Úvod

1. DĚTSKÁ VÝŽIVA A OBEZITA V TEORII A PRAXIPoděbrady 17.11.2012Zdravotní rizika nadměrného příjmu fruktózy Mgr. Klára Papežová (Ústav preventivního lékařství MUNI Brno)

2. Úvod • V průběhu posledních let - nárůst nadváhy a obezity  (rozvoj onemocnění - diabetes 2. typu a metabolický syndrom • příčinou nadváhy a obezity - pozitivní energetická bilance, významná role některých makronutrientů • jedinec – jiné energetické nároky - zajištění správného chodu organismu, rozdílné energetické potřeby pro vykonávanou fyzickou aktivitu • energie přijímaná nad potřeby lidského organismu – přidané sacharidy, tuky, alkoholické nápoje • pozornost soustředěna na sacharidy - přidávané do potravin a nápojů - dochucení (1)

3. Americké ministerstvo zemědělství (USDA) - „přidané cukry“ - bílý cukr, hnědý cukr, surový cukr, med, kukuřičný sirup, vysoko-fruktózový kukuřičný sirup (HFCS), sladový sirup, javorový sirup, palačinkový sirup, melasový sirup, fruktózu jako sladidlo a dextrózy • nejčastěji konzumované potraviny s jejich obsahem - chléb, koláče, džemy, zmrzliny, sladkosti a mléčné výrobky/dezerty • největší zdroj - slazené nealkoholické a sportovní nápoje • mnoho studií - pozornost věnována nadměrnému příjmu fruktózy v souvislosti s rozvojem zdravotních rizik (2)

4. Fruktóza • fruktóza (fruktosa, ovocný cukr, levulosa) - monosacharid, šestiuhlíkatá hexóza, ketóza • výskyt - volná hexosa (v ovoci, medu), vázaná s glukózou jako sacharóza (1:1), vysokofruktózový sirup (HFCS) • v porovnání se sacharózou - vyšší sladivost, nízká výrobní cena, dobré vlastnosti při technologickém zpracování a výrobě potravin • potravinářství nachází široké využití - spotřeba roste • nárůstu spotřeby fru počátkem  70. let - do potravinářského průmyslu zavedeno nové sladidlo - vysokofruktózový kukuřičný sirup (HFCS – High-Fructose Corn Sirup) → výroba – průmyslově - enzymatická izomerace kukuřičného škrobu na fruktózu – různý obsah fruktózy – nejčastěji v nealkoholických nápojích HFCS 55 - 55 % fruktózy a 45 % glukózy – podoba sacharózy, obsah fruktózy může být vyšší (60%) - široké hranice využití (3)

5. Metabolismus fruktózy • počáteční kroky na inzulinu nezávislé • vstřebávána ze střeva do portální žíly - téměř úplná metabolizace v játrech, vstup do metabolických drah gukózy • metabolismus fruktózy je v porovnání s glukózou rychlejší - obchází hlavní regulační (nejpomalejší) reakce glykolýzy

7. → nadbytek vznikajícího pyruvátu a následně acetyl-CoA → de novo lipogeneze - výšená syntéza NEMK - esterifikace s glycerolem – ↑ triacylglycerolů (TAG) - sekrece lipoproteidů (zejména VLDL – very low-density lipoprotein) – do krevního oběhu - lipogeneze de novo - strava více než 50 % sacharidů (mono a disacharidů) → ↑ hypertriacylglycerolemie -  nežádoucí metabolické účinky fru → zmnožení viscerálního tuku a ektopické ukládání tuku – intramuskulární a intrahepatální - studie - krátkodobé podávání stravy s obsahem fru - 30-50 % nad doporučení denní energetický příjem - přesunu od beta-oxidace MK k jejich esterifikaci, zvýšení oxidace sacharidů. Stejné účinky - dlouhodobé podávání fruktózy (10 týdnů) bez přítomnosti zvýšené energetické bilance (13) Pozn. faktory vzestupu TAG po dietě s vysokým obsahem sacharidů - BMI pacienta (u BMI nad 28 dochází k vzestupu TG o 30 %, u nižších se nemění). - inzulinová senzitivita, - triacylglycerolemie nalačno - hormonální léčba žen v menopauze - genetické faktory (4)

8. Zdravotní rizika nadměrného příjmu fruktózy • dyslipidemie • obezita • inzulinová rezistence • metabolický syndrom • nealkoholická steatóza jater • hypertenze • zánět aj.

9. Vliv fruktózy na metabolismus lipidů • studie - podáván ↑ příjem fruktózy (1,5-3g/kg t.hm.) - v krátkodobém horizontu ↑ hladiny triacylglycerolů v krvi - rizikový faktor rozvoje aterosklerózy • pozorována ↑ tvorba částic VLDL s ↑ obsahem triacylglyceolů a ↓ velikosti částic LDL (náchylnější k oxidativní modifikaci), ↓ koncentrace HDL cholesterolu • meta-analýzy malých studií prokázaly ↑ koncentrace TAG v krvi při konzumaci fruktózy vyšší, než 50 g / den, již mírné množství 40 g fruktózy/den - nežádoucí změny v hladinách krevních lipidů • průměrná denní spotřeba fruktózy po celé Americe, Evropě a Oceánii - 50 až 75 g, může být část populace vystavena těmto účinkům (5)

10. Rozvoj inzulinorezitence a vznik DM • ↑ koncentrace NEMK mohou zapříčinit sníženou využitelnost glukózy tkáněmi -  hyperinzulinemii, stimulace glukoneogeneze za rozvoje hyperglykémie, inzulinové rezistence – diabetes 2.typu (1) • dle Lustiga dochází ke snížení citlivosti na inzulin při příjmu fru 150g/den (6) • švýcarští výzkumní pracovníci uvedli, že zvýšený příjem fruktózy 20 – 30 % nad denní doporučený příjem energie vede během krátké doby ke zhoršení citlivosti na inzulin v játrech, ale nevede k výrazné inzulinové rezistenci (5) • v pokusech na hlodavcích - strava s  vysokým obsahem fruktózy - stresové reakce endoplazmatického retikula v hepatocytech – omezení buněčné signalizace a vyvolání stavu inzulinové rezistence dané buňky (8)

11. Obezita • hypertriacylglycerolemie - podporuje hromadění viscerálního tuku a ektopické intramuskulární ukládání lipidů (9) • rozdíl mezi působení glukózy a fruktózy na příjem stravy – glukóza - stimulace tvorby inzulinu, leptinu z tukové tkáně a inhibice sekrece ghrelinu z gastrointestinálního traktu - není při konzumaci fru zajištěna regulace příjmu stravy spojená s pocitem sytosti a energetická homeostáza v CNS • pokusy na dobrovolnících ukázaly, že podání potravy s vysokým podílem fruktózy zvyšuje následující den pocit hladu a vede ke zvýšenému příjmu potravy v porovnání s podáním potravy obsahující izokalorické množství glukózy • mnohé studie dokládají nárůst obezity u respondentů po zavedení slazených nealkoholických nápojů do pitného režimu. Někteří odborníci upozorňují, že je při posuzování kazuality obezity příjmu slazených nápojů přisuzován příliš velký význam a může tak být odvedena pozornost od hlavních příčin jejího vzniku (15) • studie - je-li fruktóza konzumována v nadměrném množství jako součást hyperkalorické stravy, dochází k rozvoji dyslipidemie, viscerálnímu, intrahepatálnímu a intramuskulárnímu uložení tuku, obezity, inzulinové rezistence – v dlouhodobém horizontu  rozvoji metabolického syndromu (8)

12. Onemocnění jater • studie - u osob podávána hyperkalorická strava - cca 150g fru/den po dobu od 1 týdne až 6 měsíců – během krátké doby došlo k intrahepatálnímu ukládání tuku • uváděné mechanismy - de novo lipogenezi, inhibici oxidace lipidů (5, 13) • ve studiích na hlodavcích – při dlouhodobém podávání fruktózy k rozvoji nealkoholické steatózy jater (NAFLD), zvýšení mediátorů zánětu (jaterní TNF-alfa a plazminogen aktivátor inhibitor) a progresi NAFLD v NASH (8) • dle švýcarských vědců vychází představa o tom, že může fruktóza působit v nadměrném množství rozvoj nealkoholické steatózy jater (NAFLD) především z pokusů na zvířatech • v mechanismu negativních účinků fruktózy na jaterní steatózu a její další komplikace může hrát důležitou úlohu vyčerpání ATP (adenosintrifosfátu) při fosforylaci fruktózy na fruktózo-1-fosfát enzymem fruktokinázou, které je dáváno do souvislosti s rozvojem zánětu a progresí steatózy do steatohepatitidy

13. Zdroj: (13)

14. Hypertenze • ve vztahu k fruktóze byl popsán mechanismus rozvoje hypertenze prostřednictvím stimulace vstřebávání sodíku v tenkém střevě / snížením exkrece sodíku ledvinami (10,11) • nedávné výsledky studií potvrdily 1,3 x vyšší riziko hypertenze při příjmu fruktózy v množství ≥ 74g/den (≥ 140/90 mmHg) • Heart Study a studie Premier – spotřeba 1-2 nealkoholických slazených nápojů denně –zvýšené riziko rozvoje hypertenze a snížení spotřeby slazených nápojů na jeden nápoj denně vedlo u hypertoniků k poklesu krevního tlaku (16) • v prohlášení American Heart Association AHA byly zveřejněny důkazy o rozvoji hypertenze v souvislosti s nadměrnou spotřebou přidaných sacharidů

15. Diabetici a fruktóza • metabolismus fruktózy - na inzulinu nezávislý - vhodným sacharidem pro diabetiky • diabetici by měli být informováni - možné nežádoucí účinky nadměrné spotřeby fruktózy • doporučení - konzumace v umírněném množství - rizikovým faktorem rozvoje kardiovaskulárních chorob

16. Doporučení • pro příjem fruktózy zatím nebyly stanoveny doporučené limity • 2006 doporučení AHA - minimalizovat příjem potravin a nápojů s přídavkem cukru • ve svém prohlášení uvedla doporučené dávky pro spotřebu „přidaného cukru“ pro ženy - max. 100 kcal/den (cca 6 kávových lžiček) pro muže - max. 150 kcal/den (cca 9 lžiček) (10) - vycházejí z vědeckých výzkumů, které prokázaly v souvislosti se zvýšenou konzumací „přidaných cukrů“ nárůst obezity, snížený příjem ostatních živin a zhoršené výsledky krevních testů (↑ triacylglyceroly,↑ LDL-cholesterol, ↓ HDL-cholesterol)

17. Stanovisko EFSA (European Food Safety Authority) • požádána o  poskytnutí  stanoviska k problematice  zdravotních rizik spojených s nadměrným příjmem fruktózy • stanovisko se zabývá vztahem konzumace  fruktózy a  postprandiální glykemické odpovědi • na základě předložených důkazů došla k závěru, že existuje příčinný vztah mezi konzumací fru a snížením  postprandiální glykemické odpovědi • domnívá, že by fruktóza a složky potravin s obsahem fru  měly nahradit sacharózu nebo glukózu  v potravinách a nápojích, přičemž cílovou skupinou by měla být zejména populace, u nichž  má snížení postprandiální glykemické odpovědi prospěšný fyziologický účinek (porucha glc tolerance) • upozorňuje, že nadměrný příjem fruktózy může vést k metabolickým komplikacím, jako je dyslipidemie, inzulinová rezistence, zvýšená viscerální obezita (14)

18. Jsou opatření nezbytná? • neexistuje zatím žádný důkaz, že by fruktóza byla hlavním nebo jediným faktorem v rozvoji metabolických chorob • nadměrný příjem jakéhokoli zdroje energie – nárůst tělesné hmotnosti a metabolické změny - fruktóza není výjimkou • problém  interpretace výsledků studií - navýšení celkového příjmu energie - současné navýšení tuků • druh „přidaných cukrů“ • fyzickou aktivitu osob (sportovci) - jaké výsledky - pokud je fru konzumována jako součást izokalorické stravy • krátkodobé intervence, nejasné změny při dlouhodobém zvýšení příjmu fruktózy • veřejná zdravotní politika, která je zaměřena na odstranění nebo omezení fruktózy ve stravě by měla být považována za předčasnou • nezbytné další výzkumy o fyziologických účincích fruktózy, zejména než budou přijata různá opatření v oblasti veřejného zdraví • při ovlivňování zdravotní politiky by měly být tvůrci zaměřeni obecně na podporu zdravého životního stylu, který zahrnuje fyzickou aktivitu, pestrou stravu a přiměřený příjem energie

19. Závěr • celosvětový vzrůst spotřeby sacharidů, experimentální a klinické studie upozorňují na možnou souvislost mezi nadměrnou spotřebou fruktózy, nárůstem obezity a zdravotními komplikacemi • upozornění by mělo směřovat především k nadměrné spotřebě „přidaných cukrů“ v potravinách a nápojích • problematika - nízká informovanost spotřebitelů, etikety potravinových výrobků nenacházejí vždy informace o množství „přidaného cukru“ – nemožnost rozlišit množství přidaných sacharidů od sacharidů, které jsou přirozenou součástí potravin a nápojů (např. laktóza v mléce, fruktóza v ovoci aj.) • nebylo vydáno nařízení, které by stanovilo povinnost výrobcům tuto informaci na etiketách uvádět

20. V současné době dochází k „přeslazování“ nápojů i potravin (mléčné výrobky, aj). • slazený nápoj : obsah cukru 10,6g/100ml • syrovátkový nápoj: obsah cukru 14g/100ml

21. Zdroje 1) Lustig, R.H. Fructose: metabolic, hedonic, and societal parallels with ethanol. J. Am. Diet. Assoc. 2010, 110, p. 1308-1321.) 2) Johnson, R.H. Weighing in on added sugars and health. J. Am. Diet. Assoc. 2010; 110, p. 1296-1299. 3) Kazdová, J. Negativní důsledky konzumace fruktózy při diabetu a metabolickém syndromu Lékafiskélisty, 2009, (4) 4) V.Hainer a kol., Základy klinické obezitologie, Grada Publishing, 2011, str. 178-8. 5) Fructose: is public health action necessary? EUFIC, dostupné z http://www.eufic.org/page/sk/show/latest-science news/page/LS/fftid/Fructose-is-public-health-action-necessary/) 6) Livesey G. Fructose ingestion: Dose-dependentresponses in health research. J Nutr. 2009;139. p. 1246-1252 7) Sacharidy indukovaná hypertriglyceridémie, Zdravotnické noviny ZDN, 2004. 8) Luc Tappy M.D. et al., Fructose and metabolic diseases: New findings, new questions, Nutrition 26 (2010), 1044 – 1049). 9) Livesey,G. More on Mice and Men: Fructose Could put Brakes on a Vicious Cycle Leading to Obesity in Humans, Journal of the AMERICAN DIETETIC ASSOCIATION, July 2011, 111 (7): p. 986-990 10) Ferder, L., Ferder, M.D., Inserra, F. The Roleof High-Fructose Corn Syrup in Metabolic Syndromeand Hypertension. Curr Hypertens Rep, 2010;12: p. 2105-2112.). 11) Soleimani, M. Dietary fructose, salt absorption and hypertension in metabolic syndrome: towards and new paradigma. Acta. Physiol. (Oxf). 2011, 201(1): p. 55-62 12) Johnson, R.H. Weighing in on added sugars and health. J. Am. Diet. Assoc. 2010; 110, p. 1296-1299. 13 ) CL Cox, KL Stanhope, JM Schwarz at al, Consumption of fructose-sweetened beverages for10 weeks reduces net fat oxidation and energyexpenditure in overweight/obese men and women, European Journal of Clinical Nutrition (2012) 66, 201–208. 14) EFSA Journal 2011;9 (6) 15) Livesey, G. Fructose, obesity, and related epidemiology. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2010, 50, p. 26-28. 16) Weir, M.R. Dietary fructose and elevated levels of blood pressure. J. Am. Soc. Neph. 2010, 21, p. 1416–1417

22. Děkuji za pozornost Přeji sladký zbytek dne (v uváženém množství)