Efectos metabólicos del consumo excesivo de fructosa añadida / Metabolic effects of excessive fructose consumption added

El consumo de fructosa ha aumentado en los últimos 50 años por la incorporación a la dieta de jarabe de maíz alto en fructosa (JMAF), presente en productos industrializados, como las bebidas azucaradas. Se puede asociar la ingesta de fructosa en altas concentraciones con el aumento de la obesidad y trastornos metabólicos. La fructosa, un azúcar natural que se encuentra en muchas frutas, se consume en cantidades significativas en las dietas occidentales. En cantidades iguales, es más dulce que la glucosa o la sacarosa y, por lo tanto, se usa comúnmente como edulcorante. Debido al incremento de obesidad entre la población joven y general y a los efectos negativos que puede tener a corto y largo plazo es importante considerar de donde provienen las calorías que se ingieren diariamente. Esta revisión describirá la relación entre el consumo de fructosa en altas concentraciones y el riesgo de desarrollar obesidad, resistencia a la insulina, lipogenesis de novo e inflamación.

The consumption of fructose has increased in the last 50 years due to the incorporation into the diet of high fructose corn syrup (HFCS), present in industrialized products, such as sugary drinks. The intake of fructose in high concentrations can be associated with the increase of obesity and metabolic disorders. Fructose, a natural sugar found in many fruits, is consumed in significant quantities in Western diets. In equal amounts, it is sweeter than glucose or sucrose and, therefore, is commonly used as a sweetener. Due to the increase of obesity among the young and general population and the negative effects that can have in the short and long term it is important to consider where the calories that are ingested daily come from. This review will describe the relationship between fructose consumption in high concentrations and the risk of developing obesity, insulin resistance, de novo lipogenesis, nonalcoholic fatty liver, inflammation and metabolic syndrome.

NAFLD e ingesta de fructosa en altas concentraciones: una revisión de la literatura / NAFLD and high fructose intake: a review of literature

Uno de los endulzantes más comúnmente utilizado es la fructosa. La fructosa es directamente metabolizada en el hígado y se puede transformar en glucosa, posteriormente es almacenada como glicógeno constituyéndose en una fuente de energía para los hepatocitos. Todo el exceso de fructosa se convierte en lípidos ejerciendo un efecto tóxico sobre el hígado, similar al producido por el exceso de alcohol, pudiendo provocar hígado graso no alcohólico (NAFLD). El objetivo de esta revisión es reunir hallazgos recientes en relación al efecto de la ingesta de fructosa en altas concentraciones y su relación con el NAFLD.

One of the most commonly used sweeteners is fructose. Fructose is directly metabolized in the liver and can be converted into glucose, later stored as glycogen constituting a source of energy for the hepatocytes. All excess fructose is converted into lipids by exerting a toxic effect on the liver, similar to that produced by excess of alcohol, and can cause nonalcoholic fatty liver (NAFLD). The aim of this review is to gather recent findings regarding the effect of fructose intake at high concentrations and its relationship with NAFLD.

Both hepatic lipogenesis and beta-oxidation are altered in offspring of mothers fed a high-fat diet in the first two generations (F1 and F2) / La lipogénesis hepática y la beta-oxidación están alteradas en las crías de madres alimentadas con una dieta alta en grasas en las dos primeras generaciones (F1 y F2)

The high fat (HF) fed mothers may program susceptibility in offspring to chronic diseases and affect subsequent generations. The present study evaluated the liver structure in adulthood, focusing on the F1 and F2 generations. Females C57BL/6 (F0) were fed standard chow (SC) or HF diet (8 weeks) prior to mating and during the gestation and lactation to provide the F1 generation (SC-F1 and HF-F1). All other mothers and offspring fed SC. At 3 months old, F1 females were mated to produce the F2 generation (SC-F2 and HF-F2). The liver was kept in several fragments and prepared for histological analysis or frozen for biochemical and molecular analyzes. The F1 and F2 offspring were studied at 3 months old. HF-F1 had higher body mass (BM) compared to SC-F1 (P= 0.001), but not HF-F2 compared to SC-F2. HF-F1 had glucose intolerance when compared to SC-F1, but not HF-F2 compared to SC-F2. HF-F1 (P= 0.009) and HF-F2 (P= 0.03) showed hyperinsulinemia compared to their counterparts. Both groups HF-F1 and HF-F2 showed more steatosis than the SC counterparts (F1 and F2, P<0.0001). HF-F1 showed increased expression of PPAR-gamma and SREBP1-c compared to SC-F1 (P= 0.01). HF-F2 showed increased PPAR-gamma expression compared to SC-F2 (P= 0.04). In conclusion, HF-fed mother impairs both lipogenesis and beta-oxidation pathways in F1 through upregulation of PPAR-gamma and downregulation of PPAR-alpha. In F2, the only lipogenesis is enhanced, but it causes a disrupted PPAR balance, favoring the hepatic lipid accumulation and impaired metabolism in these animals that were not directly exposed to the maternal HF intake.

Los madres alimentadas con dieta rica en grasas (HF) pueden programar una susceptibilidad al desarrollo de enfermedades crónicas en su descendencia y de este modo afectar a las generaciones posteriores. El presente estudio evaluó la estructura del hígado en la edad adulta, centrándose en las generaciones F1 y F2. Las hembras C57BL/6 (F0) fueron alimentadas con dieta estándar (CS) o dieta HF (8 semanas) antes del apareamiento y durante la gestación y lactancia para producir la generación F1 (CS-F1 y HF-F1). Todas las demás madres y crías fueron alimentadas con CS. A los 3 meses de edad, las hembras F1 fueron apareadas para producir la generación F2 (CS-F2 y HF-F2). El hígado se conservó en varios fragmentos y se preparó, por un lado, para el análisis histológico, y por otro, se lo congeló para realizar análisis bioquímicos y moleculares. La descendencia F1 y F2 se estudió a los 3 meses de edad. HF-F1 tuvo una mayor masa corporal (BM) en comparación con CS-F1 (P= 0,001), pero no el grupo HF-F2 en comparación con CS-F2. HF-F1 tenía intolerancia a la glucosa en comparación con CS-F1, pero no el grupo HF-F2 en comparación con CS-F2. HF-F1 (P= 0,009) y HF-F2 (P= 0,03) mostraron hiperinsulinemia en comparación con sus homólogos. Ambos grupos HF-F1 y HF-F2 mostraron más esteatosis que las contrapartes CS (F1 y F2, P <0,0001). HF-F1 mostró una mayor expresión de PPAR-gamma y SREBP1-c en comparación con el grupo CS-F1 (P= 0,01). HF-F2 mostró aumento de la expresión de PPAR-gamma en comparación con CS-F2 (P= 0,04). En conclusión, la madre alimentada con HF presenta ambas vías afectadas, de lipogénesis y de la beta-oxidación, en la F1 a través de la regulación positiva de PPAR-gamma y con regulación a la baja de los PPAR-alfa. En F2, solo ha mejorado la vía de lipogénesis, pero causa un desbalance de PPAR, lo que favorece la acumulación de lípidos hepáticos y la alteración del metabolismo en estos animales que no estaban directamente expuestos a la ingesta materna de HF.

Animal models of nutritional induction of type 2 diabetes mellitus / Modelos animales de inducción nutricional para diabetes mellitus tipo 2

Type 2 diabetes mellitus (DM2) is the most common chronic metabolic disease, affecting approximately 6% of the adult population in the Western world. This condition is a major cause of cardiovascular disease, blindness, renal failure, and amputations, with increasing prevalence worldwide. The inuence of obesity on type 2 diabetes risk is determined by the degree of obesity and by body fat localization, with insulin resistance (IR) being the main link between these metabolic diseases. Experimental studies have shown that dietary factors, and particularly lipids, are strongly positively associated with body mass (BM) gain; IR; and, consequently, type 2 diabetes. Similarly, excessive consumption of energy-dense carbohydrate-rich foods can trigger the onset of type 2 diabetes. Additionally, maternal dietary inadequacies at conception and/or during the gestational period have been proposed to lead to developmental programming of excessive BM gain and metabolic disturbances in offspring, such as abnormal glucose homeostasis, reduced whole-body insulin sensitivity, impaired beta-cell insulin secretion and changes in the structure of the pancreas. Metabolic disruption is strongly associated with deleterious effects on beta-cell development and function. However, alterations in the amount and quality of dietary fat can modify glucose metabolism and insulin sensitivity. In this way, certain oils have gained attention in experimental research for their beneficial effects. Olive oil, a source of monounsaturated fatty acids (MUFAs), got attention in the past for its capacity to prevent cardiovascular diseases. Nevertheless, it is currently known that this oil also improves insulin sensitivity and glycemic control. Canola oil, flaxseed oil and especially fish oil (rich in n-3 polyunsaturated fatty acids) were first described as effective dietary nutrients against hypertriglyceridemia but now are known to have positive effects on glucose metabolism as well.

La diabetes mellitus tipo 2 (DM2) es la enfermedad metabólica crónica más común, afectando aproximadamente al 6% de la población adulta en el mundo occidental. Esta condición es una causa importante de las enfermedades cardiovasculares, la ceguera, la insuficiencia renal, y las amputaciones, con un aumento de su prevalencia en todo el mundo. El riesgo de obesidad en la diabetes tipo 2 está determinado por el grado de obesidad y localización de la grasa corporal, siendo la resistencia a la insulina (RI) la principal relación entre estas enfermedades metabólicas. Los estudios experimentales han demostrado que los factores dietéticos, y en particular los lípidos, se asocian de manera importante con la masa corporal (MC), la IR y la diabetes tipo 2. Asimismo, el consumo excesivo de alimentos ricos en carbohidratos de alto contenido energético pueden provocar la diabetes tipo 2. Además, se ha sugerido que una dieta materna inadecuada al momento de concebir o durante el período de gestación daría lugar al desarrollo de la excesiva MC y de trastornos metabólicos en los hijos, tales como la homeostasis anormal de la glucosa, reducción de la sensibilidad a la insulina en todo el cuerpo, el deterioro en la función de células beta, resistencia a la insulina y cambios en la estructura del páncreas. La alteración metabólica está asociada de forma importante con los efectos dañinos sobre el desarrollo y función de las células beta. Sin embargo, las alteraciones en la cantidad y la calidad de la grasa dietética pueden modificar el metabolismo de la glucosa como también la sensibilidad a la insulina. De esta manera, la investigación experimental ha enfocado la atención en algunos aceites debido a sus efectos beneficiosos. El aceite de oliva, es una fuente de monoinsaturados y actualmente se sabe que este aceite también mejora la sensibilidad a la insulina y el control glucémico El aceite de canola, el aceite de linaza y especialmente el aceite de pescado (rico en omega-3 los ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs)) fueron descritos por primera vez como nutrientes de la dieta eficaces contra la hipertrigliceridemia, sin embargo, es sabido que además tienen efectos positivos sobre el metabolismo de la glucosa.