¿Qué es la fructosa (azúcar de la fruta) y qué efectos tiene en el cuerpo humano?

Se han dilucidado muchos elementos de la relación entre la fructosa y la obesidad, la dislipidemia, la resistencia a la insulina, la hiperuricemia, el síndrome metabólico y el riesgo cardiovascular. Sobre la base de los resultados de estos estudios, existen pruebas suficientes de la necesidad de reducir al mínimo el contenido de fructosa libre en bebidas y alimentos y reducir el consumo de fructosa libre, lo que por supuesto no se aplica a la fruta.

¿Qué es la fructosa (azúcar de la fruta) y dónde se encuentra?

La fructosa o azúcar de la fruta es un monosacárido simple, un isómero de la glucosa, que se encuentra en diversos alimentos libremente o en combinación con la glucosa como parte del disacárido sacarosa. Químicamente, es una polihidroxicetona de 6 carbonos que forma dos estructuras anulares en solución acuosa. En equilibrio, la proporción de D-fructofuranosa es de 30 % y la de D-fructopiranosa de 70 %. Desde el punto de vista nutricional, la fructosa se consideraba un monosacárido normal, incluso beneficioso para los diabéticos. Sin embargo, las investigaciones de las últimas décadas y media o dos han cambiado esta opinión. Por lo tanto, merece la pena investigar la presencia de fructosa en nuestra dieta, su ingesta, su metabolismo y las consecuencias para la salud que puedan estar asociadas a la fructosa.

La fructosa en nuestra dieta

Las fuentes naturales de fructosa son la fruta y la miel. La adición de sacarosa está justificada, ya que durante la digestión se libera 50 % de la misma, pero su efecto fisiológico no es el mismo que el de la fructosa libre. Con el modesto consumo de fruta y el aún más modesto consumo de miel, no nos sobra. Sin embargo, en los últimos años se ha extendido el uso del jarabe de maíz con alto contenido en fructosa como edulcorante. El almidón de maíz hidrolizado, que contiene 35 % de glucosa, se trata enzimáticamente para convertir la glucosa en fructosa. En los refrescos se suele utilizar jarabe de fructosa de 55 %, unos 60 %, mientras que en otros alimentos se emplea 42 %. Otra solución o jarabe que también suele utilizarse para endulzar es el azúcar invertido, es decir, el azúcar de remolacha tratado con ácido o con la enzima invertasa. La solución contiene 3-50 % de azúcar invertido y el jarabe contiene más de 50 % de azúcar invertido con proporciones iguales de glucosa y fructosa (3).

Absorción de fructosa

La fructosa tiende a absorberse mal por sí sola, pero el proceso se ve facilitado por la glucosa y ciertos aminoácidos (L-alanina, L-glutamina, L-fenilalanina, L-prolina) (4). El transporte de fructosa al interior de los enterocitos se facilita en el borde de la célula que bordea la luz intestinal, en el borde en cepillo. La fructosa por sí sola se absorbe bastante mal, pero el proceso se ve facilitado por la glucosa y ciertos aminoácidos (L-alanina, L-glutamina, L-fenilalanina, L-prolina) (4). La fructosa es transportada al interior de los enterocitos por la proteína GLUT5, que actúa en el borde de la luz intestinal, en el borde en cepillo de la célula, aunque se cree que el proceso es activo bajo la influencia del gradiente de concentración incluso sin esta proteína. La proteína GLUT5 está codificada por el gen SLC2A5 (5, 6). El mismo gen controla también la síntesis de la proteína GLUT2, que es responsable de la entrada de fructosa y glucosa de las células al torrente sanguíneo y, por tanto, se localiza en la cara basal de los enterocitos. La captación de fructosa se ve facilitada principalmente por la glucosa cuando ésta está presente en cantidades iguales. La facilitación es un fenómeno específico porque otra proteína, GLUT1, es responsable del transporte de glucosa (y galactosa, por no hablar de los iones de sodio). Los genes que codifican GLUT5 y GLUT1 también son idénticos. Según el contenido de fructosa de la dieta, pueden consumirse entre 5 y 50 g de fructosa al día.

Metabolismo de la fructosa

En el hígado, la fructosa es fosforilada por la fructoquinasa (fructosa-1-fosfato), que entra en el proceso glucolítico a nivel de triosa fosfato como dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído-3-fosfato. Por lo tanto, la fructosa elude el punto de control de la fosfofructocinasa que actúa sobre la glucosa y provoca una inhibición por retroalimentación a través del citrato y el ATP, limitando el metabolismo posterior de la glucosa. Debido a esta diferencia, la fructosa puede ser una fuente no regulada de glicerol-3-fosfato y acetil-coenzimaA, lo que conduce a la formación de VLDL y promueve la lipogénesis. La glucosa también estimula la producción de insulina en el páncreas, mientras que la fructosa no lo hace. Una dieta rica en fructosa puede reducir las concentraciones plasmáticas de insulina y leptina en 24 horas, pero aumenta los niveles de triacilglicéridos en ayunas y no atenúa la principal hormona estimulante del apetito, la grelina (7).

El consumo de fructosa aumenta rápidamente

En Estados Unidos, la cantidad de jarabe de fructosa utilizada para el consumo de azúcar per cápita ya superaba la cantidad de azúcar consumida a principios de la década de 2000, mientras que la cantidad de azúcar total consumida apenas varió durante este periodo (8). En 1970 se utilizaban 35 millones de toneladas de fructosa en todo el mundo, en 1990 eran 55 millones y en 2000 64 millones. El consumo de azúcar pasó de 70 millones de toneladas a 128 millones en el mismo periodo (9).
Según los datos de la encuesta estadounidense NHANES III (Third National Health & Nutrition Examination Survey) de 1988-1994, toda la población del estudio consumió una media de 54,7 g (38,4-72,8 g) de fructosa, equivalente a 10,2 % de ingesta energética diaria. Los adolescentes de 12 a 18 años eran los que más consumían, con una media de 72,8 g al día, equivalentes a 12 % de ingesta energética, pero en una cuarta parte del grupo se detectó una ingesta energética mucho mayor, de 15 %.
Las principales fuentes de fructosa para los niños de 2 a 5 años fueron los refrescos (27 %), la fruta y los zumos de fruta entera (19 % y 10 % respectivamente) y los dulces (10 %). Entre los jóvenes de 12 a 18 años, la proporción de refrescos aumentó a 45 %, antes de volver a descender a 29 % entre los adultos (10). En un grupo de 1400 jóvenes de 14 a 15 años, 32 % de la ingesta energética procedía de azúcares añadidos, lo que equivale a 200 g, y la mitad de esta cantidad, unos 100 g, era fructosa (11).
No existen datos nacionales exhaustivos sobre el consumo de fructosa. Sin embargo, la composición de los alimentos azucarados muestra que el jarabe que contiene fructosa se encuentra regularmente tanto en los productos nacionales como en los importados.

Fructosa y salud

Conviene subrayar que las consecuencias negativas de la fructosa para la salud sólo son de esperar si el consumo de fructosa, que se debe esencialmente al endulzamiento con fructosa, aumenta de forma significativa. El contenido natural de fructosa de los alimentos no es perjudicial, salvo hábitos dietéticos extremos, por lo que no hay que pensar en restringir el consumo de fruta y zumos de fruta entera.

Fructosa y dislipidemia, resistencia a la insulina

La insulina y la leptina son elementos importantes de la homeostasis energética, es decir, de la regulación a largo plazo de la ingesta de alimentos. Ambas inhiben la sensación de hambre en el sistema nervioso central y aumentan el consumo de energía activando el sistema nervioso simpático. La insulina también tiene un efecto indirecto al estimular la producción de leptina en el tejido adiposo. La insulina se segrega en las células beta del páncreas en respuesta a la glucosa y los aminoácidos, así como a ciertas hormonas gastrointestinales denominadas incretinas. En cambio, la fructosa y la grasa no estimulan la producción de insulina y, por tanto, de leptina. La fructosa no llega a las células beta, ya que éstas prácticamente carecen de la proteína transportadora GLUT5.
La hormona grelina, que se produce en el estómago, aumenta la sensación de hambre y reduce la quema de grasas. Su secreción se suprime con la comida, lo que no ocurre con la fructosa. Por lo tanto, las bebidas y otros alimentos ricos en fructosa aumentan el riesgo de obesidad y diabetes de tipo 2. En los niños, una ración de bebida azucarada puede aumentar el índice de masa corporal en 0,25 kg/m2 (12).
El primer signo de un trastorno metabólico causado por la fructosa es la hipertrigliceridemia postprandial, consecuencia de la lipogénesis de novo por el hígado. La fructosa aumenta la formación de grasa en el hígado porque
(1) evita el mencionado punto de regulación de la fosfofructocinasa,
(2) El hígado es el principal lugar del metabolismo de la fructosa,
(3) La fructosa activa elementos receptores de esteroles de unión a proteína-1c que potencian la expresión de genes implicados en la lipogénesis.
La apolipoproteína B100 (ApoB) es esencial para la incorporación de triglicéridos a las VLDL. La fructosa puede aumentar la concentración de ApoB hasta 25 %. La fructosa provoca una lesión similar a la del hígado graso alcohólico.
La fructosa es el principal contribuyente a la obesidad visceral. El consumo de una bebida edulcorada con azúcar o fructosa ad libitum provocó un aumento de peso medio de 1,5 kg en condiciones de prueba. Sin embargo, estudios de TC han demostrado que la grasa intraabdominal sólo se acumulaba en quienes bebían líquidos con fructosa (13). Es más probable que los ácidos grasos libres, que se liberan con mayor facilidad debido a la tendencia lipolítica más pronunciada de la grasa visceral, entren directamente en el hígado y contribuyan a alterar el metabolismo hepático que los ácidos grasos procedentes de otros tejidos adiposos del organismo.
El tejido adiposo visceral está formado por células adiposas de mayor tamaño, que son más resistentes a la insulina que las células pequeñas y producen menos adiponectina, lo que conduce a una menor oxidación lipídica en el hígado y a una menor sensibilidad a la insulina al no activarse la AMP cinasa. Una consecuencia de todo ello es la resistencia a la insulina, a la que contribuye la acumulación hepática de TG. Como el hígado es menos sensible a la insulina, se reduce la síntesis de glucógeno y aumentan la gluconeogénesis y la glucogenolisis.
La resistencia a la insulina provoca un aumento de la producción de VLDL. Presumiblemente, la insulina promueve la degradación de la apoB inhibiendo la transferencia de lípidos a la apoB precursora de VLDL y regulando la proteasa responsable de la degradación de la apoB.
Los niveles elevados de VLDL y TG plasmáticos se asocian a riesgo proaterogénico y cardiovascular. Esto se debe a la hipertrigliceridemia postprandial (observada con la fructosa), a las mayores concentraciones de lipoproteínas residuales ricas en TG, entre las que destacan las LDL de baja densidad y las HDL reducidas (13).
El efecto revitalizante dura hasta 12 horas. En hombres sanos, los TG en ayunas pueden duplicarse tras 6 días de dieta con 25 % de fructosa (10).
El consumo excesivo de fructosa es un factor de riesgo para el desarrollo del síndrome metabólico, en el que coexisten la obesidad, la diabetes de tipo 2, la dislipidemia y la hipertensión (14). Una dosis enorme de 250 g de fructosa al día durante 1 semana, algo menos, 216 g durante 28 días, provocó resistencia a la insulina, mientras que 100 g durante 4 semanas no lo hizo. En hombres de mediana edad que ya presentaban resistencia a la insulina, 15 % de fructosa durante 5 semanas provocaron un aumento de los niveles de glucosa e insulina en sangre. Los seres humanos son especialmente sensibles a la fructosa, mientras que los animales de laboratorio (por ejemplo, las ratas) lo son mucho menos. La fructosa tiene un IG relativamente bajo, de 23, frente al 100 de la glucosa (15).

Fructosa y niveles elevados de ácido úrico

La fructosa es fosforilada en el hígado por la fructoquinasa (cetohexocinasa), un proceso que requiere ATP. Esto produce adenosina-5′-difosfato, que a su vez se descompone en adenosina-5′-monofosfato, luego en inosina-5′-fosfato y finalmente en ácido úrico. Los niveles elevados de ácido úrico son un factor de riesgo de enfermedad cardiovascular porque reducen la disponibilidad de óxido nítrico, necesario para el funcionamiento de las paredes de los vasos (endotelio) y el mantenimiento de una presión arterial normal. La hiperuricemia es un marcador independiente de la hipertensión arterial, que también proporciona información sobre la probable aparición de resistencia a la insulina, diabetes de tipo 2 y obesidad.
La xantina oxidorreductasa formadora de ácido úrico también interviene en la adipogénesis (7, 15). La fructosa es un factor de riesgo pronunciado de gota. En este contexto, las frutas con un alto contenido en fructosa (manzanas, naranjas, plátanos, uvas, peras) pueden desempeñar un papel (16).
Como la fructocinasa utiliza ATP como sustrato para la fosforilación, esto tiene otras consecuencias. La falta de autorregulación del proceso puede conducir a una deficiencia de ATP, lo que provoca una deficiencia temporal de ARNm y, posteriormente, la interrupción de la síntesis de proteínas y la formación de ácido láctico. La administración intravenosa de 50 g de fructosa ya provoca una deficiencia hepática de ATP. Además del hígado, las células de los riñones, el tubo digestivo y las células adiposas también contienen grandes cantidades de fructocinasa y, por lo tanto, son especialmente sensibles al efecto de deficiencia de ATP de la fructosa.
Las células epiteliales de los túbulos renales reaccionan a 1 mmol de fructosa con una respuesta de estrés, reducción del ATP y señales inflamatorias: Esto corresponde al nivel sanguíneo tras el consumo de fructosa. El aumento de la producción de ácido úrico refleja la deficiencia de ATP intracelular que puede desencadenarse con tan sólo 0,5 g/kg de peso corporal de fructosa, especialmente en niños. El síndrome metabólico, el hígado graso, se explica a menudo por una ingesta de fructosa superior a dos o tres veces la cantidad permitida. En comparación con otras enfermedades hepáticas, pueden detectarse niveles más elevados de ARNm de fructocinasa.
La hiperuricemia inducida por fructosa también se da con frecuencia en pacientes hipertensos y en pacientes con enfermedad renal crónica. Una dieta rica en fructosa conduce en pocas semanas a niveles séricos de ácido úrico persistentemente elevados. La glucosa y el almidón no tienen estas consecuencias (15, 17).

Fructosa y Diabetes

La fructosa aumenta la cantidad de glucosa excretada en la orina de los diabéticos porque en estos pacientes aumenta la conversión de fructosa en glucosa (la gluconeogénesis a partir de lactato y piruvato, derivados de la fructosa, es más pronunciada). Pequeñas cantidades de fructosa aumentan la captación hepática de glucosa y la síntesis de glucógeno, por lo que son beneficiosas para el control de la hiperglucemia. Por otra parte, el consumo a largo plazo de una dieta rica en fructosa, especialmente en combinación con grasas y un estilo de vida inactivo, favorece la obesidad y otros factores de riesgo cardiovascular y deteriora la resistencia a la insulina.
La acumulación de fructosa en los tejidos está asociada a la neuropatía diabética y a la fructosilación de las proteínas, aumenta el riesgo de cataratas, la peroxidación lipídica y reduce la defensa antioxidante. Esto último también contribuye al deterioro de la función de las células beta, por no hablar de la resistencia a la insulina. Aunque estas observaciones proceden principalmente de estudios con animales, lo más probable es que también sean extrapolables al ser humano.
A los diabéticos de tipo 2 se les administraron 60 g de fructosa al día. Al cabo de 6 meses, se midieron valores invariables de colesterol total, TG, ApoA1 y ApoB, es decir, sin aumento de la aterogenicidad. Sin embargo, en otros estudios se observaron efectos adversos: 20 en% la fructosa aumentó significativamente las concentraciones de colesterol total y LDL. Los efectos negativos son especialmente pronunciados cuando la dieta tiene un alto contenido en grasas (12).

Fructosa y riesgo cardiovascular

Las partículas LDL más pequeñas se asocian al síndrome metabólico y pueden ser factores de riesgo de aterosclerosis precoz y diabetes de tipo 2. Además, la prevalencia de partículas LDL pequeñas también está aumentada en individuos obesos, en particular en aquellos con obesidad central.
En un estudio epidemiológico transversal de niños de entre 6 y 14 años, se observó que los niños obesos consumían una cantidad significativamente mayor de aperitivos y bebidas azucarados con fructosa que los niños de peso normal y también presentaban niveles significativamente más altos de TG y partículas LDL pequeñas y niveles más bajos de HDL. El tamaño de las partículas LDL estaba inversamente relacionado con el índice de masa corporal. El tamaño de la ingesta de fructosa predijo un cambio en la distribución de las partículas de LDL hacia tamaños más pequeños (18).

Fructosa y diarrea

De lo anterior se desprende claramente que la absorción de fructosa en el tracto intestinal es limitada y depende esencialmente de la capacidad disponible de GLUT5. Si esta capacidad es insuficiente o, como suele ocurrir, la cantidad de fructosa absorbida es elevada, el exceso de azúcar se transporta al tracto intestinal inferior. Esto proporciona un nutriente que puede ser fácilmente utilizado por la flora bacteriana del intestino grueso. Sin embargo, esta utilización va acompañada de la formación de gases y la retención de agua debido a la alteración de las condiciones osmóticas. El resultado es un estómago hinchado, flatulencia excesiva, heces blandas e incluso diarrea. La gravedad de los síntomas depende de la cantidad de fructosa y del tipo de alimentos consumidos al mismo tiempo. En general, se considera que hasta 30 g de fructosa en una sola ocasión y 50 g de fructosa al día es una cantidad que no causa molestias (19).

Conclusiones

Un balance energético positivo sostenido, aunque sólo sea moderado, favorece de forma convincente el síndrome metabólico al aumentar la acumulación de grasa visceral, lo que incrementa la cantidad de ácidos grasos libres que entran en el hígado a través de la circulación portal. Una dieta rica en fructosa conduce más directa y rápidamente al sobreengrasamiento del hígado a través de la lipogénesis de novo. Esto conduce al depósito de TG en el hígado y a la acumulación y secreción de VLDL. La acumulación de TG en el hígado se acompaña de un aumento de la concentración de diacilglicéridos, que activa la nPKC e interrumpe la acción de la insulina. Sistema de señalización. Se plantea la hipótesis de que la producción de TG y VLDL en el hígado está relacionada con la resistencia hepática a la insulina.
La fructosa en los alimentos aumenta la ingesta de energía al tener un efecto negativo sobre las hormonas reguladoras del apetito (especialmente la leptina y la grelina) y contribuye así a la rápida propagación de la epidemia de obesidad. Conlleva un aumento del riesgo cardiovascular debido a la dislipidemia, la hiperuricemia y la disfunción del óxido nítrico, que afectan a la función endotelial vascular (20, 21, 22, 23). Por lo tanto, está bien establecida la necesidad de limitar el consumo de fructosa, esencialmente reduciendo la fructosa utilizada para endulzar y no limitando el consumo de fuentes naturales de fructosa, es decir, la fruta.