Багатошарова взаємодія між фруктозою та сіллю у розвитку гіпертонії

Медичний факультет, Медична школа Університету Коч, Стамбул, Туреччина (O.C.E., M. Kanbay)

Відділ діалізу, Медична школа, IIS-Fundacion Хіменес Діас, Мадридський університет, Іспанія (А.О.)

Нефрологічний відділ, Медичний факультет, Медична школа Університету Сулеймана Деміреля, Іспарта, Туреччина (B.A.)

Нефрологічна клініка, Центр діалізу та трансплантації нирок, ‘C.I. Університетська лікарня PARHON та Медичний університет "Grigore T. Popa", Яссі, Румунія (A.C.)

Відділення кардіології лікарні Тораномон, Токіо, Японія (М. Кувабара)

Відділ ниркових хвороб та гіпертонії, Медичний факультет, Університет Колорадо, Денвер, Аврора (M.A.L., R.J.J.).

Листування з Мехметом Канбаєм, Нефрологічний відділ, Медичний факультет, Медична школа Університету Коч, Румеліфенірі Йолу, Сарієр 34450, Стамбул, Туреччина. Електронна пошта

З відділення нефрології Медичного факультету університету Коч, Стамбул, Туреччина (М. Канбай)

Медичний факультет, Медична школа Університету Коч, Стамбул, Туреччина (O.C.E., M. Kanbay)

Поширеність артеріальної гіпертензії наростала за останні десятиліття, досягнувши рівня епідемії у всьому світі. 1 В даний час поширеність артеріальної гіпертензії становить ≈30% серед дорослого населення США, згідно з даними Національного обстеження здоров’я та харчування, де багато з цих суб’єктів мають резистентність до інсуліну та/або інші особливості метаболічного синдрому. 2

Кілька статей узагальнюють вплив фруктози на АТ. 17 Однією з важливих висновків є те, що фруктоза не підвищує АТ просто як результат ваги. Дійсно, дослідження парного вигодовування показали, що у щурів, яких годували фруктозою, розвиватиметься гіпертонія, а також гіпертригліцеридемія, гіперурикемія, гіперінсулінемія та легка травма нирок, незважаючи на відсутність різниці у вазі у контрольних тварин. 18–20 Крім того, ми не спостерігали метаболічних ефектів від штучних цукрів, 21 хоча одна група повідомляла, що сахарин може викликати у мишей резистентність до інсуліну. 22 Навпаки, дослідження на тваринах показують, що фруктоза може індукувати гіпертонію за допомогою різних механізмів, включаючи індуковану фруктозою затримку солі та води, 23–25 резистентність до інсуліну, 26 підвищений рівень сечової кислоти в сироватці крові, 27 зниження доступності ниркового оксиду азоту, 28 внутрішньоутробне програмування гіпертонії. 29

Тут ми розглядаємо останні дослідження, зокрема, зосереджуючи увагу на складному синергізмі між цукром та сіллю у розвитку гіпертонії (рис. 1). Надлишок дієтичної фруктози може сприяти розвитку натрієво-індукованої гіпертензії шляхом набору кількох механізмів, які, як відомо, підвищують АТ (рис. 2). Сюди входять стимулювання затримки солі та води, сенсибілізація до ренін-ангіотензинової системи та стимулювання інсулінорезистентності та дефіциту оксиду азоту (NO). 30–34

Фігура 1. Вживання солі збільшує вироблення ендогенної фруктози.

Малюнок 2. Надмірне утримання в їжі фруктози та натрію через посилене поглинання NaCl в тонусі та посилену реабсорбцію NaCl в проксимальних трубках. NHE3 позначає натрієво-водневий обмінник 3; і PAT1, передбачуваний аніонний транспортер 1.

Вплив фруктози на розвиток натрієвої гіпертензії

Потенційна синергія між фруктозою та сіллю дедалі більше оцінюється. Хоча споживання фруктози дійсно підвищує АТ у щурів 18 та людей, у 15 видів існує відносно невелика реакція АТ на фруктозу, а підвищення АТ не призводить до гіпертонії, як зазначають радіотелеметрія. 35 У зв'язку з цим вміст харчової солі мав дозвільний ефект для гіпертонії у щурів, яких годували 20% фруктозою протягом 7 днів. Поєднання високодисперсної фруктози та високої солі в раціоні було необхідним для гіпертонічної реакції, яка не розвинулась у щурів, які годувались окремо. 23,24 Це порушує питання, чи може дієтична фруктоза посилити вплив дієти з високим вмістом солі на АТ.

Дієтична фруктоза покращує всмоктування солі в кишечнику

Розвиток гіпертонії у відповідь на фруктозу та сіль вимагає інтактної системи Glut5, оскільки підвищений АТ не спостерігається у мишей-нокаутів Glut5. 45 Крім того, гіпертонія, керована фруктозою, залежала від підвищеного всмоктування солі тональної кишки у відповідь на збільшення всмоктування фруктози у просвіті. 45

Дійсно, всмоктування хлориду натрію з кишечника модулюється харчовою фруктозою. PAT1 (передбачуваний аніонний транспортер 1, Slc26a6, CFEX [хлорид/обмінник форматів]) є основним транспортером хлоридів 46–52 у кишечнику, і, як і Glut5, регулюється дієтичною фруктозою, що призводить до підвищення рівня мРНК та білка PAT1 у верхівкова оболонка тонкої кишки. 36 Посилене всмоктування хлориду через PAT1 сприяє засвоєнню солі та розвитку підвищеного АТ. Таким чином, у мишей Slc26a6 -/- (тобто, у мишей, у яких відсутній PAT1), не було розвитку гіпертонії, перебуваючи на багатій фруктозою дієті, тоді як у мишей дикого типу (Slc26a6 +/+) гіпертонія не розвинулась, коли вміст хлориду в їжі був низьким. 36 На додаток до впливу фруктози на PAT1, споживання фруктози з високим вмістом дієти також збільшує експресію їжунальної тканини транспортером натрію NHE3 (обмінник натрію/водню 3), що також сприяє всмоктуванню натрію в кишечнику. 39

Залучення нирок до гіпертонії, пов’язаної з фруктозою

Надлишок харчової фруктози призводить до локальної активації нирково-ренін-ангіотензинової системи та збільшення проксимальної канальцевої реабсорбції натрію (рис. 3). Після клубочкової фільтрації фруктоза частково реабсорбується в проксимальних канальцях через транспортери SGLT5 (транспортер 5, пов’язаний натрій-глюкоза; SLC5A10), GLUT2 (SLC2A2) та GLUT5. 36,53–56 Канальцева інтерналізація та подальший метаболізм залишаються ключовим етапом у каскаді індукованої фруктозою гіпертонії. Серед метаболітів фруктози діацилгліцерин (DAG) є потужним активатором ПКС (протеїнкінази С). 57–59 Підвищена активність ПКС сенсибілізує проксимальні канальці до ангіотензину II. Крім того, метаболізм фруктози в канальцевих клітинах підвищує рівень сечової кислоти в сечі навіть без збільшення сечової кислоти в сироватці крові. 60 Індуковане фруктозою місцеве вироблення сечової кислоти є потужним стимулятором ниркової експресії повної довжини та розчинного PRR ((про) ренінового рецептора) та місцевої внутрішньониркової активації ренін-ангіотензинової системи. 25,61 Як блокування PRR, так і запобігання утворенню сечової кислоти інгібітором ксантиноксидази, алопуринолом, незалежно запобігали гіпертонічному каскаду до дієтичного поєднання фруктози та солі у щурів. 25

Малюнок 3. Надлишок харчової фруктози призводить до локальної активації нирково-ренін-ангіотензинової системи та збільшення проксимальної канальцевої реабсорбції натрію. NHE3 позначає натрієво-водневий обмінник 3.