INFORME 06 BIOQUÍMICA. La fructosa

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INTRODUCCIÓN

La fructosa es un monosacárido presente en forma natural en frutas, verduras, miel y en forma agregada en alimentos etiquetados como diet o light, bebidas y néctares. La ingesta de este monosacárido se ha incrementado considerablemente en los últimos años, especialmente en la forma de "Jarabe de maíz alto en fructosa", que entrega un gran poder edulcorante en una amplia gama de alimentos procesados. En los países desarrollados y en vías de desarrollo, el consumo de bebidas gaseosas ha aumentado significativamente en la población, lo que implica un elevado consumo de fructosa asociado a efectos en la salud.

La fructosa a pesar de tener una nomenclatura similar a la glucosa, presenta diferencias en su metabolismo, por ejemplo, se absorbe más lentamente que la glucosa, aunque es captada y metabolizada de manera más rápida por el hígado, su efecto estimulante sobre la liberación de insulina es inferior al de la glucosa y su captación es independiente de ésta.

Literatura reciente, asocia el consumo de fructosa con diversas alteraciones metabólicas como: Intolerancia a la fructosa de causa genética, hígado graso, alteraciones en la sensibilidad a la insulina, diabetes mellitus tipo 2 y mala absorción de fructosa (MAF) causante de síntomas gastrointestinal.

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OBJETIVO:

1. Describir los procesos metabólicos de la fructosa

• Fuentes de la fructosa.

• Absorción de la fructosa.

• Metabolismo de la fructosa en el tejido muscular.

• Metabolismo de la fructosa en el hígado.

• Metabolismo de la fructosa y síntesis de ácido úrico.

• Metabolismo de la fructosa y síntesis ácidos grasos: sobrepeso.

• Metabolismo de la fructosa y radicales libres

1. MARCO TEÓRICO

1. FUENTES DE LA FRUCTOSA

La fructosa es un tipo de azúcar que está presente en las frutas, verduras, entre otros productos naturales. Además, la industria alimentaria la utiliza como edulcorante en refrescos y productos de bollería.

Alimentos con fructosa en abundancia[pic 14]

• Manzana
• Pera
• Zanahoria
• Sandía
• Remolacha
• Mango

Alimentos con bajo contenido de fructosa

• Lima[pic 15]
• Coco
• Mandarina
• Espinaca
• Habas
• Lechuga

1. ABSORCION DE LA FRUCTOSA

En el intestino delgado, específicamente en la membrana apical del enterocito se produce la absorción de fructosa, donde se encuentra el transportador de glucosa 5 (GLUT5), único y específico para fructosa, que la transporta en forma pasiva desde el lumen a la sangre. Otro transportador de fructosa, de baja afinidad, es el GLUT2, que también es capaz de reconocer otros monosacáridos como la glucosa y galactosa. Después del transporte apical mediado por GLUT5 o GLUT2, la fructosa es transportada en la membrana basolateral por GLUT2, donde posteriormente desde la circulación portal es transportada al hígado a través de GLUT2 o GLUT5. La fructosa se absorbe más lentamente que la glucosa, aunque es captada y metabolizada de manera más rápida por el hígado. Su efecto estimulante sobre la liberación de insulina es inferior al de la glucosa y su captación es independiente de ésta.

1. METABOLISMO DE LA FRUCTOSA EN EL TEJIDO MUSCULAR

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1. METABOLISMO DE LA FRUCTOSA EN EL HÍGADO

La glucosa representa el sustrato preferido por las células eucariotas, y puede usarse como una fuente de energía por todas las células del organismo humano. Debido a la necesidad de conservar energía entre los alimentos, y el hecho de que la grasa es más compacta y ligera que los carbohidratos como fuente de almacenamiento de energía, la mayoría de las células humanas (con excepción del cerebro) han evolucionado en depender de la glucosa en las horas posteriores a los alimentos, y si no, en los ácidos grasos. En contraste, la fructosa no puede metabolizarse directamente en la mayoría de las células de nuestro organismo. En su lugar, sufre un proceso de primer paso en el hígado a través de una vía conocida como “fructólisis”. Esta vía involucra enzimas metabolizadoras de fructosa específicas: 1) Fructocinasa, que cataliza la síntesis de fructosa-1-fosfato (F-1-P) 2) Aldolasa B, que cataliza su degradación en gliceraldehído y fosfatodihidroxiacetona (DHAP) 3) Triocinasa, que convierte el gliceraldehído en gliceraldehído-3-fosfato Los metabolitos de la fructólisis, GAP y DHAP también son intermediarios de la glucólisis y, por lo tanto, comparten más pasos metabólicos con el metabolismo de la glucosa. Cuando la glucosa se utiliza como un sustrato de energía en el hígado o en algún tipo de célula del organismo, la glucólisis se regula estrechamente para cumplir con las demandas celulares de energía. Esto se obtiene por la inhibición de la fosfofructocinasa (la enzima que convierte la fructosa-6-fosfato en fructosa-1,6- bifosfato en la vía glucolítica) por el ATP intracelular y los niveles de citrato. En cambio, cuando la fructosa se metaboliza en los hepatocitos, no existe una retroalimentación negativa en las enzimas de la fructólisis, y todas las moléculas de fructosa se convierten completamente en fosfatos de triosa, que posteriormente se procesan en acetil-CoA, lactato, glucosa, y eventualmente en ácidos grasos y triglicéridos. La proporción relativa de fructosa metabolizada en cada uno de estos metabolitos se ha evaluado generalmente en estudios de isótopos. En sujetos en reposo, 30- 50% de la fructosa consumida se secretó en la circulación como glucosa y 10-15% se almacenó como glucógeno hepático en las 4-6 horas posteriores al consumo. Así mismo, un 25% se liberó en la circulación como lactato. Finalmente, una menor proporción (1-10%) de la fructosa puede convertirse en ácidos grasos y triglicéridos (TG) en la vía metabólica conocida como “lipogénesis de novo”.

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• EFECTO DEL CONSUMO DE FRUCTOSA EN HUMANOS

 En sujetos sanos, el consumo de fructosa está asociado con un incremento en la producción de glucosa endógena, de las concentraciones plasmáticas de triglicéridos y lactato en ayuno y postprandiales, y de las concentraciones de lípidos intrahepatocelulares. Estas alteraciones metabólicas son consecuencia directa del proceso de la fructosa en las células que expresan fructocinasa en el área esplácnica, y por lo tanto pueden considerarse como adaptaciones normales a una dieta rica en fructosa. Sin embargo, cuando se asocia con un alto consumo de energía y baja actividad física, esto puede favorecer el desarrollo de diabetes y enfermedades cardiovasculares. A su vez, algunos reportes recientes también indican que los marcadores tempranos de estas alteraciones pueden corregirse cuando se lleva a cabo una apropiada actividad física.

1.  METABOLISMO DE LA FRUCTOSA Y SÍNTESIS DE ÁCIDO ÚRICO

 Aunque generalmente se asume, para simplificación, que la fructosa se metaboliza en el hígado, se sabe desde hace mucho que las células del túbulo proximal renal también expresan enzimas fructolíticas. La significancia funcional y las posibles disfunciones patológicas del metabolismo de la fructosa en el riñón siguen siendo ampliamente inexploradas. Las concentraciones de fructosa circulantes generalmente no exceden 0.6 mmol/L después de los alimentos, pero pueden incrementar hasta 1-3 mmol/L con una infusión intravenosa de fructosa. Bajo estas condiciones, los riñones contribuyen al 20% del total del metabolismo de la fructosa. La metabolización hepática de la fructosa requiere fosforilación inicial para transformarse en fructosa-1-fosfato, acción mediada por la enzima fructoquinasa, con el consiguiente incremento del adenosin monofosfato (AMP) intracelular proveniente de la descomposición del ATP (ADP + AMP), el cual es degradado a IMP (monofosfato de inosina) y posteriormente a ácido úrico, elevándose dentro de la célula y en la circulación. Un alto consumo de fructosa, como ocurre en la actualidad, predispondría por tanto al desarrollo de hiperuricemia y patologías asociadas. Lo anterior se ve ratificado por estudios en humanos en donde la administración oral o intravenosa de fructosa, eleva rápidamente las concentraciones circulantes de ácido úrico, derivado de un mayor catabolismo y síntesis de purinas, siendo aún más evidente en sujetos hiperuricémicos o con gota. La fructosa pues es la única que aumenta el AU(ácido úrico) por activación de la fructosa-kinasa hepática. La fosforilación de la fructosa consume ATP, aumenta la carga de purinas intracelulares y deriva en una mayor producción de AU; a diferencia del metabolismo de la glucosa, esta es una vía que no tiene mecanismos reguladores que prevengan la depleción de ATP.

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