad y costo, aunque hay un pequeñomercado para e l que contiene 80-95%. La producción deJMAF requiere de los siguientes pasos: 1) moler e l ma ízmojado para extraer e l a lmidón, 2) sacarificación y licue-facción para hidrolizar e l a lmidón de l polímero a monóme-ro de dextrosa , 3) isomerización para convertir la dextro-sa a fructosa y 4) fraccionamiento para enriquecer suconcentración en la isomerización de l producto.9
En la actua lidad, la fructosa ha reemplazado a la saca-rosa en muchos a limentos y bebidas por su poder edulco-rante , ba jo costo, propiedades funciona les y estabilidadde l producto.
IMPORTANCIA DEL CONSUMO DE FRUCTOSA
Aunque por miles de años los humanos han consumidofructosa , la mayoría en frutas secas con un consumo pro-medio de 16 a 20 g/d, éste se ha incrementado drástica-mente en los últimos años. En 1976 se hizo la recomen-dación de l uso de fructosa en e l tra tamiento y control de lpaciente con diabetes me llitus ya que ofrecía una produc-ción limitada de insulina y menor respuesta glucémica .10
En fechas recientes, las investigaciones se han enfocadoa la exposición a grandes cantidades de fructosa que es-timulan la lipogénesis y acumulación de triglicéridos, locua l contribuye a reducir la sensibilidad a la insulina y laresistencia hepá tica con intolerancia a la glucosa .10,11
El cambio en e l consumo de fructosa ha incrementadode forma a larmante , sobre todo con la occidenta lizaciónde la dieta y e l uso de productos que contienen jarabe dema íz de a lta fructosa (JMAF) que actua lmente compren-den más de l 10% de la ingesta energética tota l y más de l20% de l tota l proporcionado por los hidra tos de carbono,lo que representa un incremento de > 2,100% con res-pecto a inicios de l Siglo XX.3,5,8,11
En 1992, e l Departamento de Agricultura de los Esta-dos Unidos (USDA por sus siglas en inglés) recomendópara una dieta de 2,000 kca l incluir 40 g en forma deazúcar, cantidad contenida en 360 mL de bebidas endul-zadas con JMAF. En Estados Unidos, 1 de cada 4 niñosconsumen cerca de l 25% de l tota l de ingesta energéticaen forma de edulcorantes.6,10,12
EFECTOS METABÓLICOS Y SU TRADUCCIÓNCLÍNICA
Para poder explicar los efectos causados por e l consumode fructosa es preciso mencionar a lgunos aspectos de sufisiología y bioquímica , así como de las diferencias másimportantes con respecto a la glucosa .
En cuanto a la absorción gástrica , la glucosa se trans-porta a través de l borde de cepillo por un sistema especí-
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fico de acarreadores dependientes de Na + a diferenciade la fructosa que se absorbe en e l duodeno y yeyunopor medio de transportadores GLUT 5 y CLUT 2 no depen-dientes de Na + .6,9 Posteriormente en las cé lulas, la glu-cosa entra por un mecanismo de transporte GLUT 4 quees dependiente de insulina , en tanto la fructosa entra víaGLUT 5 sin requerir de insulina; este transportador carac-terísticamente está ausente en las cé lulas E pancreá ticasy en e l cerebro, lo cua l limita su entrada en estos te ji-dos2,6,13 (Figura 1).
También existen diferencias en e l vaciamiento gástri-co; la fructosa vacía rápidamente e l estómago de maneraexponencia l inmedia tamente después de su ingesta , se-guido por un retardo importante , contrario a la glucosa ,que vacía de manera linea l.14
En humanos sanos la concentración sanguínea de fruc-tosa durante e l ayuno es de d 1 mg/dL incrementandoproporciona lmente hasta va lores de 4.5 a 13 mg/dL conun consumo de 18 a 100 g de este azúcar, a lcanzando supico máximo a los 30-60 minutos.4,13 Las manifestacionesclínicas observadas en a lgunos sujetos por ma labsorcióndespués de ingerir 50 g en adultos o 2 g/k/d en niños sonla presencia de diarrea , cólicos y fla tulencia .5,9,12
La absorción intestina l de este azúcar es he terogéneacuando se administra solo, pero incrementa cuando seing iere simultáneamente con g lucosa . Una vez que seabsorbe , se transporta por e l ep ite lio intestina l hacia e lhígado a través de la vena porta , donde es fosforilada afructosa-1-fosfa to (F1P) por medio de la enzima fructoci-nasa . La F1P se fragmenta por la a ldolasa E en g licera l-dehído y dihidroxiace tona fosfa to; fina lmente estos pro-ductos convergen en la vía g lucolítica . La importancia de
esta vía radica en que brinca e l principa l paso reguladorde la g lucólisis, es decir, la conversión de g lucosa-6-fos-fa to (G6P) a fructosa 1, 6 b ifosfa to (F1,6B) controladapor la fosfofructocinasa , de ta l forma que la fructosapuede entrar continuamente a la vía glucolítica y des-controlar la producción de g lucosa , g lucógeno, lacta to yp iruva to, proporcionando grupos g licerol y acil para for-mar moléculas de acilg licerol, ocasionando una sobre-producción de triglicéridos.4,10,15,16 En contraste , e l me ta-bolismo hepá tico de la glucosa se limita por la capacidadde a lmacenar glucosa como glucógeno y más importanteaún, por la inhib ición de la g lucólisis regulada por lafosfofructocinasa3 (Figura 2).
Experimentos en humanos indican que en ayuno el 66%de la fructosa se convierte a glucosa , el 2% se libera comolactato y el 8% puede formar glucógeno. Por vía parente-ra l, menos de la mitad se metaboliza en el hígado, 20% setransporta hacia el riñón y una menor fracción se encuentradisponible en el tejido adiposo y musculoesquelético.4
a) HIPERLIPIDEMIA
Los efectos a corto y largo plazo sobre e l metabolismo delos lípidos involucran cambios en la vía de oxidación deácidos grasos, esterificación y lipogénesis. El a lto flujo defructosa a l hígado conduce a un incremento significa tivoen la lipogénesis de novo y síntesis de triglicéridos. Lostriglicéridos pueden empaquetarse con apo B y secretar-se a l plasma en forma de partículas de lipoprote ínas demuy ba ja densidad (VLDL). Las VLDL liberadas se a lmace-nan en los adipocitos, músculo cardíaco y esque lético paraser utilizados como sustra to energético4 (Figura 3).
Diferencias en e l transporte de glucosa y fructo-sa a través de l epite lio intestina l y su entrada alas cé lulas.
Figura 1. Mecanismos de transporte .
Capílares
Espaciointerce lular
Na
ATPasa
ATPATP ADPADPNa +Na +
GlucosaGlucosa
Fructosa
G lucosa
2Na +
SGLT 1
Lumenintestina l Borde en cepillo LEC
GLUT 2 GLUT 4
Cé lulas
FructuosaFructuosaGLUTS GLUTSGLUT 2
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La fructosa puede ocasionar una disminución en losácidos grasos no esterificados (NEFAs) por cambios míni-mos en las concentraciones de insulina , indicando quecua lquier reducción en la secreción de VLDL es debida a lamenor disponibilidad de los NEFAs; sin embargo, los efec-tos directos de este azúcar a nive l hepá tico son únicos,pues la infusión incrementa la esterificación de NEFAs ysecreción de VLDL, que a l acumularse tanto en hígadocomo en musculoesque lé tico reducen la sensibilidad ymedian la resistencia a la insulina , sin olvidar que es ca-paz de proveer de carbonos para ambas porciones glice-rol y acil de los triglicéridos. En genera l, la producción
neta de VLDL por e l hígado es e l resultado de un ba lanceentre estos dos efectos opuestos.3,4,17
En estudios rea lizados en ra tas se han observado ni-ve les e levados de homociste ína hasta en un 72%, aso-ciándose con un incremento en la secreción de VLDL aconsecuencia de la ingesta crónica de fructosa .10
A nive l molecular la hiperlipidemia se explica debido ala conjunción de dos procesos que son independientes dela seña lización de insulina y que responden rápidamentea los cambios metabólicos: 1) Menor oxidación de ácidosgrasos. Los PPAR (Peroxisome prolifera tion actived recep-tor) son receptores nucleares de ácidos grasos implicados
Entrada de la fructosa en la parte dista l de laglucólisis, posterior a l sitio de regulación de lafosfofructocinasa .
Figura 2. Entrada de la fructosa en lag lucólisis.
G lucosa
???G lucosa 6 fosfa to
ATPADP Fructosa 6
fosfa to ATPADPFosfofructocinasa
Fructosa 1, 6difosfa to
G licera ldehído 3-fosfa to
Dihidroxiacetonafosfa to
ATPADP
ATPADP Fructocinasa
Fructosa 1-fosfa toFructosa-1-fosfa to
a ldolasa
G licera ldehído +Dihidroxiacetona
Piruva to Piruva to
La fructosa provee de carbonos a los gruposglicerol y acil para la formación de triglicéridos.La acumulación intramioce lular y hepá tica delípidos reduce la sensibilidad a la insulina . Noexiste estimulación de la leptina ni de la insuli-na para regular la ingesta energé tica . G -6-P,g lucosa 6-fosfa to; F-1-P, fructosa 6-fosfa to;AGL, ácidos grasos libres; Tg, triglicéridos; VLDL,lipoprote ínas de muy ba ja densidad.
Figura 3. Metabolismo hepá tico.
No controlLeptinaInsulina
AGL(porta l)
FructosaG lucosa
G-6-PG-6-P F-I-PF-I-P
G licerol 3PG licerol 3P
apoBapoB
Tg VLDL-TG
Músculo
Te jjido adiposoInsulina
Acil-CoAAcil-CoA
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en las enfermedades metabólicas re lacionadas a la obe-sidad ta les como hiperlipidemia , resistencia a la insulinay enfermedad arteria l coronaria . Los 3 subtipos de PPARD��J��E tienen distintos pa trones de expresión, involucrancomponentes de diferentes lipoprote ínas y regulan la ho-meostasis de lípidos basada en las necesidades de te ji-dos específicos. El PPARD se expresa en e l hígado, cora-zón, músculo y riñón donde regula e l metabolismo de lostriglicéridos, así como de la apolipoprote ína A-I, sintetasade acil-CoA y carnitina pa lmitoltransferasa I (CPT I). Laexpresión de PPARD incrementa la oxidación de ácidosgrasos y concomitantemente disminuye e l transporte yuso de glucosa; sin embargo, en estudios rea lizados enra tas a limentadas con dietas enriquecidas de fructosa laexpresión de PPARD disminuye .10,18 2) Mayor producciónde enzimas lipogénicas. Existe un incremento de SREBP-1(Sterol regulatory element binding protein-1), proteína quetiene como pape l centra l la expresión genética de enzi-mas lipogénicas incluyendo la sintasa de ácidos grasos(FAS), acetil-CoA carboxilasa (ACC) y esterol-CoA desa tu-rasa (SCO). También se ha observado que los agonistasde PPAR inducen aumento de la expresión hepá tica deprote ínas desacopladoras (UCP), implicadas como media-dores de termogénesis, modificando la producción de tri-fosfa to de adenosina (ATP), con repercusiones en la víaglucolítica y oxidación de ácidos grasos. Principa lmentese induce la expresión de UCP-3 en musculoesque lético yte jido adiposo, aunque no a nive l hepá tico, sugiriendoque su expresión puede incrementarse ba jo condicionesde mayor flujo de ácidos grasos y metabolismo.19,20,22
b) DIABETES MELLITUS Y RESISTENCIA A LAINSULINA
La fructosa posee un índ ice g lucémico (IG) ba jo y aun-que e l rol de l IG en e l tra tamiento de la d iabe tes escontroversia l, este azúcar ofrece la venta ja de una me-nor concentración de glucosa postprandia l que la mismacantidad de otros hidra tos de carbono comunes, pues seme taboliza de manera independiente de la insulina ypuede inhib ir la producción de cuerpos ce tónicos.22 Unacaracterística interesante de su me tabolismo es que laF1P incrementa la actividad de la glucocinasa , promo-viendo la captación hepá tica de glucosa , disminuyendosu producción y g lucemia; por lo tanto, es posib le quecantidades pequeñas o “ca ta líticas” puedan bene ficiare l control g lucémico en pacientes con d iabe tes me lli-tus.3,23,24 En humanos sanos se observa además una res-puesta favorab le de hormonas contrarreguladoras, nor-ma lizando la secreción de ep ine frina .2
Entre sus desventa jas está la tendencia a incrementare l ura to, lacta to y triglicéridos. Si la fructosa continúa en-trando a la vía glucolítica dista l después de l paso regula-
do por la fosfofructocinasa , la producción de triacilglicerolhepá tico se facilita y la hace más lipogénica , efecto queen sujetos con hiperlipidemia o resistencia a la insulinapuede exacerbarse .3,12 (Figura 3). El incremento de lasconcentraciones plasmá ticas postprandia les de fructosapuede contribuir a l desarrollo de diversas complicacionesre lacionadas a la diabetes, entre las que destacan por sumayor asociación la retinopa tía prolifera tiva y neuropa-tía .13 La producción de insulina , leptina y otras hormonasclave involucradas en la regulación a largo plazo de lahomeostasis energética no se estimulan en parte debidoa las ba jas concentraciones de transportadores de fructo-sa GLUT5 en las cé lulas E pancreá ticas.6,24 En sujetos sa-nos produce menores excursiones glucémicas y menorrespuesta insulinogénica pero cuando se acompaña deglucosa esta respuesta es mayor y es mediada por e lpolipéptido insulinotrópico dependiente de glucosa (G IP),cuya liberación se estimula en e l intestino de lgado y porlo tanto en presencia de nive les e levados de glucosa .4,23
La fructosa puede ser anticetogénica o cetogénica de-pendiendo de las circunstancias. In vivo, durante e l ayunouna ingesta fisiológica es anticetogénica , debido a inhibi-ción de la movilización de NEFAs en te jido adiposo, lo cua lresulta en reducción de l sustra to cetogénico principa l pore l hígado. Se convierte en cetogénica si se consumen can-tidades supra fisiológicas; esto se demostró en anima lesdonde la cetogénesis incrementa en re lación directa a lasconcentraciones sanguíneas de fructosa , ya que sa turalas vías metabólicas con una sobreproducción de carbo-nos que conduce a una mayor cantidad de cuerpos cetó-nicos y lacta to.4
El incremento en la circulación de NEFAs ocasionadopor un a lto consumo de fructosa puede reducir la sensibi-lidad a la insulina por incremento de l contenido lipídicointramioce lular en e l musculoesque lético.2,3 La acumula-ción de NEFAs, particularmente en e l te jido adiposo visce-ra l, ocasiona daño en e l metabolismo de los hidra tos decarbono a causa de una e levada concentración porta l y a lincremento en la producción hepá tica de glucosa , ademásde que se han reportado efectos de letéreos sobre la fun-ción de las cé lulas E.3
c) GANANCIA DE PESO
La regulación de l ba lance energético se lleva a cabo me-diante la seña lización por diversos péptidos en e l sistemanervioso centra l, entre los que destacan la insulina , lepti-na y posiblemente la gre lina .
Durante el consumo de a limentos con glucosa las con-centraciones plasmáticas de glucosa y de insulina incre-mentan progresivamente , a l igua l que las concentracionesde leptina , entre las 4 y 8 h. En contraste , a l consumirfructosa la glucosa incrementa modestamente y no estimu-
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la la secreción de insulina ni los niveles circulantes de lep-tina , de ta l forma que la seña l de “saciedad” que provee laglucosa a l cerebro no puede efectuarse por la fructosa .3,24
La insulina está involucrada en la regulación de la adi-posidad a l inhibir la ingesta ca lórica e incrementar el gastoenergético. Esta hormona no entra al cerebro, pero es trans-portada a través de un proceso mediado por receptoressaturables que funcionan como una vía de retroa limenta-ción negativa . En diversos estudios rea lizados en ratonescon genes modificados para los receptores de insulina seobserva hiperfagia y obesidad como resultado de la fa ltade seña lización en el SNC. La interacción con a lgunos neu-ropéptidos hipotalámicos incluyendo el neuropéptido Y (NPY)explican sus efectos directos sobre la reducción de la in-gesta y de manera indirecta con la estimulación de la pro-ducción de leptina .3 En hombres sanos se ha observadoque el consumo de 3 g/k/d de fructosa incrementa la inges-ta ca lórica tota l en un 25% con el desarrollo de resistenciaa la insulina en 6 días.13
La leptina se produce principa lmente en el tejido adipo-so y juega un papel importante en la regulación del ba lan-ce energético a l inhibir la ingesta e incrementar el gastoenergético. Sus niveles circulantes disminuyen en respues-ta a una dieta con a lto contenido en fructosa , debido a quesu producción por los adipocitos es regulada por el meta-bolismo de la glucosa y ésta a su vez por la insulina .24
Respecto a la grelina , una hormona gástrica orexigénicaque se libera a la circulación, ejerce su efecto en la regula-ción del comportamiento a limentario a l estimular las neu-ronas NPY/AGRP (proteína relacionada con agouti) en elhipotá lamo de manera opuesta a la leptina y desencadenael inicio de la ingesta . Durante el consumo de glucosa , susconcentraciones disminuyen entre 1-3 h; sin embargo, conla fructosa existe una supresión de menor intensidad.
Por lo tanto, su contribución a la ganancia de peso cor-pora l se lleva a cabo a l incrementar la ingesta energéticacomo resultado de una secreción de insulina y leptina re-ducida , además de una menor supresión postprandia l degre lina .2,3,8,24
d) HIPERURICEMIA
La fructosa conduce a un incremento de purinas y genera-ción de ácido úrico debido a depleción relativa de Pi y ATP.Para entender este mecanismo comenzamos por explicar elmetabolismo de las purinas. La adenilato cinasa mantieneun equilibrio entre los nucleótidos de adenina del ATP, ADP(Difosfato de adenosina) y AMP (Monofosfato de adeno-sina). En la vía de degradación, el monofosfato de inopinase forma del AMP por acción de la AMP deaminasa , elfosfato es removido por la 5 nucleotidasa a inosina , frag-mentándose esta última a ácido úrico vía hipoxantina yxantina . La formación de ácido úrico se da tanto por la dis-
minución de las concentraciones de ATP como de los nu-cleótidos de adenosina . Cuando la fructosa se fosforila aF1P se depleta el ATP durante la inhibición de la fosforila-ción oxidativa del ADP por escasez de Pi secuestrado enF1P. Aunado a esto, la triocinasa también utiliza ATP en lafosforilación de glicera ldehído a glicera ldehído 3-P. De ta lforma que la depleción de Pi y ATP produce inhibicióna lostérica de las enzimas de degradación del AMP, lo queconduce a incrementar las concentraciones de inosina yfavorecer la formación de ácido úrico con depleción de lapoza de nucleótidos de adenina , estimulando la síntesis denucleótidos de purina como una reacción de retroa limenta-ción.4,25 En esta vía la producción inicia l de ácido úrico estáaumentada por síntesis de novo (Figura 4).
El ácido úrico inhibe la producción de oxido nítrico en lascélulas endotelia les, causando disfunción endotelia l, hiper-tensión glomerular y vasoconstricción rena l.2,8 Los mecanis-mos implicados en la inducción de hipertensión arteria l sonla hiperuricemia , formación de a ldehído y a lteraciones enla reactividad vascular, además que en estudios rea lizadosen ratas muestran un incremento en la expresión del re-ceptor de angiotensina II tipo 1 en el tejido adiposo.4
La fructosa produce un incremento rápido en las con-centraciones de ácido úrico a los 30 a 60 minutos; esteefecto es dosis dependiente y requiere que la infusiónsea mayor de 0.5 g/k/h para ser detectable .4
e) ALTERACIONES EN EL METABOLISMOMINERAL
La homeostasis macrominera l en humanos puede a fectar-se por dietas a ltas en fructosa a l formar comple jos solu-bles re la tivamente estables que incrementan su absor-ción, ta l y como lo describieron Holbrook y cols26 en e lcaso de l magnesio. O tro e lemento con e l que se ha re la-cionado es el hierro ferroso y férrico; sin embargo su efectocon la absorción se desconoce .1
En estudios rea lizados por Milne y cols27 y Nguyen,28
observaron un incremento en las pérdidas urinarias deca lcio y fósforo. Aunque e l incremento en la excreción defósforo puede se resultado de una absorción mayor, lapérdida por vía urinaria en estos casos fue mayor que suingestión y absorción. Por lo tanto, una menor retenciónde ca lcio y mayor pérdida de fósforo en combinación conuna dieta deficiente de magnesio puede tener un impactoadverso en la sa lud ósea a largo plazo.
Ante la presencia de deficiencia de cobre e l efecto so-bre la ganancia de peso puede acentuarse , a l igua l quea lgunos signos presentes a largo plazo de esta deficien-cia como la fa lla en la hematopoyesis y la hipertrofia cardía-ca . El consumo de fructosa en cantidades menores a l 20%de l tota l energético diario tiene pocos o nulos efectos enla biodisponibilidad de l cobre .1
Revista de Endocrinología y Nutrición 2007;15(2):67-74 73
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RECOMENDACIONES
Aunque para a lgunos edulcorantes no nutritivos se haestablecido una ingesta diaria aceptable , las investiga-ciones actua les no recomiendan un nive l específico parala fructosa y se aplican las recomendaciones genera lesbasadas en e l consumo máximo de energía en forma deazúcar añadida . La Organización Mundia l de la Sa lud su-g iere un consumo de l 10% de l tota l energé tico d iario;a lgunos organismos como e l Departamento de Agricultu-ra de los Estados Unidos (USDA por sus sig las en in-g lés) y la Asociación Americana de Die té tica (ADA) através de guías a limentarias han recomendado una in-gesta de 6 a 10%.29 En México, estas recomendaciones
Cuadro I. Efectos de l uso de la fructosa .
Efectos bené f icos Efectos de le téreos
Mayor poder edulcorante Menor supresión de gre linaSinergia con otros edulcorantes Menor seña l de saciedadBa jo costo Menor sensibilidad a la insulinaEstabilidad de l producto Media la resistencia a la insulinaÍndice glucémico ba jo LipogénicaMenor respuesta glucémica n TriglicéridosMenor respuesta insulinogénica n Ura tosFavorece la respuesta de hormonas contrarreguladoras n La c t a toAnt ice togénica Ce togénica
En este cuadro se resumen los principa les efectos benéficos y de le téreos re lacionados con e l consumo de la fructosa , debido a sus caracterís-ticas físicas, químicas y metabólicas.
Hiperuricemia . Existe un incremento de purinasy generación de ácido úrico vía hipoxantina yxantina debido a la escasez re la tiva de Pi y ATPy a la síntesis de novo. ATP; trifosfato de adeno-sina; ADP, difosfa to de adenosina; AMP, mono-fosfato de adenosina; Pi fósforo orgánico; GMP,monofosfa to de guanosina; PRPP 5-fosforibo-sil-1-fosfa to.
Figura 4. Hiperuricemia .
FructocinasaFructosa Fructosa 1-P
G licera ldehido 3-PTirocinasa
G licera ldehído
AMP + ATP 2 ADP
Pi
Adenita tocinasaAMP
deaminasaAdenilo-succina to IMP
5 nucleotidasa
Hipoxantina
ATP
Adenosina
Adenosinadeaminasa
Oxidasa
Oxidasa
Ácido úrico
Xantina
PRPP
5 fodfo-ribodilamina
Ribosa 5-P
AMP, GMP
PRPP G lutamilAmidotransferasa
AMP, ADP,ATP
PRPPSintetasa
Nucleosidofosforilasa
Inosina
han sido revisadas por e l Instituto Naciona l de CienciasMédicas y Nutrición Sa lvador Zubirán, respa ldadas y ava-ladas por la Secre taría de Sa lud y la Academia Naciona lde Medicina .
Para pacientes con DM las recomendaciones de la EASD(Asociación Europea para el estudio de la Diabetes) y laADA (Asociación Americana de Diabetes) permiten un con-sumo limitado a menos de l 10% de la ingesta energética .Y aunque en estos pacientes consumos a ltos como 60 gde fructosa no tienen efectos adversos en la respuestaglucémica , dado que hay un incremento en los nive les detriglicéridos y colesterol LDL, la adición de fructosa comoun agente edulcorante no es recomendable para este tipode pacientes.5,29
Elizabeth Pérez Cruz y cols. Consumo de fructosa74
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El monitoreo de la ingesta de fructosa en re lación a lasa lud debe incluir la intolerancia gastrointestina l y la hi-perlipidemia en individuos en quienes presentan riesgo.
CONCLUSIONES
Los efectos indeseables en la sa lud re lacionados con loshidra tos de carbono son ocasionados por un exceso en suconsumo. Muchos factores influyen para que esto ocurra ,desde la cantidad consumida , su composición, efectos deprocesamiento y su ingestión con otros componentes dela a limentación que pueden modificar sus característicasfisiológicas y bioquímicas (Cuadro I).
En esta revisión se han expuesto brevemente los me-canismos por los cua les e l consumo de fructosa puedecontribuir a l desarrollo de todas las manifestaciones clá-sicas de l síndrome me tabólico. Es importante reca lcarque la evidencia actua l apoya que los e fectos “de le té-reos” son dosis depend ientes, deb idos a un consumosupra fisiológ ico y que además la mayoría no son exclu-sivos de este azúcar.
La fructosa no provee ventajas sobre la sacarosa , ni tam-poco hay una razón para evitar el consumo natural de fructo-sa como ocurre en el consumo de frutas, manteniendo suingestión siempre en el contexto de una dieta saludable.
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