Fructose: endocriene en metabole effecten

Door Dr. Giancarlo Monteforte

Fructose is een natuurlijke monosaccharide met eigenaardige metabole eigenschappen. Deze eigenschappen zijn hoofdzakelijk te wijten aan 2 factoren:

Lage glycemische index
Het invoeren van de glycolyse zonder de regulatie van het enzym fosfofructokinase (dat de fosforylatie van glucose 6 fosfaat in fructose 1, 6 bisfosfaat katalyseert, waarbij de definitieve en irreversibele immissie van glucose in het glycolytische proces wordt bepaald, wordt deze reactie beschouwd als de beperkende stap van de gehele snelheid glycolyse).

Intestinale absorptie

Alle monosacchariden (dus ook fructose) worden in het jejunum opgenomen en in de portaalcirkel geplaatst. Fructose wordt geabsorbeerd door enterocyten door diffusie gefaciliteerd door een specifieke drager (GLUT5) die zich op het apicale membraan bevindt; op het basolaterale membraan is er in plaats daarvan een andere drager (GLUT2) die fructose in de bloedsomloop introduceert (fig. 1). GLUT5 heeft een Km = 5, dus het is gemakkelijk verzadigd, dus de inname van grote hoeveelheden fructose kan worden gevolgd door darmaandoeningen zoals zwelling en buikpijn, diarree.

Van de darmvilli gaat fructose over in de poortader en vervolgens in de lever. Bij de mens wordt ongeveer de helft van de fructose in de poortader gesekwestreerd en gemetaboliseerd door de lever, 20% door de nieren, de rest door vetweefsel en skeletspieren.

De invoer van fructose in de cellen van alle weefsels en organen wordt gemedieerd door GLUT5 en is onafhankelijk van insuline.

Fructose metabolisme

Er zijn twee metabole routes verantwoordelijk voor het metabolisme van fructose, een specifieke route en een aspecifieke route.

De specifieke route: lever en nier (vak 1) . Het wordt gekenmerkt door twee enzymen: fructochinase en aldolase B. Fructochinase katalyseert de fosforylatie van fructose naar fructose 1 fosfaat, dat wordt gesplitst in twee trio's: glyceraldehyde en dihydroxyacetosphate. Het glyceraldehyde wordt gefosforyleerd door het triose-kinase en in de glycolyse ingebracht, het dihydroxyacetaatfosfaat wordt omgezet in glyceraldehyde.
De aspecifieke route: vetweefsel, skeletspier, hart (box2). Het is samengesteld uit enzymen die gucose metaboliseren: hexokinase, fosfofructokinase, aldolase A.

De specifieke route is veel efficiënter dan de niet-specifieke route, waarbij de laatste wordt geremd door glucose. In het vetweefsel, gezien de bijna nul glucoseconcentratie, is er geen competitie tussen glucose en fructose en dit wordt op de aspecifieke manier voldoende gemetaboliseerd.


Box 1. Hefatisch fructosemetabolisme	Box 2. Extra-hepatisch fructosemetabolisme
Fructose wordt gefosforyleerd door fructokinase en vervolgens gescheiden van aldolase B. Het gevormde trio wordt geïntroduceerd in glycolyse op het niveau van de triosefosfaten, waarbij de regulatie van fosfofruttokinase wordt overgeslagen. Groene pijlen geven de ongecontroleerde stroom van fructose in glycolyse aan. Afhankelijk van de metabolische omstandigheden kunnen trio's worden gecondenseerd tot glucose om leverglycogenese aan te vullen.	Fructose wordt gemetaboliseerd door dezelfde enzymen die glucose metaboliseren: hexokinase en aldolase A. Deze metabolische route wordt geremd door de aanwezigheid van glucose.

Niet gereguleerde glycolyse: stofwisselingsstoornissen gemedieerd door fructose

De belangrijkste controle van de glycolytische route is het enzym fosfofructokinase, fructose ontsnapt aan deze controle en dit kan leiden tot een ongecontroleerde accumulatie van intermediaire metabolieten.

Metabole gevolgen:

ophoping van fructose 1 fosfaat → accumulatie ADP → verhoogd purinekatabolisme

lactaataccumulatie → acidose

acetylCoA-ophoping → ketonlichamen, lipogenese

accumulatie van glycerol → lipogenese

Vanuit een klinisch oogpunt vertaalt dit alles zich in: