Download Consecuencias en la salud del consumo excesivo

157
NUTRICIÓN
L
Consecuencias en la salud
del consumo excesivo de
fructosa
Rosa Bárbara Reyes Ortiz
Docente de la Facultad de Nutrición de la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla.
a fructosa, también llamada levulosa, es un monosacárido que, desde el decenio de 1970, la industria alimentaria
utiliza como sustituto del azúcar de mesa; en la actualidad
es uno de los edulcorantes naturales más consumidos. De la
mano con el aumento de casos de diabetes mellitus, la obesidad y el síndrome metabólico, el consumo de fructosa se ha
incrementado porque se ha destacado su ventaja de no tener
un efecto significativo en las concentraciones de glucosa en
la sangre ni en el aporte energético total de la dieta. A pesar
de esta aparente ventaja, en los últimos años se ha determinado que el consumo excesivo de fructosa puede provocar
diversas alteraciones en la salud; entre las más investigadas
están: obesidad, resistencia a la insulina, alteraciones en la
saciedad y en el metabolismo de los lípidos, hiperuricemia y
problemas gastrointestinales. Por esto la revisión bibliográfica
de estas alteraciones es decisiva para crear conciencia no sólo
en el público en general sino en los profesionales de la salud
comprometidos con la divulgación de información veraz, de
las posibles consecuencias del consumo descontrolado y no vigilado de la fructosa.1,2
Composición, propiedades y metabolismo
de la fructosa
En los últimos años el consumo de fructosa
ha sido tema de controversia porque, por un
lado, la industria alimentaria la ocupa como
ingrediente de muchos alimentos, sobre
todo de los “libres en kilocalorías” o para
diabéticos; por el otro, se han estudiado las
diversas consecuencias en la salud cuando
su consumo es excesivo. El conflicto que aún
persiste es definir cuánto es excesivo y qué
otros factores influyen para que sea nocivo.
Sx Cardiometabólico Diabetes
La fructosa es un monosacárido, con fórmula química C6H12O6,
similar a la de la glucosa. La fructosa se diferencia de la glucosa
por la existencia de un grupo cetona unido al carbono 2 de la
molécula, mientras que la glucosa tiene un grupo aldehído en
el carbono 1. Los principales productos del metabolismo de la
fructosa, a través de la vía glucolítica, son: glucosa, glucógeno,
lactato y piruvato; otros, en menor cantidad, son oxidados a
bióxido de carbono, cuerpos cetónicos o convertidos a triacilglicerol.3,4,8
La fructosa es un componente del disacárido sacarosa (azúcar
de mesa) que proviene de la caña de azúcar. En la industria de
alimentos la principal fuente de fructosa es el jarabe de maíz,
VOL. 1
Número 4, 2014
158
que se agrega a muchos productos, como: cereales de caja,
postres, helados, bebidas industrializadas y refrescos.1,2 En
la actualidad, la fructosa se ocupa de manera importante en
gran variedad de productos para el consumidor “sano” y para
el consumidor con diabetes mellitus, como sustituto de la sacarosa. Al igual que la sacarosa, la fructosa es parte del grupo
de edulcorantes nutritivos avalados por la Food and Drug Administration (FDA).3
Ambos monosacáridos aportan 4 kcal por gramo; sin embargo,
una de las características principales de la fructosa es su poder
edulcorante de 173, en tanto para la glucosa es de 74 y de 100
para la sacarosa. Esta es la razón por la que ha aumentado su
consumo en los últimos años al aportar el mismo contenido
energético, y no alterar las concentraciones de glucosa en la
sangre.3
Para poder entender los efectos del consumo excesivo de fructosa, es importante remarcar las diferencias que ésta tiene con
la glucosa. En cuanto a la absorción gastrointestinal, la glucosa
se transporta a través del borde en cepillo por un sistema específico de acarreadores dependientes de sodio, a diferencia de la
fructosa que se absorbe en el duodeno y yeyuno, gracias a los
transportadores GLUT 5 y GLUT 2, que no dependen del sodio.
Ya en las células, la glucosa entra, por un mecanismo de transporte GLUT 4 que es dependiente de insulina, mientras que la
fructosa entra a través de GLUT 5, sin requerir insulina. Este
transportador no se encuentra en las células β del páncreas ni
del cerebro, lo que limita su entrada en estos.3,4,8 (Figura 1)
Cuando la fructosa se absorbe, se transporta por el epitelio
intestinal hacia el hígado a través de la vena porta, ahí es fos-
forilada por la enzima fructocinasa a fructosa 1 fosfato, que se
convierte a gliceraldehído 3 fosfato. Estas triosas fosfato pueden entrar al ciclo de Krebs hasta formar piruvato y oxidarse y
posteriormente a acetil CoA.4 En el hígado, el acetil CoA proporciona carbonos para la síntesis de ácidos grasos, triglicéridos y
colesterol. Contrario a la glucosa, la fructosa entra a la glucólisis
sin pasar por el punto de regulación: la reacción catalizada por
la fosfofructocinasa. La fructosa puede entrar continuamente
a la vía glucolítica y descontrolar la producción de glucosa,
glucógeno, lactato y piruvato, proporcionando grupos glicerol
y acil para formar moléculas de acilglicerol, lo que ocasiona sobreproducción de triglicéridos.2,4
En contraste, el metabolismo hepático de la glucosa se limita
por la capacidad de almacenar glucosa como glucógeno y más
importante aún, por la inhibición de la glucólisis regulada por
la fosfofructocinasa. (Figura 2)
Además, la fructosano estimula la secreción de insulina por
lo que su consumo en alimentos y bebidas provoca menor incremento de la insulinemia que el que producen los alimentos
ricos en glucosa.2,4
Resistencia a la insulina
Existen varios estudios que ponen de manifiesto una clara relación entre el consumo excesivo de fructosa y la resistencia a
la insulina. Está demostrado que la fructosa incrementa levemente la glucemia e insulinemia posprandial, en comparación
con otros hidratos de carbono. El aumento excesivo de fructosa
se ha asociado con disminución de insulina y leptina, lo que
reduce la sensibilidad a la insulina.3
Capilares
Espacio Naintercelular ATPasa
Na+
2NA+
Glucosa
SGLT 1
Fructuosa
GLUTS
Lumen
intestinal
ATP ADP
Glucosa
GLUT 2
GLUT 4
Fructuosa
GLUT 2
GLUTS
Borde en cepillo
Sx Cardiometabólico Diabetes
LEC
Células
Figura 1. Mecanismo de transporte.
Fuente: Pérez E, Serralde A, Meléndez G. Efectos benéficos y deletéreos del consumo de fructosa. Revista de Endocrinología y Nutrición
2007;15:67-74.
VOL. 1
Número 4, 2014
159
Fructuosa
Fructocinasa
Glucosa
Fructosa 1 fosfato
GLUCONEOGÉNESIS
Dihidroxiacetona
fosfato
Gliceraldehído
Glicerol 3 fosfato
Gliceraldehído 3 fosfato
GLICÓLISIS
Piruvato
Ácidos grasos
Triglicéridos
Acetil CoA
Figura 2. Metabolismo de la fructosa.
Fuente: Esquivel V, Gómez G. Implicaciones metabólicas del consumo excesivo de fructosa. Acta Médica Costarricense 2007;49:198-202.
CO2 + H2O
La fructosa puede ser anticetogénica o cetogénica, dependiendo de las circunstancias. In vivo, durante el ayuno, la
ingesta fisiológica es anticetogénica, debido a la inhibición
de la movilización de ácidos grasos no esterificados (NEFAs) en el tejido adiposo, lo que resulta en reducción del
sustrato cetogénico principal por el hígado. Se convierte en
cetogénica si se consume en exceso; esto se ha demostrado
en animales donde la cetogénesis se incrementa, en relación directa con las concentraciones sanguíneas de fructosa,
porque saturan las vías metabólicas con sobreproducción de
carbonos que conduce a mayor cantidad de cuerpos cetónicos
y lactato. El incremento de ácidos grasos no esterificados en
la circulación, ocasionado por el alto consumo de fructosa,
puede reducir la sensibilidad a la insulina por incremento del
contenido de lípidos en el músculo esquelético. La acumulación de ácidos grasos no esterificados, particularmente en el
tejido adiposo visceral, daña el metabolismo de los hidratos
de carbono a causa de una elevada concentración portal y al
incremento en la producción hepática de glucosa. También se
han reportado efectos negativos en la función de las células
β del páncreas.3
Existen investigaciones que proponen que la infusión aguda
de fructosa induce insulino resistencia hepática y extrahepática, ocasionada por el aumento en la síntesis en el hígado de
glucosa-6-fosfato. También se ha evaluado la relación entre el
consumo de fructosa, el índice glucémico, el consumo de hidratos de carbono y las concentraciones plasmáticas de péptido C,
que se ha vinculado con resistencia a la insulina y, por consiguiente, con la diabetes mellitus tipo 2. Se concluyó que una
dieta rica en fructosa y alta en índice glucémico se asocia con el
incremento del péptido C.2
Sx Cardiometabólico Diabetes
Saciedad y obesidad
La obesidad se relaciona con el consumo excesivo de energía a
través de la dieta, por lo tanto, un nivel de saciedad bajo lleva al
incremento en el consumo de alimentos, que tiene como consecuencia el sobrepeso y, posteriormente, la obesidad. El consumo
excesivo de fructosa se vincula con la obesidad, al reflexionar
acerca del efecto que tiene ésta con la insulina. La insulina estimula la liberación de leptina, que tiene un efecto anorexígeno
en el hipotálamo. Al consumir grandes cantidades de fructosa,
las concentraciones de insulina y, por consiguiente de leptina,
son menores, por lo que existe menor efecto inhibidor del apetito.2 Las concentraciones circulantes de leptina disminuyen en
respuesta a una dieta con alto contenido de fructosa, porque su
producción por los adipocitos es regulada por el metabolismo de
la glucosa y ésta, a su vez, por la insulina.3,5,6
En hombres sanos se ha observado que el consumo de 3 g/kg/día
de fructosa incrementa la ingesta calórica total en 25%, con resistencia a la insulina en seis días.3 Sin embargo, hasta el momento,
no existen investigaciones que puedan evidenciar de manera
más clara esta relación y se ha mencionado que la obesidad tiene
causas multifactoriales por lo que no debe dejarse de lado en todas las demás posibles causas de sobrepeso y obesidad.3,5,6
Dislipidemia
La fructosa es un monosacárido más lipogénico que la glucosa
debido a que al haber exceso de fructosa en el cuerpo, por su
elevada ingestión, la formación de triglicéridos se incrementa
de manera significativa considerando que no hay nada que regule su formación. (Figura 3)
VOL. 1
Número 4, 2014
160
No control
Glucosa
G-6-P
Fructosa
F-I-P
Glicerol 3P
Leptina
Insulina
AGI
(portal)
apoB
Tg
VLDL-TG
Acil-CoA
Músculo
Figura 3. Metabolismo hepático de la fructosa.
Insulina
Fuente: Esquivel V, Gómez G. Implicaciones metabólicas del consumo excesivo de fructosa. Acta Médica Costarricense 2007; 49:198-202.
Tejido adiposo
Los efectos a corto y largo plazos en el metabolismo de los
lípidos implican cambios en la vía de oxidación de los ácidos
grasos, esterificación y lipogénesis. El alto flujo de fructosa
en el hígado incrementa significativamente la lipogénesis de
novo y síntesis de triglicéridos. Estos pueden empaquetarse
con apo B y secretarse al plasma en forma de partículas de lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL). Las VLDL liberadas
se almacenan en los adipocitos, músculo cardiaco y esquelético
para ser utilizados como sustrato energético.3,5,7
La fructosa puede disminuir los ácidos grasos no esterificados
por cambios mínimos en las concentraciones de insulina, lo
que indica que cualquier reducción en la secreción de VLDL se
debe a la menor disponibilidad de ácidos grasos no esterificados. Sin embargo, los efectos directos en el hígado de este
azúcar son únicos, pues la fructosa incrementa la esterificación
de ácidos grasos no esterificados y la secreción de VLDL, que al
acumularse en el hígado y en el músculo esquelético reducen
la sensibilidad y regulan la resistencia a la insulina, sin olvidar
que es capaz de proveer carbonos para ambas porciones glicerol y acil de los triglicéridos. En general, la producción neta de
VLDL por el hígado es el resultado del equilibrio entre estos dos
efectos opuestos.3,8
En estudios efectuados en ratas se han observado concentraciones elevadas de homocisteína, incluso en 72%, que se asocian
con incremento de la secreción de VLDL a consecuencia de la ingesta crónica de fructosa. A nivel molecular, la hiperlipidemia
se explica debido dos procesos independientes de la insulina
que responden rápidamente a los cambios metabólicos: 1)
menor oxidación de ácidos grasos. Los PPAR (Peroxisome ProSx Cardiometabólico Diabetes
liferation Actived Receptor) son receptores nucleares de ácidos
grasos implicados en las enfermedades metabólicas relacionadas con la obesidad, como: hiperlipidemia, resistencia a la
insulina y enfermedad arterial coronaria. Los tres subtipos de
PPAR α, γ, β tienen distintos patrones de expresión que involucran componentes diferentes: el PPARα se expresa en el hígado,
corazón, músculo y riñón donde regula el metabolismo de los
triglicéridos. La expresión de PPARα incrementa la oxidación
de ácidos grasos y disminuye el transporte y uso de glucosa;
sin embargo, en estudios realizados en ratas alimentadas con
dietas enriquecidas de fructosa, la expresión de PPARα disminuye. 2) Mayor producción de enzimas lipogénicas. Existe un
incremento de SREBP-1 (Sterol regulatory element binding
protein-1), proteína que tiene como papel central la expresión
genética de enzimas lipogénicas. También se ha observado
que los antagonistas de PPAR inducen aumento de la expresión
hepática de proteínas implicadas como mediadores de termogénesis, modificando la producción de ATP, con repercusiones
en la vía glucolítica y oxidación de ácidos grasos.3
Hiperuricemia
Un efecto importante del consumo excesivo de fructosa es la
hiperuricemia. Algunas investigaciones señalan que 0.5 g de
fructosa por kilogramo de peso son suficientes para generar
elevación del ácido úrico.1,5 La relación se da porque las enzimas que intervienen en la conversión de fructosa a fructosa
-1-fosfato y de gliceraldehído a gliceraldehído-3- fosfato ocupan una cantidad importante de fosfatos y ATP para poder
realizar las reacciones, lo que provoca que haya poco de este
material para la síntesis de ácido adenílico (AMP), que nece-
VOL. 1
Número 4, 2014
161
sita de un exceso de ATP para su producción. El precursor del
AMP es el ácido inoasínico (IMP) y si éste no puede sintetizar
AMP, provoca que las concentraciones de inosina aumenten, lo
que acelera su ruta de formación de ácido úrico a través de la
hipoxantina y xantina, provocando sobreproducción del ácido
úrico. (Figura 4) Este efecto negativo que provoca la fructosa
es importante mencionarlo porque la hiperuricemia predice
el inicio de hipertensión arterial, vasoconstricción renal entre
otras enfermedades.1,3,5,7
AMP + ATP
Adenosina
Adenilosuccinato
IMP
Inosina
Hipoxantina
Xantina
Ácido úrico
5 fosforibosilamina
5-fosforibosil-1-fosfato
(PRPP)
Ribosa 5-P
Figura 4. Producción de ácido úrico
Fuente: Pardío J. La fructosa y sus discrepancias con la glucosa; a propósito del jarabe de maíz con alto contenido de fructosa. Cuadernos
de Nutrición 2008;31: 95-106.
Problemas gastrointestinales
El consumo de fructosa puede provocar problemas gastrointestinales, como: síndrome del colon irritable, distensión
abdominal, dispepsia y otros cuando, en particular, el consumo de ésta es libre, es decir no se encuentra junto con la
glucosa en algún alimento. Estos problemas se dan cuando
existe malabsorción de la fructosa provocada por inadecuada actividad del GLUT5 o cuando los microorganismos del
intestino delgado fermentan la fructosa antes de que pueda
absorberse. La malabsorción de la fructosa puede diagnosticarse mediante la aparición de hidrógeno en el aliento
después de su ingestión.9
Las investigaciones al respecto mencionan que al consumir
25 g de fructosa, 53% de ésta no se absorberá por completo,
mientras que cuando se consumen 50 g de fructosa, 73% de
ésta no se absorberá.9 La malabsorción de fructosa es muy común, no puede predecirse el colon irritable a través de ésta.
Sx Cardiometabólico Diabetes
Sin embargo, sí puede concluirse que el consumo excesivo de
fructosa puede generar problemas gastrointestinales por mala
absorción de ésta.
CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS
Existe suficiente evidencia para concluir que el consumo
excesivo de fructosa tiene una variedad de consecuencias
negativas en la salud. En primer lugar debe definirse qué es
excesivo para, entonces, poder empezar a prevenir y divulgar
la información completa acerca del consumo de la fructosa. Las
investigaciones actuales no recomiendan un consumo específico de fructosa y, más bien, se aplican las recomendaciones
generales basadas en el consumo máximo de energía en forma
de azúcar añadida.
La Organización Mundial de la Salud sugiere que el cosumo
sea de 10% del total energético diario. Algunos organismos,
como el Departamento de Agricultura de Estados Unidos
(USDA) y la Asociación Americana de Dietética (ADA) a través
de guías alimentarias, recomiendan que la ingestión sea de 6
a 10%. En México, estas recomendaciones las ha revisado el
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador
Zubirán, respaldadas y avaladas por la Secretaría de Salud y
la Academia Nacional de Medicina. Para pacientes con diabetes mellitus las recomendaciones de la EASD (Asociación
Europea para el estudio de la Diabetes) y la ADA permiten
un consumo limitado menor a 10% de la ingesta energética
y aunque en estos pacientes el consumo alto, como de 60 g
de fructosa, no tiene efectos adversos en la respuesta glucémica, porque hay un incremento en las concentraciones de
triglicéridos y colesterol LDL. La adición de fructosa, como
agente edulcorante, no es recomendable para este tipo de
pacientes.3
Es importante destacar que no debe limitarse el consumo natural de fructosa, a través de las frutas, sino controlarlo en los
productos industrializados que ocupan la fructosa como edulcorante.
Un futuro sin consecuencias en la salud por el incorrecto consumo de fructosa está, primeramente, en futuras investigaciones
que propongan cantidades adecuadas de fructosa, que se
investigue en qué momento es excesivo su consumo. Los pro-
VOL. 1
Número 4, 2014
162
fesioales de la salud deben fomentar la educación en nutrición
mediante la adecuada lectura de las etiquetas nutrimentales
y de los ingredientes de los productos que se consumen para
hacer conciencia de qué alimentos contienen fructosa y en qué
cantidades.
Referencias
1.
2.
3.
4.
5.
Sx Cardiometabólico Diabetes
El consumo de fructosa debe considerarse un parámetro fundamental para el diagnóstico y tratamiento médico y nutricio, pues
este consumo tiene relación directa con enfermedades y alteraciones metabólicas, por lo que el tomarlo en cuenta logrará un
tratamiento mucho más adecuado y pertinente para el paciente.
Pardío J. La fructosa y sus discrepancias con la glucosa; a propósito del jarabe de maíz con alto contenido de fructosa. Cuadernos de
Nutrición 2008;31:95-106.
Esquivel V, Gómez G. Implicaciones metabólicas del consumo excesivo de fructosa. Acta Médica
Costarricense 2007;49:198-202.
Pérez E, Serralde A, Meléndez G.
Efectos benéficos y deletéreos
del consumo de fructosa. Revista
de Endocrinología y Nutrición
2007,15:67-74.
Baynes J, Dominiczak, M. Bioquímica Médica. 2 ed. Madrid: Elsevier; 2005.
Nanne E, Rojas E, Granados J. Efecto del consumo de fructosa sobre
los niveles plasmáticos de ácido
úrico, colesterol y triacilglicéridos
VOL. 1
6.
7.
8.
9.
en ratas. Revista Médica de la Universidad de Costa Rica 2009;3:110.
Moran T. Fructose and Satiety.
The Journal of Nutrition 2009;139:
1253S-1256S. doi: 10.3945/jn.108.
097956.
Livesey G. Fructose Ingestion:
Dose-Dependent Responses in
Health Research. The Journal of
Nutrition 2009;139:1246S-1252S
doi:10.3945/jn.108.097949.
Biesalski H, Grimm P. Nutrición,
Texto y Atlas. Madrid: Médica Panamericana; 2007.
Barret J, Gibson P. Clinical Ramifications of Malabsortion of Fructose and other short-chain Carbohydrates. Nutrition Issues in
Gastroenterology, August 2007
(53).
Número 4, 2014