文献解读:果糖、蔗糖、葡萄糖,谁最容易产生肝脏脂肪?

2021-05-19 17:41:23, 小迈 武汉迈维代谢生物科技股份有限公司



 ● 期刊:Jounal of Hepatology

 ● 发表时间:2021.02

  影响因子:20.582



前言

奶茶已经是很多年轻人日常生活必不可少的“续命水”了,关于长期饮用奶茶等含糖饮料的危害,各大新闻媒体都有报道过,到底是不是危言耸听?让实验数据来给我们解答。


今年2月,Journal of Hepatology(肝脏病学杂志;IF=20.582)接收了来自瑞士苏黎世大学内分泌系的最新研究成果。研究者们专门用含糖饮料做了一项临床试验,这项实验一共招募了126名健康男性(实际纳入分析94人),分成四组,在7周的时间内,3个实验组分别饮用含有果糖、蔗糖或者葡萄糖的饮料,对照组则不喝饮料,通过同位素示踪的方法检测脂肪的合成和分解效率。最后发现,饮料中添加果糖和蔗糖可以增强肝脏产生脂质的能力,而葡萄糖则不会。





果糖摄入过多与新生脂肪生成、血液甘油三酯和肝胰岛素抵抗相关。脂代谢除了被过度饮食影响之外,能否单独被果糖影响,目前研究还不够明确。



 

图1



受试者在干预开始前四周禁止饮用含糖饮料,接着开始进行为期7周的干预,每天服用3次2dL含糖饮料(SSB),三个实验组分别饮用含果糖、葡萄糖或蔗糖(果糖+葡萄糖)的SSB(80克糖/天),对照组则不饮用SSB。在基线和研究期结束(第7周)时,进行了口服葡萄糖耐量测试(OGTT)。由于非热量甜味剂可能会影响人体新陈代谢(例如控制食欲,体重,微生物组组成),因此本研究在对照组中未使用安慰剂。


分别在第5周和第6周,进行了基于同位素示踪的代谢物测量,以评估血浆游离脂肪酸(FFA)氧化(第5周),脂肪酸(FA)和甘油三酯(TAG)的合成(第6周)和脂肪分解(第5和6周)图1)。


测试前几天,受试者不能进行剧烈运动,并且在测试前12小时禁食。为了评估SSB对他们饮食结构的影响,受试者必须在每个检查日之前保留3天的食物记录。使用软件对食品记录进行分析。





1


SSB对热量摄入、饮食结构和一般身体数据的影响

各组在SSB干预前后(第7周)之间的总能量摄入量无显著差异。常量营养素的组成因饮食干预而异:SSB的摄入显着增加了碳水化合物的热量摄入百分比。在所有SSB组中,蛋白质和脂肪的热量摄入百分比均有降低,绝对总碳水化合物的摄入量升高。在果糖组和蔗糖组,复杂碳水化合物的热量摄入百分比显著降低,水果中的糖分摄入量也有部分减少。


在所有组中,SSB干预期间平均体重和体脂百分比都有增加的趋势表1)。但是,这种增加仅对葡萄糖SSB干预有统计学意义(第7周72.4±6.6 kg vs基线71.6±6.8 kg,p = 0.009;23.8±4.8%体脂vs基线20.5±5.4%体脂,p = 0.007)。在研究期间,所有组的收缩压和舒张压均略有下降。


 

表1



2

SSB对血液关键实验室参数、葡萄糖耐量的影响

在整个研究过程中,空腹血浆甘油三酸酯(TAG),葡萄糖、葡萄糖耐量和胰岛素浓度以及总胰岛素(HOMAIR)和脂肪组织胰岛素敏感性(Adipo-IR)均未改变。蔗糖(p = 0.019)和葡萄糖(p = 0.033)组的空腹瘦素浓度显着增加,而果糖组(p = 0.291)则没有。


3

VLDL-棕榈酸酯和VLDL-甘油三酯的合成和分泌(第6周)

采用13C / 2H同位素标记示踪的方法检测血液中FA和TAG的合成和分泌情况。受试者保持静息状态,将留置导管放置在肘前静脉中以进行同位素示踪剂输注,并在对侧手臂的静脉中插入采样导管。采集自然状态下的血液和呼吸样本作为富集的基线。


为了评估棕榈酸酯在新FA合成途径中的活性,首先测量了新合成的VLDL-棕榈酸酯的基础肝功能分数和绝对分泌率(FSR)。结果显示,棕榈酸酯占肝脏所有新合成FA的75-85%,这代表着棕榈酸酯可以作为新合成FA的含量指标。果糖和蔗糖SSB干预后,在基础状态下的基础分泌率都显著高于葡萄糖SSB组和对照组。含果糖的饮料甚至会使新合成的FA的绝对分泌率FSR增加2倍。相反,相同量的葡萄糖不会改变棕榈酸酯FSR。图2A )


血浆中的FA是肝脏甘油三酯合成的来源,所以研究者们测量了外周脂肪分解,SSB的摄入量不影响基础外周脂解。此外,还测量了新合成的VLDL-甘油三酯与血浆甘油的基础肝功能分数和绝对分泌率,在6周内,SSB组与对照组之间VLDL-甘油三酯的绝对分泌率没有差异(图2B


 

图2.经过6周的SSB干预后,新合成的棕榈酸酯和新合成的含VLDL-TAG血浆甘油的部分分泌率(FSR)

A与对照组相比,果糖和蔗糖组中新合成的棕榈酸酯的FSR显着增加(果糖p = 0.013;蔗糖p = 0.0015;葡萄糖p = 0.16)。

B新合成的VLDL-甘油三酯的FSRSSB组和对照之间没有显著差异。


4


整体能量使用情况(第5周)

在SSB干预5周后,通过间接量热法测量了静息能量消耗(REE),总脂肪和CHO氧化以及非蛋白质呼吸商(NPRQ)。组间的REE,总脂肪和CHO氧化以及NPRQ没有差异。图3显示了FA代谢的不同组成部分的分析。干预组之间,Ra甘油反射脂解的基础速率无差异(图3A)。组间血浆FFA氧化的基础速率和总FA氧化均无差异(图3B,C)。在干预组之间,输注的U-13C-棕榈酸酯被氧化的百分比没有显著差异(图3D)。


 

图3.SSB干预5周后,脂解、输注的U-13C-棕榈酸酯氧化百分比血浆FFA氧化和总FA氧化情况。

(A)脂肪分解的甘油的出现速率。

(B)示踪剂被氧化的百分比。

(C)血浆FFA的氧化速率。 

(D)FA氧化速率。















这项研究证明每日食用含果糖的饮料会引起肝脏脂质代谢发生改变,表现为基础脂肪形成能力的增加(新合成FAFSR升高)。纯果糖(80克果糖/天)和蔗糖(40克果糖加40克葡萄糖/天)都能增加基础肝FA的合成。

在这项为期七周的研究中,暂未观察到代谢综合征的其他特征,即空腹高脂血症,高血糖,高胰岛素血症,外周/脂肪组织胰岛素抵抗等。这表明基础肝FA合成的增加可能是由定期摄入含果糖饮料引起的第一个代谢变化。更长期的持续摄入可能导致肝脏代谢转变成更严重的代谢健康问题。


注:点击文末左下角阅读原文,即可下载文章原文。


科研延伸

代谢组研究代谢物的丰度变化及可能被激活的代谢通路,而代谢流研究代谢物如何形成,利用同位素示踪法追踪代谢物参与了哪条代谢通路,在通路中的流向及规律,解释了生物系统中的生物学问题,将代谢的研究提高到更高的水平,拓展了代谢组学研究的视野。迈维代谢 代谢流检测分析服务,欢迎咨询~


目前常用的代谢流分析方法:

1.基于13C标记的葡萄糖(Glucose)碳代谢流分析

2.基于13C标记的谷氨酰胺(Glutamine)碳代谢流分析

3.基于15N标记的谷氨酰胺(Glutamine)氮代谢流分析


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