Фруктоза: новое слово на букву "Ф"
Раньше нам говорили, что фруктоза (она же "фруктовый сахар") - идеальный подсластитель для людей с диабетом, потому что она не вызывает скачков сахара в крови. Однако в последние годы ее авторитет упал, поскольку некоторые эксперты решили, что фруктоза - самая зловещая из всех сахаров, единолично ответственная за ожирение, диабет, болезни сердца, жировую болезнь печени, подагру, рак и разрушение всего мира. В одной популярной лекции о вреде фруктозы ее даже окрестили ядом, во многом ответственным за эпидемию детского ожирения.
Пишут что фруктоза может затруднять контроль аппетита и тяги к еде по сравнению с глюкозой, что ведет к перееданию и ожирению.
Многие из нас наконец осознали, что здоровью угрожает избыток рафинированных углеводов, а не насыщенных жиров и начали сокращать потребление сахара и муки, чтобы защититься. Эти изменения даются нелегко - выпечка, макароны, мороженое и конфеты дешевы, удобны и вкусны! Лично я бы с радостью услышал, что могу спокойно есть все сахара, кроме фруктозы и уверен, я не одинок. Так что все-таки происходит?
Оказывается, фруктоза - это очень интересная и сложная тема. Фруктоза - это не здоровая пища, но и не яд. Во всяком случае, не более ядовитый, чем любой другой сахар. Давайте вместе узнаем, что такое фруктоза, как она соотносится с другими сахарами и сколько ее можно употреблять без вреда для здоровья.
Чтобы облегчить процесс усвоения фруктозы, я разделил ее на пять статей:
- Метаболизм фруктозы в сравнении с метаболизмом глюкозы. В сегодняшней статье вы узнаете интересные факты о фруктозе и о том, как она ведет себя в вашем организме по сравнению с другими сахарами. Если вам было так же трудно, как и мне, следовать уроку химии доктора Люстига, читайте дальше, чтобы понять в чем реальные различия между метаболизмом фруктозы и глюкозы.
- Делает ли фруктоза вас более голодным? Во второй статье "Фруктоза повышает аппетит . . . больше науки" мы рассмотрим результаты нового исследования, в котором утверждается, что фруктоза может вызывать переедание, чтобы понять, стоит ли нам беспокоиться.
- Фруктоза и ваше здоровье. В третьей статье "Почему сахар вреден для вас: Краткий обзор исследований" я рассматриваю и обобщаю последние исследования о фруктозе и диабете, ожирении, жировой болезни печени, подагре, болезнях сердца и раке.
- Всасывание фруктозы. В четвертой статье "Является ли фруктоза причиной вашего СРК?" мы рассмотрим, как выяснить является ли фруктоза виновницей симптомов вашего СРК и если да, то как свести фруктозу к минимуму в своем рационе.
- Фруктоза в реальном мире. В пятой статье "Как диагностировать, предотвратить и лечить инсулинорезистентность" мы наконец-то обратимся к реальным продуктам питания! Мы исследуем ваши любимые подсластители, фрукты, овощи, зерновые и бобовые, чтобы выяснить, насколько они соответствуют действительности.
И мы начинаем!
Сначала немного контекста. Какое место занимает фруктоза по отношению к своим природным простым сахарам?
Простые сахара: коротко и сладко
Глюкоза: она же сахар в крови. 6-углеродный моносахарид (одно звено сахаров), используемый всеми растениями и животными в качестве основного источника энергии и поэтому критически важный для жизни. Глюкоза не очень сладкая - менее чем в два раза менее сладкая, чем фруктоза, поэтому глюкозу не используют в качестве подсластителя. Все растения содержат некоторое количество чистой глюкозы, а некоторые растения также содержат глюкозу соединенную в длинные цепочки в виде крахмала (амилозы), который совсем не сладкий. Декстроза - это просто название глюкозы, выделенной из растительного крахмала.
Фруктоза: она же фруктовый сахар. 6-углеродный моносахарид (одно звено сахара), используемый растениями для подслащивания плодов и придания им большей привлекательности для животных. Фруктоза - самый сладкий из всех природных сахаров и в свободном виде она содержится в основном в сладких фруктах и овощах. В организме человека фруктоза используется для получения энергии лишь несколькими типами клеток (в частности, сперматозоидами), но при необходимости организм может получать ее из глюкозы.
Сахароза: она же столовый сахар, белый сахар, тростниковый сахар, свекольный сахар или просто обычный сахар. Сахароза - это дисахарид (двойное сахарное звено), используемый растениями для транспортировки и хранения энергии. Каждая молекула сахарозы состоит из одной молекулы глюкозы, соединенной с одной молекулой фруктозы. В процессе пищеварения мы легко разрываем эту связь, чтобы освободить глюкозу и фруктозу для усвоения:
Есть еще несколько простых природных сахаров, которые мы не будем описывать для краткости: лактоза и галактоза (из молока), мальтоза и трегалоза (из грибов). Все они преобразуются в глюкозу в нашем организме. Даже неестественные сахара, такие как кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, сироп из коричневого риса и сироп агавы, превращаются в глюкозу и/или фруктозу в нашем организме. [Более подробно об этих подсластителях будет рассказано в четвертой статье].
Поскольку все сахара, которые мы употребляем в пищу в конечном итоге разрушаем на глюкозу, фруктозу или какую-то их комбинацию, далее мы сосредоточимся на различиях между фруктозой и глюкозой.
Аргументы в войне между фруктозой и глюкозой сосредоточены вокруг различий между тем, как фруктоза и глюкоза обрабатываются печенью, поэтому нам, к сожалению придется рассмотреть некоторые вопросы биохимии. Я сделаю это как можно проще Красивые картинки прилагаются. Усаживайтесь поудобнее и мы начнем.
Метаболизм глюкозы
Вы можете представить себе печеный картофель как чудесный кусочек глюкозы. В печеном картофеле много крахмала под названием амилоза, который представляет собой длинные цепочки молекул глюкозы. Ферменты вашего кишечника быстро переваривают картофельный крахмал в чистую глюкозу и клетки кишечника полностью поглощают ее, вызывая скачок уровня глюкозы (сахара в крови). Вслед за ним в кровь устремляется инсулин, чтобы регулировать движение глюкозы и снизить уровень сахара в крови.
Печень - первый орган, который видит волну глюкозы в крови и поглощает около 1/3 глюкозы для переработки. Остальные 2/3 глюкозы циркулируют по всему организму и питают клетки. Для поглощения глюкозы клетками печени не требуется инсулин, но для удержания глюкозы внутри клеток печени инсулин необходим.
Инсулин - это не просто регулятор уровня сахара в крови, это мощный гормон роста.
Как только глюкоза попадает в клетку печени, клетка может делать с ней самые разные вещи в зависимости от обстоятельств. Помните, что вместе с глюкозой в организм поступает всплеск инсулина. Инсулин - это не просто регулятор уровня сахара в крови, это мощный гормон роста. Инсулин создает в организме условия для роста и один из способов, которым он это делает, - говорит вашей печени: "Стройте, растите и храните!". Если инсулин присутствует в организме, он повышает активность ряда ферментов в клетках печени, необходимых для переработки всей поступающей в организм глюкозы.
Первый фермент печеночной клетки, включенный инсулином, - глюкокиназа, которая немедленно присоединяет к глюкозе фосфат, удерживая глюкозу внутри клетки, чтобы она не могла вытечь обратно в кровь. Фосфат образуется из молекулы АТФ (аденозинтрифосфат), главной молекулы-накопителя энергии в нашем организме. После того как АТФ отдает один из своих фосфатов глюкозе, его называют АДФ (аденозин-дифосфат). Когда уровень инсулина низкий, как и должно быть между приемами пищи, глюкокиназа отключается, чтобы печень могла выпустить глюкозу обратно в кровь и не дать сахару в крови снизиться.
То, по какому пути пойдет глюкоза попав в клетку печени, зависит от множества факторов, включая уровень инсулина, АТФ и других молекул, которые помогают клетке печени понять, что ей нужно в данный момент. Эти молекулы контролируют переработку глюкозы, включая и выключая ферменты. Главный фермент-регулятор на конвейере глюкозы называется Фосфофруктокиназа-1 (PFK-1). Одна из вещей, которая включает PFK-1, - это инсулин, а одна из вещей, которая его выключает, - это АТФ. Когда PFK-1 включается, глюкоза отправляется на конвейер, чтобы быть разрезанной пополам для дальнейшей обработки.
Под воздействием инсулина печень может сделать с новой порцией глюкозы одно из следующих действий, в зависимости от потребностей вашего организма на данный момент:
Сжечь или переработать для получения энергии (АТФ). Если клеткам печени нужна энергия для ведения клеточной деятельности, глюкоза будет разрезана пополам, чтобы сгореть в митохондриях ("клеточной печи"). Чтобы превратить фрагменты глюкозы в АТФ, митохондриям требуется кислород; этот процесс называется аэробным гликолизом. Если кислорода недостаточно для сжигания, глюкоза будет ферментироваться, образуя молочную кислоту (анаэробный гликолиз). Печень может выпустить молочную кислоту в кровь, чтобы сжечь ее в работающих мышцах или других клетках, испытывающих недостаток кислорода, для получения энергии.
Преобразовать в 5-углеродные строительные блоки (рибулоза-5-фосфат) и мощные молекулы-помощники (NADPH), необходимые для построения компонентов новых или растущих клеток, таких как белки, РНК и ДНК. Этот путь "строить и расти" называется "пентозофосфатный путь"(PPP) .
Запасать его в виде гликогена или жира. В процессе, называемом гликогенезом, печень превращает молекулы глюкозы в длинные цепочки животного крахмала, называемого гликогеном, который хранится в печени. Если резервуар гликогена в печени уже полон, глюкоза может быть превращена в жир (липогенез). Здоровая печень не хранит много жира; она предпочитает отправлять его в другие клетки, выпуская в кровь в виде триглицеридов.
Глюкоза - многогранная молекула, судьба которой зависит от сложных сигналов между пищей, гормонами, печенью и остальными составляющими организма. Чем отличается фруктоза?
Различия между метаболизмом глюкозы и фруктозы
№1: кишечник не всасывает фруктозу так же хорошо, как глюкозу. Более подробно о проблемах усвоения фруктозы будет рассказано во второй и третьей статьях, а пока достаточно сказать, что чистую фруктозу большинству из нас трудно усвоить полностью.
№2: Печень усваивает гораздо больше фруктозы, чем глюкозы. Поскольку вам не нужна фруктоза для питания клеток, нет необходимости держать ее в кровообращении, поэтому печень, как большая губка, удаляет из организма столько, сколько может.
№ 3: Глюкоза вызывает выброс инсулина, а фруктоза - нет. Инсулин играет важную роль в включении или выключении ключевых ферментов, поэтому без всплеска инсулина ферментная среда в клетках печени может быть совсем другой, а значит и пути переработки фруктозы могут отличаться. (Важная истина заключается в том, что все продукты, содержащие фруктозу, также содержат глюкозу и часть фруктозы преобразуется в глюкозу, поэтому при потреблении фруктозы обычно присутствует некоторое количество инсулина, но пока давайте придерживаться чистой фруктозы, чтобы подчеркнуть метаболические различия).
№ 4: Первые два этапа переработки фруктозы полностью отделены от переработки глюкозы, нерегулируемы и необратимы. Попадая в клетку печени, АТФ связывает фруктозу с фосфатом независимо от того, что происходит, задерживая ее внутри клетки. Фермент, отвечающий за этот шаг, - фруктокиназа, которая включается под действием фруктозы и не подчиняется инсулину. Далее фермент под названием альдолаза В бесцеремонно разрезает фруктозу пополам. Эти первые два шага полностью обходят PFK-1, главный фермент, контролирующий переработку глюкозы, поэтому независимо от того, что нужно или хочется вашему организму в данный момент, фруктоза будет разрушена, потому что в отличие от глюкозы, молекулы фруктозы не могут храниться и не могут быть выпущены обратно в кровоток. У клетки печени нет другого выбора, кроме как разрушить каждую молекулу фруктозы, которую она получила.
Сходство метаболизма глюкозы и фруктозы
Глюкоза и фруктоза идут по разным дорогам только на первых этапах переработки. Однако, как только фруктоза разрезается пополам, она превращается в ту же самую 3-углеродную молекулу, которая образуется из глюкозы при ее разрезании пополам (глицеральдегид-3-фосфат, или сокращенно 3-ФГА). Все молекулы 3-ФГА, независимо от того, получены они из фруктозы или глюкозы, попадают в один общий путь. С этого момента их нельзя отличить друг от друга: кусочки фруктозы могут превращаться в АТФ, молочную кислоту, строительные блоки, гликоген или жир, точно так же, как и кусочки глюкозы, потому что они идентичны. Кусочки фруктозы могут даже превращаться в глюкозу! Какой путь проходят фруктоза и глюкоза, зависит от потребностей организма в данный момент и от количества фруктозы и глюкозы, которые вы съедаете.
На этой иллюстрации показаны ключевые различия между метаболизмом глюкозы и фруктозы в печени. Фруктоза идет по своему собственному однонаправленному, нерегулируемому пути, пока не расщепляется до глицеральдегид-3-фосфата (3-ФГА), который идентичен 3-ФГА из глюкозы. В этот момент 3-ФГА из фруктозы вступает в метаболический путь глюкозы и может превратиться в молочную кислоту, АТФ или жир, либо снова пройти по пути глюкозы и вступить в пентозофосфатный путь, стать гликогеном или снова попасть в кровь в виде глюкозы.
Утверждения фруктозофобов
Суть аргументов фруктозофобов заключается в том, что фруктоза опасна, потому что она обходит обычные механизмы контроля глюкозы (а именно инсулин и PFK-1), направляется прямо в печень и мгновенно превращается в жир, по пути сжигая драгоценные АТФ (энергетические молекулы) и оставляя после себя кучу токсичных отходов (мочевую кислоту).
Мочевая кислота? Что это такое? В обычных условиях, когда АТФ отдает фосфат фруктозе или глюкозе, остатки АДФ перерабатываются обратно в АТФ. Однако печень поглощает лишь часть потребляемой вами глюкозы, в то время как фруктозу она поглощает почти всю. Если в печень попадает слишком много молекул фруктозы, то теоретически они могут быстро израсходовать слишком много АТФ и остатки АДФ могут перегрузить механизмы переработки. Если АДФ не удается переработать, клетки могут превратить его в отходы, называемые мочевой кислотой, и отправить через кровоток в почки для выведения из организма. Высокий уровень мочевой кислоты в крови может спровоцировать подагру у некоторых людей.
Утверждение № 1: Фруктоза - это быстрый жир
Приверженцы фруктозофобии утверждают, что печень мгновенно превращает всю съеденную фруктозу в жир, а жир либо попадает в кровь, либо задерживается в печени, вызывая жировую болезнь печени.
Как вы уже знаете, фруктоза может превращаться во все то же, что и глюкоза. Нет никаких доказательств того, что реальное количество фруктозы в обычных условиях вызывает увеличение производства жира печенью по сравнению с глюкозой.
Более того, обзор исследований в которых использовались радиоактивные трассеры для отслеживания фруктозы, проходящей через организм человека, показал, что менее 1 % фруктозы, потребленной испытуемыми, превратилось в жир. Значительная часть фруктозы, целых 54 %, превратилась в глюкозу! Почему так мало фруктозы превратилось в жир? Фруктоза не вызывает скачков инсулина, а инсулин нужен для того, чтобы включить механизмы образования жира. Инсулин - это гормон роста, который говорит печени, что нужно расти и откладывать жир; когда уровень инсулина низкий, пути образования жира отключаются.
Утверждение № 2: Фруктоза истощает клетки АТФ, нашей драгоценной энергетической молекулы.
Нет никаких доказательств того, что у людей происходит истощение АТФ, за исключением случаев, когда фруктоза вводится непосредственно в вену (не пытайтесь сделать это дома...).
Утверждение № 3: Фруктоза повышает уровень мочевой кислоты, что может вызвать подагру.
Хотя существуют исследования на людях, показывающие, что фруктоза может повышать уровень мочевой кислоты сильнее, чем глюкоза, во всех этих исследованиях использовались очень высокие дозы фруктозы (около 215 граммов) - примерно столько фруктозы содержится в 2-1/2 литрах Mountain Dew или виноградного сока. Кроме того, люди в этих исследованиях получали эти мегадозы фруктозы в дополнение к своему обычному рациону, что увеличивало их ежедневное потребление калорий примерно на 1/3. Поэтому невозможно сказать, было ли причиной повышения уровня мочевой кислоты в этих случаях экстремальное воздействие фруктозы или просто избыток калорий. Исследования фруктозы у людей при нормальной калорийности рациона не выявили увеличения выработки мочевой кислоты.
Ключевые моменты
- Все сахара и крахмалы в нашем рационе, как натуральные, так и искусственные, в конечном итоге разрушают глюкозу, фруктозу или их комбинацию.
- Глюкоза, получаемая из сладкого и крахмала, попадает в кровь, вызывая всплеск инсулина. Фруктоза же попадает в печень и не вызывает прямой реакции инсулина.
- Инсулин - это мощный гормон, который переводит печень в режим роста и накопления.
- Первая фаза переработки глюкозы очень жестко контролируется, поскольку глюкоза должна подчиняться инсулину и регуляторному ферменту PFK-1, в то время как фруктоза обходит эти важные проверки и балансировки.
- Остальные фазы переработки глюкозы и фруктозы объединяются и становятся идентичными. Поэтому и глюкоза и фруктоза могут превращаться в АТФ (энергия), молочную кислоту (энергия), гликоген (хранение), рибулозу-5-фосфат (строительные блоки для новых/растущих клеток) или жир, в зависимости от потребностей организма.
- В отсутствие глюкозы/инсулина очень малое количество фруктозы, которую мы едим, превращается в жир.
- Нет никаких доказательств того, что фруктоза истощает клетки АТФ, если только вы не вводите ее в вену.
- Фруктоза повышает уровень мочевой кислоты в крови только в больших дозах.
Заключение
Да, фруктоза обрабатывается организмом иначе, чем глюкоза, по целому ряду параметров. Она хуже усваивается кишечником, в гораздо больших количествах поглощается печенью, а первые два этапа ее переработки в печени не регулируются, то есть фруктоза будет "разрушена" печенью независимо от того, что происходит. Однако нет никаких оснований полагать, что эти метаболические различия делают обычное количество фруктозы хуже, чем обычное количество глюкозы, когда речь идет о запасах АТФ, производстве жира или уровне мочевой кислоты. Побочные продукты фруктозы идентичны побочным продуктам глюкозы и могут превращаться во все то же самое, что и глюкоза. Фруктоза - это, прежде всего, еще один источник глюкозы в рационе.
Как узнать, что фруктоза не является ядом? В организме есть множество молекул-рецепторов сахара, которые помогают простым сахарам проникать в клетки. Одна из них, называемая GLUT-5, специфична только для фруктозы. Кроме того, значительную часть съеденной фруктозы мы превращаем в глюкозу - молекулу, необходимую для жизни. Нам не нужна фруктоза (или любой другой сахар), чтобы жить или быть здоровыми, но фруктоза, безусловно, может использоваться как источник питания, и по моему мнению, это означает, что она не является ядом. Если бы фруктоза была настоящим ядом, мать-природа не установила бы в нашем кишечнике рецепторы, специально предназначенные для приема фруктозы в организм. Да, избыток фруктозы, как и избыток чего бы то ни было может быть потенциально вредным, но это не делает ее ядом. Если вы выпьете слишком много воды, уровень натрия в вашем организме снизится, у вас начнутся судороги и вы можете умереть. Но вода явно не является ядом. В случае с фруктозой, как и в случае с водой, доза превращает ее в яд. Сколько фруктозы вы можете безопасно съесть? Все зависит от того, кто именно вы... подробнее в четвертой статье!
Итог
Тот факт, что фруктоза перерабатывается организмом иначе, чем глюкоза, не делает фруктозу хуже глюкозы, когда речь идет о здоровье наших клеток. Как вы увидите в остальных частях серии ( если вы еще живы после прочтения этой статьи), фруктоза - не тот питательный суперзлодей, каким ее выставляют. Что является диетическим бичом нашего времени? Сахар. Избыток сахара любого типа, включая фруктозу, но возможно, глюкоза - худший из всех видов сахара.
Стали ли вы бояться фруктозы больше или меньше, чем раньше?
Во второй статье, "Делает ли фруктоза вас более голодным?" мы ответим на следующие вопросы:
Стоит ли новое исследование о фруктозе и аппетите вашего внимания?
Насколько хороши научные исследования фруктозы в целом? Можем ли мы рассчитывать на то, что они дадут нам полезную информацию о том, что мы должны есть, чтобы быть здоровыми?