Is dit hoe fructose het effect van vetrijke diëten verergert?
Nieuw onderzoek bij muizen voegt details toe aan de mogelijke nadelen van het combineren van met suiker gezoete dranken met een vetrijk dieet. Voortbouwend op eerdere bevindingen, dat fructose lichaamsvet bevordert, toont de laatste studie aan dat met fructose gezoete dranken ook het vermogen van de lever om vet te verbranden kunnen verstoren.
Een recent Celstofwisseling artikel beschrijft hoe onderzoekers het effect van het toevoegen van fructose en glucose vergeleken met normale en vetrijke diëten bij muizen.
Ze ontdekten dat fructose en glucose, wanneer ze worden toegevoegd aan een vetrijk dieet, de mechanismen in de lever op tegenovergestelde manieren beïnvloeden.
Het blijkt dat hoge niveaus van fructose het vetmetabolisme in de lever kunnen verstoren op manieren die slecht zijn voor de gezondheid, terwijl hoge glucosespiegels dit kunnen verbeteren.
"Fructose zorgt ervoor dat de lever vet ophoopt", zegt senior studie auteur C. Ronald Kahn, een professor in de geneeskunde aan de Harvard Medical School in Boston, MA. "Het werkt bijna alsof je meer vet aan het dieet toevoegt", vervolgt hij.
"Dit staat in contrast met het effect van het toevoegen van meer glucose aan het dieet, wat het vermogen van de lever om vet te verbranden bevordert, en dus in feite zorgt voor een gezonder metabolisme", voegt hij eraan toe.
Prof. Kahn is ook hoofd van Integrative Physiology and Metabolism bij Joslin Diabetes Center, een dochteronderneming van de Harvard Medical School.
Fructose en glucose in toegevoegde suiker
In hun studieachtergrond leggen de auteurs uit dat het typische westerse dieet niet alleen veel vet bevat, maar ook rijk is aan met suiker gezoete dranken.
Net als de toegenomen consumptie van vetrijk voedsel, is een hogere consumptie van met suiker gezoete dranken naar voren gekomen als een aanzienlijke risicofactor voor obesitas en de complicaties ervan, zoals diabetes type 2 en niet-alcoholische leververvetting (NAFLD).
Prof. Kahn en zijn team hebben de effecten van toegevoegde suikers in de voeding onderzocht in een reeks onderzoeken, waarvan de laatste de laatste is.
Toegevoegde suiker in het dieet heeft twee vormen: sucrose of fructose-glucosestroop. Beide vormen bevatten fructose en glucose.
Wat het team ontdekt door de laatste en eerdere bevindingen, is dat deze twee vormen van suiker uiteenlopende effecten hebben in de lever.
In een studie uit 2017 toonden ze bijvoorbeeld aan hoe het toevoegen van fructose aan een vetrijk dieet ertoe leidde dat muizen zwaarlijvigheid, glucose-intolerantie en vergrote levers ontwikkelden.
Daarentegen had het toevoegen van glucose aan een vetrijk dieet deze effecten niet, ondanks dat de calorie-inname erg op elkaar leek.
Effecten op een vetrijk dieet
In de recente studie concentreerden de onderzoekers zich op twee mechanismen: het ene heeft betrekking op mitochondriën, de kleine compartimenten in cellen die ze energie geven, en het andere heeft te maken met vetzuuroxidatie of vetverbranding.
Ze zetten zes groepen van 6 weken oude mannelijke muizen op verschillende diëten gedurende 10 weken: alleen normaal dieet, normaal dieet met veel glucose, normaal dieet met veel fructose, alleen vetrijk dieet, vetrijk dieet met veel glucose en vetrijk dieet met hoge fructose. Ze voegden de fructose en glucose toe aan het drinkwater van de muizen.
Net als in eerdere onderzoeken zagen ze dat muizen die het normale dieet volgden met fructose of glucose in hun drinkwater ongeveer 30% meer gewicht aankwamen dan muizen die gewoon water dronken. Ook ontwikkelden deze muizen geen hoge bloedglucose, een kenmerk van diabetes.
Alle drie de groepen muizen die het vetrijke dieet volgden, ontwikkelden obesitas, met een toename van het lichaamsgewicht van gemiddeld 40-60%. Bovendien vertoonden deze muizen tekenen van leververgroting en hepatische steatose, of vetophoping in de lever.
De vetrijke dieetmuizen die regelmatig water en water met toegevoegde fructose kregen, ontwikkelden ook insulineresistentie en een hoge bloedsuikerspiegel, en hun insulinegehalte verdubbelde.
Hoewel de vetrijke dieetmuizen op water met toegevoegde glucose evenveel gewicht kregen als hun andere vetrijke dieetgenoten, ontwikkelden ze de andere symptomen niet, ondanks dat ze dezelfde calorie-inname hadden.
Bekijk de markers van leververvetting nader
De onderzoekers analyseerden de leverweefsels en cellen van de muizen om beter te kijken naar markers van leververvetting.
Een marker die ze onderzochten, was het niveau van acylcarnitines. Deze verbindingen zijn bijproducten van vetverbranding in de lever, en hogere niveaus duiden op hogere niveaus van vetophoping.
De muizen op een vetrijk dieet met veel fructose hadden de hoogste niveaus van acylcarnitines. De muizen die een vetrijk dieet met veel glucose volgden, hadden echter lagere niveaus van deze markers met een hoog levervet dan de muizen met een hoog vetdieet op gewoon water.
De onderzoekers merken op dat deze resultaten die van eerdere studies ondersteunen en suggereren dat glucose de lever helpt om vet te verbranden.
Een andere marker die het team onderzocht in de muizenlevers was carnitine palmitoyltransferase 1A (CPT1A), een mitochondriaal enzym met een sleutelrol bij vetverbranding.
In tegenstelling tot acylcarnitines zijn hogere CPT1A-waarden een goed teken, omdat ze aangeven dat de mitochondriën hun vetverbrandingsfunctie uitoefenen.
De vetrijke muizen op water met toegevoegde fructose hadden echter een laag gehalte en een lagere activiteit van CPT1A. Deze waarneming suggereerde dat er iets mis was met de mitochondriën in hun levercellen.
"Als mitochondriën gezond zijn, hebben ze deze mooie eivormige vorm en zijn ze kruisarcerend", legt prof. Kahn uit.
Schadelijk dieet voor mitochondriën
Toen het team de levercellen van de vetrijke plus fructose-muizen onderzocht, ontdekten de wetenschappers dat de mitochondriën gefragmenteerd waren, wat suggereert dat ze niet zo goed vet verbrandden. Daarentegen waren de mitochondriën van de muizen met veel vet en glucose gezond.
De testresultaten voor acylcarnitines, CPT1A en andere markers leidden het team tot de conclusie dat zowel het vetrijke als het hoge vetgehalte met fructose-diëten ervoor zorgden dat de levers van de muizen de opslag van vet bevorderen in plaats van verbranden door hun mitochondriën te beschadigen.
De onderzoekers geloven dat het vinden van een medicijn dat deze ongewenste effecten in fructose blokkeert, zou kunnen leiden tot een behandeling die NAFLD, glucose-intolerantie en diabetes voorkomt.
"Dit is een van een reeks onderzoeken die we hebben gedaan naar de rol van hoge fructose in het dieet in termen van insulineresistentie en metabool syndroom."
Prof. C. Ronald Kahn
