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TIP Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas

2021, Número 1

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TIP Rev Esp Cienc Quim Biol 2021; 24 (1)


Desregulación metabólica y consecuencias clínicas por el consumo de fructosa

Alcántara-Ortiz MG, Campos-Serrano J, Ibarra-Sánchez A

Idioma: Español
Referencias bibliográficas: 52
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RESUMEN

La industria alimentaria ha incrementado su tasa de producción por alimentos siempre disponibles, listos para su consumo o que requieren de una mínima preparación, pero sin que aumente su calidad y sólo para satisfacer la demanda de una sociedad moderna. La característica que tienen en común estos alimentos, es el uso de un producto derivado del almidón del maíz denominado Jarabe de Maíz con un alto contenido de Fructosa (JMAF), el almidón es ampliamente usado en la fabricación de este tipo de alimentos procesados, y cuyo consumo desmedido está asociado con el incremento en la tasa de obesidad y de trastornos metabólicos.
El metabolismo de la fructosa, conlleva a la disminución de la cantidad de energía disponible en el organismo. Simultáneamente, la producción de metabolitos ocasiona cambios en las vías de señalización celular promoviendo un incremento en la cantidad de lípidos como los triglicéridos y el colesterol de muy baja densidad. Los altos niveles de estas moléculas favorecen condiciones que encaminan a la obesidad y a la resistencia a la insulina, propiciando el desarrollo de la diabetes mellitus tipo 2, hiperuricemia e inflamación que por lo general son la base para el origen del cáncer y el inicio de las enfermedades neurológicas. Esta revisión se centra en la relación entre la fructosa y estas enfermedades y su posible mecanismo de acción.


REFERENCIAS (EN ESTE ARTÍCULO)

  1. Alten, B., Yesiltepe, M., Bayraktar, E., Tas, S. T., Gocmen, A. Y., Kursungoz, C., Martinez, A. & Sara, Y. (2018). High fructose corn syrup consumption in adolescent rats causes bipolar-like behavioural phenotype with hyperexcitability in hippocampal CA3-CA1 synapses. British Journal of Pharmacology, 175(24), 4450-4463. DOI:10.1111/ bph.14500.

  2. Aune, D., Chan, D. S. M., Vieira, A. R., Navarro Rosenblatt, D. A.,Vieira, R., Greenwood, D. C., Cade, J. E., Burley, V. J. & Norat, T. (2012). Dietary fructose, carbohydrates, glycemic indices and pancreatic cancer risk: a systematic review and meta-analysis of cohort studies. Annals of Oncololgy, 23(10), 2536-2546. DOI:10.1093/annonc/mds076.

  3. Bergheim, I., Weber, S., Vos, M., Krämer, S., Volynets, V., Kaserouni, S., McClain, C. J. & Bischoff, S. C. (2008). Antibiotics protect against fructose-induced hepatic lipid accumulation in mice: Role of endotoxin. Journal of Hepatology, 48(6), 983-992. DOI: 10.1016/j. jhep.2008.01.035.

  4. Bergman, R. N., Kim, S. P., Hsu, I. R., Catalano, K. J., Chiu, J. D., Kabir, M., Richey, J. M. & Ader, M. (2007).Abdominal obesity: role in the pathophysiology of metabolic disease and cardiovascular risk. The American Journal of Medicine, 120(2), S3-S8. DOI: 10.1016/j.amjmed.2006.11.012.

  5. Bray, G. A. (2013). Energy and fructose from beverages sweetened with sugar or high-fructose corn syrup pose a health risk for some people. Advances in Nutrition, 4(2), 220-225. DOI:10.3945/an.112.002816.

  6. Cabada, X. (2019, noviembre). Jarabe de maíz de alta fructosa, el gran impostor del azúcar. Revista del consumidor, (513), 38-43. Recuperado de: https://issuu.com/profeco/docs/ revista_del_consumidor_noviembre_20_78e7e72f07c02b.

  7. Carvallo, P., Carvallo, E., Barbosa-da-Silva, S., Mandarim-de- Lacerda, C. A., Hernández, A. & del-Sol, M. (2019). Efectos metabólicos del consumo excesivo de fructosa añadida. International Journal of Morphology, 37(3), 1058- 1066. DOI:10.4067/s0717-95022019000301058.

  8. Cicero, A. F. G., Fogacci, F., Desideri, G., Grandi, E., Rizzoli, E., D’Addato, S. & Borghi, C. (2019). Arterial stiffness, sugar-sweetened beverages and fruits intake in a rural population sample: Data from the Brisighella heart study. Nutrients, 11(11), 2674. DOI:10.3390/nu11112674

  9. Charles, E. F., Lambert, C. G. & Kerner, B. (2016). Bipolar disorder and diabetes mellitus: evidence for diseasemodifying effects and treatment implications. International Journal of Bipolar Disorders, 4(1), 13. DOI:10.1186/ s40345-016-0054-4.

  10. Comín-Anduix, B., Boren, J., Martinez, S., Moro, C., Centelles, J. J., Trebukhina, R., Petushok, N., Lee, W. P., Boros, L. G. & Cascante, M. (2001). The effect of thiamine supplementation on tumour proliferation. European Journal of Biochemistry, 268(15), 4177-4182. DOI:10.1046/j.1432- 1327.2001.02329.x.

  11. Cox, C. L., Stanhope, K. L., Schwarz, J., Graham, J. L., Hatcher, B., Griffen, S. C., Bremer, A. A., Berglund, L., McGahan, J. P., Keim, N. L. & Havel, P. J. (2012). Consumption of fructose- but not glucose-sweetened beverages for 10 weeks increases circulating concentrations of uric acid, retinol binding protein-4, and gamma-glutamyl transferase activity in overweight/obese humans. Nutrition & Metabolism, 9(1), 68. DOI:10.1186/1743-7075-9-68

  12. Dahl, W. J., Foster, L. & Owen, R. J. (2020). Los hechos acerca de la fructosa. IFAS extensión, University of Florida.

  13. De Sousa Rodrigues, M. E., Bekhbat, M., Houser, M. C., Chang, J., Walker, D. I., Jones, D. P., Oller do Nascimento, C. M. P., Barnum, C. J. & Tansey, M. G. (2017). Chronic psychological stress and high-fat high-fructose diet disrupt metabolic and inflammatory gene networks in the brain, liver, and gut and promote behavioral deficits in mice. Brain Behavior Immunity, 59(1), 158-172. DOI: 10.1016/j. bbi.2016.08.021.

  14. Dornas, W. C., de Lima, W. G., Pedrosa, M. L. & Silva, M, E. (2015). Health implications of high-fructose intake and current research. Advances in Nutrition, 6(6), 729-737. DOI: 10.3945/an.114.008144.

  15. Dresner, A., Laurent, D., Marcucci, M., Griffin, M. E., Dufour, S., Cline, G. W., Slezak, L. A., Andersen, D. K., Hundal, R. S., Rothman, D. L., Petersen, K. F. & Shulman, G. I. (1999). Effects of free fatty acids on glucose transport and IRS-1-associated phosphatidylinositol 3-kinase activity. Journal of Clinical Investigation, 103(2), 253- 259. DOI:10.1172/jci5001.

  16. Gao, W., Li, N., Li, Z., Xu, J. & Su, C. (2018). Ketohexokinase is involved in fructose utilization and promotes tumor progression in glioma. Biochemical and Biophysical Research Communications, 503(3), 1298-1306. DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.07.040.

  17. García, G. M., Quintero, R. R. & López-Munguía, C. A. (2004) Biotecnología alimentaria (1ª ed.). [EPUB], Ciudad de México. México.

  18. Gatineau, E., Polakof, S., Dardevet, D. & Mosoni, L. (2017). Similarities and interactions between the ageing process and high chronic intake of added sugars. Nutrition Research Reviews, 30(02), 191-207. DOI:10.1017/ s0954422417000051.

  19. Genkinger, J. M., Li, R., Spiegelman, D., Anderson, K. E., Albanes, D., Bergkvist, L., Bernstein, L., Black, A., Van den Brandt, P. A., English, D. R., Freudenheim, J. L., Fuchs, C. S., Giles, G. G., Giovannucci, E., Goldbohm, R. A., Horn-Ross, P. L., Jacobs, E. J., Koushik, A., Männistö, S., Marshall, J. R., Miller, A. B., Patel, A. V., Robien, K., Rohan, T. E., Schairer, C., Stolzenberg-Solomon, R., Wolk, A., Ziegler, R. G. & Smith-Warner, S. A. (2011). Coffee, tea, and sugar-sweetened carbonated soft drink intake and pancreatic cancer risk: A pooled analysis of 14 cohort studies. Cancer Epidemiology Biomarkers & Prevention, 21(2), 305-318. DOI: 10.1158/1055-9965.epi-11-0945-t.

  20. Goncalves M. D., Lu, C., Tutnauer, J., Hartman, T. E., Hwang, S. K., Murphy, C. J., Pauli, C., Morris, R., Taylor, S., Bosch, K., Yang, S., Wang, Y., Van Riper, J., Lekaye, H., C., Roper, J., Kim, Y., Chen, Q., Gross, S. S., Rhee, K., Y., Cantley, L. C. & Yun, J. 2019. High-fructose corn syrup enhances intestinal tumor growth in mice. Science, 363(6433), 1345- 1349. DOI:10.1126/science.aat8515.

  21. Hsu, T. M., Konanur, V. R., Taing, L., Usui, R., Kayser, B. D., Goran, M. I. & Kanoski, S. E. (2014). Effects of sucrose and high fructose corn syrup consumption on spatial memory function and hippocampal neuroinflammation in adolescent rats. Hippocampus, 25(2), 227-239. DOI:10.1002/ hipo.22368.

  22. Jia, G., Aroor, A. R., Whaley-Connell, A. T. & Sowers, J. R. (2014). Fructose and uric acid: ¿Is there a role in endothelial function? Current Hypertension Reports, 16(6), 434. DOI:10.1007/s11906-014-0434-z.

  23. Jiang, Y., Pan, Y., Rhea, P. R., Tan, L., Gagea, M., Cohen, L., Fischer, S. M. & Yang, P. (2016). A sucrose-enriched diet promotes tumorigenesis in mammary gland in part through the 12-lipoxygenase pathway. Cancer Research, 76(1), 24–29. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-14-3432.

  24. Johnson, R. K., Appel, L. J., Brands, M., Howard, B. V., Lefevre, M., Lusting, R. H., Sacks, F., Steffen, L. M. & Wylie-Rosett, J. (2009). Dietary sugars intake and cardiovascular health: A scientific statement from the American Heart Association. Circulation, 120(11), 1011– 1020. DOI:10.1161/circulationaha.109.192627.

  25. Kammoun, H. L., Chabanon, H., Hainault, I., Luquet, S., Magnan, C., Koike, T., Ferré, P. & Foufelle, F. (2009). GRP78 expression inhibits insulin and ER stress-induced SREBP-1c activation and reduces hepatic steatosis in mice. Journal of Clinical Investigation, 119(5), 1201-1215. DOI:10.1172/ jci37007.

  26. Koo, H. Y., Wallig, M. A., Chung, B. H., Nara, T. Y., Cho, B. H. S.& Nakamura, M. T. (2008). Dietary fructose induces a wide range of genes with distinct shift in carbohydrate and lipid metabolism in fed and fasted rat liver. Biochimica et Biophysica Acta, 1782(5), 341-348. DOI: 10.1016/j. bbadis.2008.02.007.

  27. Kovačević, S., Nestorov, J., Matić, G. & Elaković, I. (2014) Dietary fructose-related adiposity and glucocorticoid receptor function in visceral adipose tissue of female rats. European Journal of Nutrition, 53(6),1409-1420. DOI: 10.1007/s00394-013-0644-1.

  28. Krssak, M., Brehm, A., Bernroider, E., Anderwald, C., Nowotny, P., Man, C. D., Cobeli, C. Cline, G. W., Shulman, G. I., Waldhäusl, W. & Roden, M. (2004). Alterations in postprandial hepatic glycogen metabolism in type 2 diabetes. Diabetes, 53(12), 3048-3056. DOI:10.2337/ diabetes.53.12.3048.

  29. Lê, K. A., Faeh, D., Stettler, R., Ith, M., Kreis, R., Vermathen, P., Boesch, C., Ravussin, E. & Tappy, L. (2006). A 4-wk high-fructose diet alters lipid metabolism without affecting insulin sensitivity or ectopic lipids in healthy humans. The American Journal of Clinical Nutrition, 84(6), 1374- 1379. DOI:10.1093/ajcn/84.6.1374.

  30. Lindqvist, A., Baelemans, A. & Erlanson-Albertsson, C. (2008). Effects of sucrose, glucose and fructose on peripheral and central appetite signals. Regulatory Peptides, 150(1-3), 26-32. DOI: 10.1016/j.regpep.2008.06.0.

  31. Liu, H., Huang, D., McArthur, D. L., Boros, L. G., Nissen, N. & Heaney, A. P. (2010). Fructose induces transketolase flux to promote pancreatic cancer growth. Cancer Research, 70(15), 6368-6376. DOI: 10.1158/0008-5472.can-09-4615.

  32. Mayes, P. A. (1993). Intermediary metabolism of fructose. The American Journal of Clinical Nutrition, 58(5), 754S-765S. DOI: 10.1093/ajcn/58.5.754S.

  33. Nöthlings, U., Murphy, S. P., Wilkens, L. R., Henderson, B. E. & Kolonel, L. N. (2007). Dietary glycemic load, added sugars, and carbohydrates as risk factors for pancreatic cancer: The multiethnic cohort study. The American Journal of Clinical Nutrition,86(5), 1495-1501. DOI:10.1093/ajcn/86.5.1495.

  34. Olivares-Reyes, J. A. & Arellano-Plancarte, A. (2008). Bases moleculares de las acciones de la insulina. Revista de Educación Bioquímica, 27(1), 9-18.

  35. Ozawa, T., Maehara, N., Kai, T., Arai, S. & Miyazaki, T. (2016).Dietary fructose-induced hepatocellular carcinoma development manifested in mice lacking apoptosis inhibitor of macrophage (AIM). Genes Cells, 21(12), 1320-1332. DOI: 10.1111/gtc.12446.

  36. Pektaş, M. B., Sadi, G. & Akar, F. (2015). Long-term dietary fructose causes gender-different metabolic and vascular dysfunction in rats: Modulatory effects of resveratrol. Cellular Physiology and Biochemistry, 37(4), 1407- 1420. DOI:10.1159/000430405.

  37. Robubi, A., Huber, K. R. & Krugluger, W. (2014). Extra fructose in the growth medium fuels lipogenesis of adipocytes. Journal of Obesity, 2014(1), 1-6. DOI: 10.1155/2014/647034.

  38. Roglans, N., Vila, L., Farre, M., Alegret, M., Sánchez, R. M., Vazquez-Carrera, M. & Laguna J. C. (2007). Impairment of hepatic Stat-3 activation and reduction of PPARalpha activity in fructose-fed rats, Hepatology, 45(3), 778-788. DOI: 10.1002/help.21499.

  39. Rutledge, A. C. & Adeli, K. (2008). Fructose and the metabolic syndrome: Pathophysiology and molecular mechanisms. Nutrition Reviews, 65(6), 13-23. DOI: 10.1111/j.1753- 4887. 2007.tb00322.x.

  40. Samuel, V. T., Liu, Z. X., Qu, X., Elder, B. D., Bilz, S., Befroy, D., Romanelli, A. J. & Shulman, G. I. (2004). Mechanism of hepatic insulin resistance in non-alcoholic fatty liver disease. Journal of Biological Chemistry, 279(31), 32345- 32353. DOI: 10.1074/jbc.m313478200.

  41. Shu, H. J., Isenberg, K., Cormier, R. J., Benz, A. & Zorumski, C. F. (2006). Expression of fructose sensitive glucose transporter in the brains of fructose-fed rats. Neuroscience, 140(3), 889-895. DOI: 10.1016/j.neuroscience.2006.02.071.

  42. Shulman, G. I. (2000).Cellular mechanisms of insulin resistance. Journal of Clinical Investigation, 106(2), 171-176. DOI: 10.1172/jci10583.

  43. Soria, J, (2010) Análisis causa y efecto de la ingesta de jarabe de alta fructosa (HFSC). [Tesis de licenciatura]. 1-40. Ciudad de México. Instituto Politécnico Nacional.

  44. Spruss, A., Kanuri, G., Wagnerberger, S., Haub, S., Bischoff, S. C. & Bergheim, I. (2009). Toll-like receptor 4 is involved in the development of fructose-induced hepatic steatosis in mice. Hepatology, 50(4), 1094-1104. DOI:10.1002/ hep.23122.

  45. Stanhope, K. L., Schwarz, J. M., Keim, N. L., Griffen, S. C., Bremer, A. A., Graham, J. L., Hatcher, B., Cox, C.L., Dyachenko, A., Zhang, W., McGahan, J. P., Seibert, A., Krauss, R. M., Chiu, S., Schaefer, E. J., Ai, M., Otokozawa, S., Nakajima, K., Nakano, T., Beysen, C., Hellerstein, M. K., Berglund, L. & Havel, P. J. (2009). Consuming fructose-sweetened, not glucosa-sweetened, beverages increases visceral adiposity and lipids and decreases insulin sensitivity in verweight/obese humans. The Journal of Clinical Investigation, 119(5), 1322-1334. DOI: 10.1172/ JCI37385.

  46. Strober, J. W. & Brady, M. J. (2019). Dietary fructose consumption and triple-negative breast cancer incidence. Frontiers in Endocrinology, 12(10), 1-7. DOI: 10.3389/ fendo.2019.00367.

  47. Szendroedi, J., Yoshimura, T., Phielix, E., Koliaki, C., Marcucci, M., Zhang, D., Jelenik, T., Müller, J., Herder, C., Nowotny, P., Shulman, G. I. & Roden, M. (2014). Role of diacylglycerol activation of PKCθ in lipid-induced muscle insulin resistance in humans. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(26), 9597-9602. DOI: 10.1073/ pnas.1409229111.

  48. Tappy, L. & Lê K. A. (2010). Metabolic effects of fructose and the worldwide increase in obesity. Physiolical Reviews, 90(1), 23-46. DOI: 10.1152/physrev.00019.2009.

  49. Theytaz, F., de Giorgi, S., Hodson, L., Stefanoni, N., Rey, V., Schneiter, P., Giusti, V. & Tappy, L. (2014). Metabolic fate of fructose ingested with and without glucose in a mixed meal. Nutrients, 6(7), 2632-2649. DOI :10.3390/ nu6072632.

  50. Tsai, J., Zhang, R., Qiu, W., Su, Q., Naples, M. & Adeli, K. (2009). Inflammatory NF-κB activation promotes hepatic apolipoprotein B100 secretion: evidence for a link between hepatic inflammation and lipoprotein production. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology, 296(6), G1287-G1298. DOI:10.1152/ ajpgi.90540.2008.

  51. Veech, R. L., (2003). A humble hexose monophosphate pathway metabolite regulates short- and long-term control of lipogénesis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 100(10), 5578-5580. DOI:10.1073/ pnas.1132039100.

  52. Zavaroni, I., Sander, S., Scott, S. & Reaven, G. M. (1980). Effect of fructose feeding on insulin secretion and insulin action in the rat. Metabolism, 29(10), 970-973. DOI:10.1016/0026- 0495(80)90041-4.




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