Fruktoza: działanie hormonalne i metaboliczne

Dr Giancarlo Monteforte

Fruktoza jest naturalnym monosacharydem o szczególnych właściwościach metabolicznych. Właściwości te wynikają zasadniczo z 2 czynników:

1. Niski indeks glikemiczny
2. Wchodzenie w glikolizę z pominięciem regulacji enzymu fosfofruktokinazy (która katalizuje fosforylację fosforanu glukozy 6 do 1, 6 bisfosforanu fruktozy, określając definitywną i nieodwracalną imisję glukozy w procesie glikolitycznym; ta reakcja jest uważana za krok graniczny całej prędkości glikoliza).

Absorpcja jelitowa

Wszystkie monosacharydy (a więc także fruktoza) są wchłaniane w jelicie czczym i umieszczane w kręgu wrotnym. Fruktoza jest absorbowana przez enterocyty przez dyfuzję wspomaganą przez specyficzny nośnik (GLUT5) znajdujący się na membranie wierzchołkowej; na błonie podstawno-bocznej znajduje się inny nośnik (GLUT2), który wprowadza fruktozę do krążenia (rys. nr 1). GLUT5 ma Km = 5, więc jest łatwo nasycony, więc po spożyciu dużych ilości fruktozy mogą następować zaburzenia jelitowe, takie jak obrzęk i ból brzucha, biegunka.

Z kosmków jelitowych fruktoza przechodzi do żyły wrotnej, a następnie do wątroby. U ludzi około połowa fruktozy obecnej w żyle wrotnej jest sekwestrowana i metabolizowana przez wątrobę, 20% przez nerki, pozostała część przez tkankę tłuszczową i mięśnie szkieletowe.

Wchodzenie fruktozy do komórek wszystkich tkanek i narządów odbywa się za pośrednictwem GLUT5 i jest niezależne od insuliny.

Metabolizm fruktozy

Istnieją dwa szlaki metaboliczne odpowiedzialne za metabolizm fruktozy, specyficzny szlak i szlak niespecyficzny.

• Konkretna droga: wątroba i nerki (ramka 1) . Charakteryzuje się dwoma enzymami: fruktochinazą i aldolazą B. Fruktochinaza katalizuje fosforylację fruktozy do fosforanu fruktozy 1, który dzieli się na dwie triozy: aldehyd glicerynowy i dihydroksyacetosforan. Aldehyd glicerynowy jest fosforylowany przez kinazę triozową i jest wprowadzany do glikolizy, fosforan dihydroksyoctanu jest przekształcany w aldehyd glicerynowy.
• Aspecyficzny szlak: tkanka tłuszczowa, mięśnie szkieletowe, serce (pole 2). Składa się z enzymów metabolizujących gukozę: heksokinazy, fosfofruktokinazy, aldolazy A.

Konkretna droga jest znacznie bardziej wydajna niż droga niespecyficzna, przy czym ta ostatnia jest hamowana przez glukozę. W tkance tłuszczowej, przy prawie zerowym stężeniu glukozy, nie ma konkurencji między glukozą a fruktozą i jest ona wystarczająco metabolizowana w aspecyficzny sposób.

Ramka 1. Metabolizm fruktozy wątrobowej	Pole 2. Metabolizm fruktozy poza wątrobą
Fruktoza jest fosforylowana przez fruktokinazę, a następnie oddzielana od aldolazy B. Utworzona trioza jest wprowadzana do glikolizy na poziomie fosforanów triozy, pomijając regulację fosfotrrutokinazy. Zielone strzałki wskazują niekontrolowany przepływ fruktozy w glikolizie. W zależności od warunków metabolicznych, triozy można skondensować w glukozę, aby uzupełnić glikogenezę wątroby.	Fruktoza jest metabolizowana przez te same enzymy, które metabolizują glukozę: heksokinazę i aldolazę A. Ten szlak metaboliczny jest hamowany przez obecność glukozy.

Nieregulowana glikoliza: zaburzenia metaboliczne, w których pośredniczy fruktoza

Główną kontrolą szlaku glikolitycznego jest enzym fosfofruktokinaza, fruktoza ucieka z tej kontroli, co może prowadzić do niekontrolowanej akumulacji metabolitów pośrednich.

Konsekwencje metaboliczne:

akumulacja fruktozy 1 fosforan → akumulacja ADP → zwiększony katabolizm puryn

akumulacja mleczanu → kwasica

akumulacja acetyloCoA → ciała ketonowe, lipogeneza

akumulacja glicerolu → lipogeneza

Z klinicznego punktu widzenia wszystko to przekłada się na:

• profil lipidowy i lipoproteiny aterogenne
• hiperurykemia
• zespół metaboliczny

KONTYNUACJA: właściwości endokrynologiczne fruktozy »