Избыток фруктозы делает кишечные всасывательные ворсинки длиннее, из-за чего кишечник начинает всасывать больше питательных веществ.

Хотя в ожирении обычно винят слишком жирную еду, в последнее время появляется всё больше данных, что не меньшую роль тут играют углеводы, и, в частности, фруктоза. Её широко используют в пищевой промышленности как подсластитель: она слаще, чем обычный сахар, и усиливает эффект от других подсластителей, так что с ней в пищу можно добавлять меньше сахара. Фруктоза есть в выпечке, в злаковых хлопьях, в напитках, в консервах и вообще разнообразной продовольственной бакалее. Один из главных источников фруктозы – сироп, который по особой технологии делают из кукурузного крахмала; именно такой кукурузный сироп потом и добавляют в продукты.

Эпителиальные микроворсинки в кишечнике мыши. (Фото: SNSF Scientific Image Competition / Flickr.com) 

При этом известно, что на диете с повышенным содержанием фруктозы появляется лишний вес и повышается вероятность сопутствующих заболеваний вроде диабета и жировой болезни печени, следом за которой может прийти цирроз. Фруктоза стимулирует в печени активность генов, отвечающих за синтез липидов; чем больше фруктозы, тем эти гены активнее, и тем больше жира накапливается в печени. Фруктоза стимулирует активность таких генов либо непосредственно, добираясь до печени с током крови, либо действуя через кишечную микрофлору: под действием фруктозы микробы синтезируют вещества, активирующие печёночный синтез жиров. Кроме того, из-за фруктозы клетки кишечника начинают пропускать в кровь бактериальные токсины, которые тоже вредят печени.

Сотрудники Медицинского колледжа Вейл Корнелл описывают в Nature ещё один механизм, с помощью которого фруктоза вредит обмену веществ и заставляет организм накапливать много жира. Кишечный эпителий покрыт микроскопическими ворсинками, которые всасывают питательные вещества, образующиеся при переваривании пищи. Оказалось, что у мышей, у которых в пище было много фруктозного сиропа, эти ворсинки становились длиннее – то есть их кишечник в прямом смысле становился больше. Увеличивалась всасывающая поверхность микроворсинок, и кишечник всасывал в кровь больше питательных веществ. Если мышей кормили жирной пищей с фруктозой, они сильнее толстели, чем если их кормили жирной едой без фруктозы.

Клетки на концах микроворсинок находятся далеко от кровеносных сосудов, и потому страдают от недостатка кислорода. В обычных условиях, чем длиннее ворсинка, тем больше вероятность, что концевые клетки начнут погибать от гипоксии. Однако с фруктозой всё иначе: молекула фруктозы попадает в клетки ворсинки, к ней присоединяется остаток фосфорной кислоты, и в таком модифицированном виде связывается с важным сигнальным белком, который регулирует обмен веществ в клетке.

Связавшись с фруктозой, этот белок стимулирует активность генов, помогающих выживать при недостатке кислорода. Тот же механизм помогает расти злокачественным кишечным опухолям: раковые клетки тоже испытывают гипоксию, но если в них вдруг активируются гены, помогающие выжить при недостатке кислорода и сопутствующих осложнениях, клетки продолжат делиться. Поэтому опухоли на фруктозном сиропе растут интенсивнее.

Если у мышей отключали фермент, который навешивает на фруктозу фосфорную кислоту, их ворсинки не удлинялись, и потому даже с высоким уровнем фруктозы в пище кишечник всасывал не слишком много жиров. То же самое происходило, когда модифицированной фруктозе с помощью специальной молекулы мешали соединиться с сигнальным ферментом, помогающим клетке выдерживать гипоксию. Если же всё это проделывали с мышами, у которых в кишечнике были злокачественные опухоли, то опухоли начинали расти медленнее, несмотря на фруктозный сироп, который добавляли в корм мышам.

Хотя эксперименты ставили на мышах, есть основания полагать, что тот же механизм работает и в человеческом кишечнике – в конце концов, вред от избытка фруктозы доказывается и клиническими исследованиями. То количество фруктозы, которое мы получаем с фруктами, для обмена веществ безопасно, но, как мы говорили, её очень активно используют в пищевой промышленности. Возможно, в скором времени у нас появятся лекарственные средства или какие-нибудь пищевые добавки, которые не дадут фруктозе вредить обмену веществ, но пока что лучше самому ограничить себя в потреблении фруктозы и боле внимательно относиться к тому, что ты ешь.