我国食品甜味剂添加剂包括果糖,但对于肿瘤患者来说低果糖饮食十分必要

我国食品甜味剂添加剂包括葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、淀粉糖等,鉴于果糖单位重量的热量低于蔗糖而其甜度则是蔗糖的1.3-1.8倍,果糖血糖生成指数较低,且可增加食品的水果口味等优点,以及果糖在人体内的代谢速度要比葡萄糖和蔗糖等传统糖类慢,也不依赖胰岛素代谢而直接进入人体肠道内被消化利用的代谢优势,现代人将其作为包括绵白糖、白砂糖、冰糖等家庭用糖的升级换代产品。许多国家目前都在酸奶、果汁、饮料等食品中也大量使用果糖。果糖天然大量存在于蜂蜜、水果、甜菜、萝卜、洋葱内等水果蔬菜里。游离状态的果糖进入胃肠道后,大部分通过小肠上皮细胞表面果糖特异的转运蛋白转运至小肠细胞内,然后迅速转运至血液循环。70%的果糖在肝脏内进行代谢,剩余部分主要在肾脏、肌肉和脂肪等组织内代谢。与葡萄糖有所不同,果糖代谢在果糖激酶的作用下被磷酸化,经过多个生化步骤的改变为磷脂和甘油三脂的合成提供物质基础,为脂质合成提供重要的碳源。总之,果糖的代谢很大程度上不受细胞内能量状态所控制,使得大量的碳源以丙酮酸的形式进入三羧酸循环,更多的丙酮酸以及代谢中间产物参与脂质和核酸的合成,不依赖胰岛素调控。摄入果糖不能刺激胃分泌饱食因子Ghrelin,造成果糖的摄入增加了摄入食物的总热量,势必引起机体代谢异常,如肥胖、血脂异常和代谢综合征等。

果糖的快速代谢很容易导致ATP耗竭,并引发一系列反应,包括乳酸酸中毒甚至肝损伤,即静脉注射果糖是可能致死的。果糖参与脂肪酸合成、三羧酸循环供能。肝细胞比起葡萄糖更容易消耗果糖:肝细胞将果糖转化为乳酸的速率是葡萄糖的两倍。生理浓度(1mM)的果糖氧化速率就已经超过25mM的葡萄糖了,可见肝细胞中果糖的代谢速度是真的比葡萄糖要快得多。果糖不仅参与三羧酸循环供能,也作为原料参与氨基酸、脂肪酸的合成。在所有的下游合成过程中,果糖占比都比葡萄糖要高得多,果糖参与脂肪酸合成的效率要比葡萄糖高30%。果糖既氧化供能,又参与合成,还参与糖异生,是三碳糖激酶(TK)负责将果糖均匀分配给各个下游通路的。约有1/3的人果糖不耐受。由于肿瘤细胞糖代谢的[有氧酵解]特点,大量摄入蔗糖和淀粉可能有利于肿瘤细胞生长,而营养师和肿瘤医生也会一再嘱咐肿瘤患者[少吃糖]。食物中蔗糖的替代品果糖和注射用果糖也同样不是肿瘤患者的[健康糖]。

在饮食中添加过量的果糖、改变果糖和葡萄糖的比例、改变应有的肿瘤患者膳食结构,研究人员通过以上手法设计了较为极端的实验模型,的确获得了果糖可以产生不良的代谢影响的实验结果。即使这样,目前仍倾向认为果糖会对机体产生不利影响,可诱发多种肿瘤发生、恶性转化、促肿瘤疾病发展。这里需要提到的是,与其他糖分相比,正常成人非超量摄入果糖摄入量并不会引起大幅的生化变化,而在正常饮食的基础上添加果糖导致过量的摄入果糖则会严重威胁肿瘤患者。因此,对于肿瘤患者来说低果糖饮食是十分必要的,含果糖较高的水果、蜂蜜、饮料、糖果以及高果糖玉米糖浆等应避免过量食用,临床上静脉途径为肿瘤患者补充果糖的做法也是不足取的。

截至目前,果糖代谢与肿瘤的关系仍有部分机制研究并未明确。

果糖诱发胰岛素抵抗。动物实验研究发现,高果糖饮食抑制胰岛素受体的表达,抑制胰岛素信号的传导,组织中的胰岛素受体磷酸化水平下调,蛋白酪氨酸磷酸酶活性增加,抑制下游胰岛素信号的转导,诱导肝脏产生脂肪酸,致骨骼肌胰岛素抵抗和高胰岛素血症,为肿瘤提供有利于生长的代谢微环境。高果糖饮食喂养致脂质代谢发生重大改变,增加血甘油三酯、血浆总胆固醇、低密度和极低密度脂蛋白胆固醇以及游离脂肪酸水平,诱发一系列的代谢综合征,而代谢综合征促多种肿瘤的发生进展和肿瘤患者的预后不良。

果糖通过增加机体的炎症反应促进肿瘤的发生发展。炎症反应诱发肿瘤、促肿瘤恶性转化。果糖正是通过增加机体的炎症反应促进肿瘤的发生发展。脂肪组织可以分泌包括IL-6、TNF-α在内的多种炎症因子,果糖的大量摄入可能直接或间接的促炎症反应。大量摄入果糖可上调机体循环中的IFN-γ、IL-1、IL-6和TNF-α等多种炎症因子;果糖增加肿瘤细胞内的活性氧细胞在生长过程中会产生活性氧(ROS),过多的活性氧可以破坏细胞内的蛋白质和脂质,或形成 DNA加合物,活性氧若不能及时被清除会促进细胞的癌变。果糖在代谢过程中可能比其他糖分更容易诱发机体产生活性氧,可能与产生活性氧的酶活性增加、抑制其活性降低有关;高果糖膳食通过抑制胰岛素受体的表达、抑制胰岛素信号的传导等机制,加剧肿瘤患者机体的胰岛素抵抗,加剧荷瘤机体的糖代谢紊乱的状态,为肿瘤生长提供有利于的代谢微环境。

果糖为肿瘤细胞生长提供营养成分。作为葡萄糖的同分异构体,果糖是肿瘤细胞较好的碳源,在肿瘤细胞中为其合成磷脂和甘油三脂提供物质基础,甘油醛-3-磷酸再进入糖酵解途径进行代谢,最终进入三羧酸循环,中间代谢产物乙酰辅酶A为脂肪酸合成重要碳源。果糖代谢的中间产物为肿瘤细胞合成核糖提供5-磷酸核糖,在肿瘤组织内均能转化成丙酮酸,进而转化成多种氨基酸,助力肿瘤生长。

果糖增加组织细胞内的活性氧。细胞在生长过程中会产生活性氧(ROS),过多的ROS可以破坏细胞内的蛋白质和脂质,ROS若不能及时被清除,则会促进细胞的发生癌变。果糖比其他糖分更容易诱发机体组织产生ROS,可能与产生ROS的酶活性增加、抑制ROS的酶活性降低有关。

李苏宜 MD MPH

肿瘤营养与代谢治疗科

中国科技大学附属第一医院西区

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