INTRODUCCIÓN

Nuestros antepasados obtuvieron su alimento de la caza y la recolección, pero la transición al estilo de vida de la sociedad occidental moderna con sus avances tecnológicos en el procesamiento de alimentos, generó a cambios importantes en la ingesta y composición de alimentos. La dieta occidental se caracteriza por un alto consumo de alimentos procesados ricos en grasas saturadas, ácidos grasos trans, sodio, así como un consumo excesivo de azúcar.

La tasa de consumo de fructosa en la dieta, principalmente en combinación con glucosa, ha aumentado en todo el mundo durante los últimos cincuenta años (Vos et al., 2008) y estudios previos en humanos y animales demostraron un vínculo con el aumento de la prevalencia de obesidad, diabetes tipo 2 y síndrome metabólico (^{Bray et al., 2004}; ^{Tappy & Lê, 2010}).

Según ^{Hanover & White (1993}) la fructosa, que se encuentra en las frutas, se convirtió en un componente importante de la dieta moderna a través de una mayor ingesta de sacarosa (que consiste en una molécula de glucosa y una molécula de fructosa) y jarabe de maíz alto en fructosa (JMAF, que consiste en una mezcla de glucosa y fructosa) que se agrega actualmente a las bebidas y los alimentos (^{Duffey & Popkin, 2007}; Vos et al.)

En comparación con la glucosa, la fructosa tiene un índice glucémico más bajo, no genera una respuesta de la insulina, y presenta una capacidad edulcorante ligeramente mayor. Además, la fructosa es un potente nutriente lipogénico y adipogénico. Por ejemplo, en un estudio realizado por ^{Zubiria et al., 2016} se observó que la ingesta de una dieta rica en fructosa aumentaba el potencial adipogénico en las células precursoras de adipocitos (APC) y, por lo tanto, aceleraba la hipertrofia de los adipocitos.

Los azúcares libres en los alimentos suelen ser una combinación de los monosacáridos, glucosa y fructosa. En los últimos años, la fructosa ha recibido mucha atención negativa (^{Laughlin, 2014}), los resultados de estudios en humanos sugieren que el consumo excesivo de fructosa (en forma de azúcares libres) produce resultados metabólicos desfavorables, tales como, un aumento del contenido de grasa intrahepática, una menor sensibilidad a la insulina, dislipemia y cambios en la adiposidad (^{Maersk et al., 2012}). Por otra parte, ^{Dornas et al. (2015}) y ^{López Siguero (2016}) señalaron que la evidencia sugiere que la fructosa puede ser una causa predisponente de la inducción de hipertrigliceridemia y otras alteraciones (Fig. 1).

Fig. 1 Efectos metabólicos adversos del consumo excesivo de fructosa presente en los alimentos industrializados. Por otro lado, las frutas presentan fibras, epicaquetinas, flavonoides y antioxidantes que ayudan a disminuir el riesgo de causar daño metabólico por la fructosa natural de la fruta. 

Hoy en día, la obesidad es un importante problema de salud pública en el mundo, que afecta en mayor o menor proporción a todos los grupos demográficos. Las muertes por enfermedades cardiovasculares, cáncer y diabetes representan aproximadamente el 65 % de todas las muertes, y la adiposidad general y principalmente la adiposidad abdominal se asocian con un mayor riesgo de muerte por todos estos trastornos (^{Paniagua, 2016}). Varios estudios aleatorios de bebidas gaseosas que contienen azúcar versus bebidas bajas en calorías o sin calorías muestran que el azúcar, 50 % de la cual es fructosa, o la fructosa sola aumenta los triglicéridos, el peso corporal, el tejido adiposo visceral, la grasa muscular y la grasa del hígado (Tappy & Lê; ^{Gatineau et al., 2017}). La fructosa se metaboliza principalmente en el hígado, cuando es absorbida por el hígado, el ATP disminuye rápidamente a medida que el fosfato se transfiere a la fructosa en una forma que facilita la conversión a precursores de lípidos. La ingesta de fructosa aumenta la lipogénesis y también la producción de ácido úrico (^{Bray, 2013}; ^{Johnson et al., 2009}; ^{Stanhope, 2016}).

Es importante señalar que aunque las frutas contienen fructosa, son menos propensas a inducir alteraciones metabólicas por presentar un menor contenido de fructosa comparado con una bebida industrializada, además, las frutas contienen flavonoides, epicatequina, vitamina C y otros antioxidantes que pueden combatir los efectos adversos de la fructosa, esto explica por qué la ingesta de frutas naturales no está asociada al desarrollo de enfermedad hepática, pero las bebidas azucaradas están asociadas con el síndrome metabólico, porque contienen mayores cantidades de fructosa que son rápidamente absorbidas (^{Jensen et al., 2018}).

Esta revisión permitirá comprender la relación entre el consumo de fructosa añadida a los alimentos en altas concentraciones y el riesgo de desarrollar obesidad, resistencia a la insulina, lipogenesis de novo e inflamación, dañando la salud de la población general.

Evolución del consumo de fructosa. La ingesta de azúcares fue muy baja hasta el siglo XVIII, pero con el desarrollo tecnológico y la industralización en la extracción de azúcares, éste se convirtió rápidamente en un producto popular, inicialmente utilizado como edulcorante en té y café, luego su uso se extendió a otros productos como la pastelería. Ya en el siglo XX, los azúcares se convirtieron en uno de los principales constituyentes de la dieta (Tappy & Lê). A partir de la información generada por la industria, se estima que el consumo promedio de bebidas gaseosas endulzadas con fructosa, ha aumentado sostenidamente en los últimos años y es equivalente a 300 ml al día por persona, a nivel mundial (^{Crovetto & Uauy, 2010}).

De acuerdo a lo señalado por Tappy & Lê, hasta la década de 1960, la sacarosa era considerada casi como un edulcorante exclusivo, pero la industria alimentaria desarrolló y puso en práctica tecnologías que permitían extraer el almidón del maíz promoviendo la hidrólisis y su conversión en glucosa, siendo parte de esta glucosa convertida en fructosa a través de isomerización enzimática y esto permitió la producción de edulcorantes derivados de maíz, entre los cuales se encuentra el JMAF.

El JMAF es muy utilizado en productos industrializados por presentar bajo costo y un alto poder edulcorante, está presente en golosinas, pasteles y bebidas endulzadas, siendo el principal mecanismo de la ingesta excesiva de fructosa por la población (Tappy & Lê). Se considera que el alto consumo de fructosa libre (presente en bebidas endulzadas con JMAF) es un importante contribuyente a la "epidemia de la obesidad" (^{Glendinning et al., 2010}).

Antes de la industrialización de alimentos, el consumo promedio de fructosa era de 15 g de fructosa al día, hoy en día el consumo promedio de un adolescente es de 72,8 g / día, porque la fructosa ha sido utilizada en diversos alimentos y así ha aumentado drásticamente su consumo en las últimas décadas (^{Sánchez-Lozada et al., 2010}). Las investigaciones han demostrado que el alto consumo de fructosa mayor a 50 g/día puede estar relacionado con el desarrollo del síndrome metabólico.

En los últimos años, las directrices de salud mundiales han llamado a una reducción en el consumo de alimentos que contienen azúcares libres (conocidos como azúcares añadidos), encontrados en cereales para el desayuno con alto contenido de azúcar, bebidas azucaradas y golosinas. Considerando que el consumo excesivo de azúcares de la dieta contribuye al desarrollo de enfermedades metabólicas, como la obesidad, hígado graso no alcohólico (NAFLD), y la diabetes tipo 2 (^{Yang et al., 2014}).

La Encuesta Nacional de Salud 2016-2017 (Ministerio de Salud, 2017) realizada en Chile, determinó que la prevalencia del sobrepeso, obesidad y obesidad mórbida afecta a un 74,2 % de la población, siendo esta condición un factor de riesgo para el desarrollo de otras enfermedades metabólicas. Este es un problema que se inicia precozmente, pues más de un 50 % de los niños y niñas presenta obesidad o sobrepeso, lo que hace de esta condición el principal problema de salud pública en todos los grupos etáreos (Ministerio de Salud, 2018).

Fructosa versus glucosa. La fructosa no produce el nivel de saciedad que se observa después de una comida a base de glucosa (^{Teff et al., 2004}; ^{Page et al., 2013}). En un estudio realizado con 2 grupos de ratones durante 10 semanas, un grupo fue alimentado con dieta alta en fructosa (18 % de calorías totales) y el otro con dieta alta en glucosa (18 % de calorías totales), se observó que los ratones alimentados con fructosa aumentaron significativamente de peso, masa del hígado y masa grasa en comparación con los ratones alimentados con glucosa. Por tanto la fructosa contribuyó al aumento de tejido adiposo aún en ausencia de una excesiva ingesta calórica (^{Rendeiro et al., 2015}). La fructosa aislada también indujo mayores efectos perjudiciales sobre la glicemia, insulina y las concentraciones de triglicéridos en comparación con la glucosa, y se ha descubierto que la fructosa promueve una mayor ingesta de alimentos, aumento de peso corporal y peso del hígado en los roedores (^{DiNicolantonio et al., 2015}; ^{Kolderup & Svihus, 2015}).

Relación entre fructosa y aumento de peso corporal. Debido a que la insulina y la leptina proporcionan señales clave que transmiten información sobre la ingesta de energía y las reservas de grasa corporal al sistema nervioso central para la regulación a largo plazo de la ingesta de alimentos y la homeostasis energética. Por otra parte, la grelina es responsable de la estimulación de la ingesta de alimentos. El consumo de una dieta alta en fructosa disminuye las concentraciones circulantes de insulina y leptina y atenúa la supresión posprandial de la grelina, lo que podría contribuir al aumento de la ingesta de calorías y por tanto, al aumento de peso y la obesidad después (^{Schaefer et al., 2009}).

En un estudio realizado por ^{Rönn et al. (2013}) con ratas hembras, estas se dividieron en dos grupos: un grupo expuesto y un grupo control. El grupo expuesto recibió agua potable que contenía fructosa al 5 % durante siete semanas y luego al 20 % durante tres semanas. Antes de la eutanasia, se realizó una resonancia magnética de todo el cuerpo para determinar los volúmenes de tejido adiposo total y visceral, y de tejido magro. El aumento de peso fue 5,2 % mayor en las ratas expuestas a fructosa que en los controles (P = 0,042). Los volúmenes de tejido adiposo total y visceral fueron de 5,2 cm³ (P = 0,017) y 3,1 cm3 (P = 0,019) mayores, respectivamente, mientras que los volúmenes de tejido magro no presentaron diferencias. El nivel de triglicéridos y apolipoproteína a1 fue mayor en ratas expuestas a fructosa.

Resistencia a la insulina. Las primeras alteraciones básicas inducidas por la fructosa son: el aumento del estrés oxidativo, la glucosilación de proteínas, la inflamación, la dislipemia y la resistencia a la insulina (Gatineau et al.).

Varios estudios han demostrado el efecto deletéreo de la fructosa, en el metabolismo de la glucosa y en la sensibilidad a la insulina. De hecho, una dieta rica en fructosa aumenta la glicemia en ayuno y produce a la resistencia a la insulina hepática en personas sanas. La resistencia a la insulina está íntimamente ligada a los trastornos del metabolismo lipídico, más específicamente, los individuos resistentes a la insulina presentan un mayor depósito lipídico intracelular, que puede generar metabolitos tóxicos derivados de los lípidos, tales como diacilglicerol, acil-CoA y ceramidas. La presencia de estos metabolitos en el ambiente intracelular lleva a una mayor fosforilación de serina / treonina del sustrato del receptor de insulina-1 (IRS-1), que ha mostrado reducir la señalización de insulina (Stanhope). Además, el consumo de fructosa genera aumento de los niveles de lípidos hepáticos y se asocia con un aumento de la síntesis y la secreción de lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL).

De acuerdo a los estudios realizados por ^{Stanhope & Havel (2008}) una elevación de los ácidos grasos libres sistémicos y VLDL produce un aumento de la captación de lípidos en los órganos periféricos, como el tejido adiposo y el músculo esquelético, lo que contribuye a la resistencia sistémica a la insulina. Por otra parte, ^{Aijälä et al. (2013}) señalaron que la fructosa puede promover la resistencia a la leptina, empeorando la obesidad y la resistencia a la insulina. La resistencia a la insulina puede ser una causa secundaria de obesidad en el consumo de un producto hiperenergético y con alto contenido de fructosa (Le et al., 2008), señalando nuevamente la importancia de relacionar el impacto directo de la fructosa y las consecuencias de comer en exceso y la obesidad.

Hay mucha evidencia en modelos experimentales animales que apoyan la idea de que la fructosa, cuando se consume en altas cantidades, contribuye a la resistencia de la insulina hepática y periférica (^{Lê et al., 2009}; ^{Magliano et al., 2015}; ^{Schultz et al., 2015}). En ratas alimentadas con una dieta rica en fructosa al 66 % por 2 semanas, se encontró una disminución en el número de receptores de insulina hepáticos y esqueléticos, así como una disminución en la expresión de sus genes (^{Catena et al., 2003}). Por otro lado, se observó una disminución de la fosforilación del receptor de insulina, inducida por la insulina (^{Bezerra et al., 2000}).

Tres semanas de una dieta rica en fructosa al 10 % indujeron cambios adaptativos en los islotes pancreáticos de ratas: disminución de la masa de células β al aumentar las células apoptóticas, aumento de la liberación de insulina inducida por la glucosa y el metabolismo de la glucosa en los islotes, aumento de la glucoquinasa, pero no de la actividad de la hexoquinasa (^{Rizkalla, 2010}). Estas modificaciones dieron como resultado un aumento de la liberación de insulina, a pesar de la reducción marcada de la masa de células b produciendo hiperinsulinemia, tolerancia a la glucosa alterada y resistencia a la insulina.

En el hígado, la fructosa experimenta un metabolismo intermedio de tres pasos (es decir, "fructólisis") que genera triosas-fosfatos que se unen a la vía de la glucólisis. Los productos sintetizados, a su vez, pueden ser secretados en la circulación o proporcionar glucógeno hepático y grupos de triglicéridos (^{Sun & Empie, 2012}). Como resultado notable de este metabolismo hepatocéntrico, la fructosa induce muy poca secreción de insulina. Estos aumentos inducidos por la fructosa en la producción de glucosa hepática y la secreción de VLDL y TG (triglicéridos) fueron propuestos por varios autores como marcadores tempranos de enfermedades cardiometabólicas (^{Hu, 2013}; ^{Bray & Popkin, 2014}). La fructosa podría aumentar el riesgo metabólico al promover el depósito de grasa visceral e intrahepática, la hipertrigliceridemia y la hipertensión (^{Rosset et al., 2016}).

Lipogénesis de novo a partir de la fructosa. La fructosa se metaboliza casi completamente en el hígado y se utiliza en la reposición del glucógeno hepático y síntesis de ácidos grasos, mientras que una gran parte de la glucosa de la dieta atraviesa el hígado y se dirige el músculo esquelético donde se degrada a CO₂,H₂O y ATP, y al tejido adiposo donde se convierte en glicerol fosfato para la síntesis de triglicéridos y producción de energía. Los productos del metabolismo de la fructosa son el glucógeno hepático, los ácidos grasos y los triglicéridos. El metabolismo de la fructosa se divide en dos fases: la primera, la síntesis de triosas: dihidroxiacetona fostato (DHAP) y gliceraldehido-3P (Ga3P), y la segunda es la que convierte estas triosas en glucógeno o en piruvato, que entra en el ciclo tricarboxílico, se convierte en citrato y se dirige hacia la síntesis de novo de los ácidos grasos (palmitato) (^{Stanhope; Stanhope et al., 2009}) la Figura 2 presenta un esquema de cómo ocurre la lipogénesis de novo.

Fig. 2 Vía metabólica de la fructosa. Metabolismo de la fructosa cargada por su transportador GLUT2 del intestino hasta el hígado, donde se metaboliza y participa en el ciclo de Krebs, en condiciones de ingesta normal, o puede ser utilizada en la vía de la lipogénesis de novo, cuando es ingerida en exceso. 

Un estudio describió que la fructosa podría contribuir a la obesidad al estimular la proteína de unión al elemento receptor de esterol 1c (SREBP-1c) independiente de la insulina, que activa los genes involucrados en lipogénesis de novo (^{Matsuzaka et al., 2004}) y genera ácidos grasos para la producción de triglicéridos en el hígado. Se ha observado un aumento del triglicéridos en plasma en ayunas después de la ingesta excesiva de fructosa en la dieta en individuos sanos y en pacientes con Diabetes mellitus tipo 2 (DMT2) (^{Bantle et al., 2000}).

Efectos de la fructosa en el tejido adiposo. Es necesario aclarar que la ruta de utilización de la fructosa en el tejido adiposo es muy diferente de la del metabolismo hepático. La principal enzima de metabolización de la fructosa es la fructoquinasa (ketohexoquinasa, KHK), que utilizan ATP para tranformar la fructosa a fructosa-1-fosfato. Por lo tanto, el exceso de fructosa resultan en la rápida depleción intracelular de los niveles de ATP, activación de AMP deaminasa, y generación de ácido úrico. En los adipocitos debido a la falta de fructoquinasa, la fructosa se metaboliza por hexoquinasa a fructosa-6-fosfato, que puede promover la producción de glucocorticoides a través del estímulación de la actividad de 11 β - Hidroxisteroide deshidrogenasa tipo 1 (11- HSD1) (^{Legeza et al., 2017}).

El tejido adiposo presenta una menor sensibilidad a los efectos perjudiciales de los factores nutricionales, que otros tejidos (^{Kim et al., 2011}) Se sabe que la ingesta de fructosa es un potente modulador de la lipogénesis de novo ya que si se administra directamente al hígado en altas concentraciones aumenta la expresión de las enzimas implicadas en la lipogénesis, es un estimulador directo del factor de transcripción SREBP1-c que aumenta la expresión de genes lipogénicos (^{Softic et al., 2016}). Por otra parte, la susceptibilidad a las disfunciones que dependen de la composición de la dieta entre hombres y mujeres, no está bien investigada y los estudios experimentales del síndrome metabólico generalmente se realizan en animales machos. Se ha sugerido que la disfunción metabólica inducida por la fructosa podría estar relacionada con la acumulación de grasa abdominal, independiente de la obesidad general, en las mujeres (^{Pektas et al., 2015}). Algunos estudios respaldan que el estrógeno protege a las mujeres de los signos de alteraciones metabólicas inducidas por la dieta (^{Gómez-Pérez et al., 2008}; ^{Stubbins et al., 2012}).

Un estudio prospectivo reciente de 6 años, utilizó tomografía computarizada (TC) para examinar las asociaciones entre la ingesta de bebidas azucaradas y la cantidad y calidad del tejido adiposo abdominal. Un alto consumo de bebidas azucaradas se asoció con una mayor proporción de volumen adiposo subcutáneo y una disminución del tejido adiposo visceral. No se observaron cambios en el tejido adiposo abdominal visceral o subcutáneo en individuos que consumían bebidas dietéticas (^{Ma et al., 2016}).

Hasta la fecha, muy pocos estudios de intervención han investigado la relación entre el consumo de fructosa y la adiposidad en humanos. Un estudio evaluó los efectos relativos del consumo de glucosa y bebidas endulzadas con fructosa en personas obesas y con sobrepeso durante 10 semanas, lo que proporcionaba el 25 % de sus necesidades energéticas. Ambos grupos de estudio mostraron aumento de peso (1,4 % y 1,8 %, respectivamente) durante la intervención, los resultados mostraron que el consumo de fructosa aumentó la lipogénesis de novo, promoviendo específicamente la deposición de lípidos en el tejido adiposo blanco, produciendo dislipidemia, alteración de la remodelación de las lipoproteínas y disminución de la sensibilidad a la insulina (Stanhope et al.).

Hay evidencia en humanos de que la fructosa puede influir en la liberación de ácidos grasos no esterificados (NEFA) del tejido adiposo (^{Tappy et al., 1986}). Las bases mecánicas que sustentan estas observaciones siguen siendo investigadas, incluida la contribución de los efectos indirectos, como un aumento del flujo de lípidos desde el hígado. Sin embargo, es válido tener en cuenta que GLUT5, que facilita el transporte de fructosa a los tejidos (^{Douard & Ferraris, 2008}), se expresa fácilmente en el tejido adiposo de humanos lo que demuestra la capacidad de captación de fructosa (^{Shepherd et al., 1992}).

Resultados de estudios experimentales demostraron que la expansión masiva del tejido adiposo visceral registrada en ratas con dieta alta en fructosa resulta de la combinación de adipogénesis inicial acelerada e hipertrofia celular final (^{Zubiría et al., 2013}). Queda por determinar si la ingesta de fructosa (10 %) durante períodos más largos podría perpetuar ambos procesos, o si la hipertrofia celular sigue siendo responsable de una mayor expansión del tejido adiposo visceral, como se observa en la obesidad moderada o severa. Por otra parte, la dieta alta en fructosa produce activación del eje ACE/ AT1r tanto en el tejido adiposo como en el hígado, produciendo inflamación de estos tejidos (Magliano et al.)

CONCLUSIONES

La alimentación con alto contenido de fructosa añadida, puede causar varios efectos adversos, la fructosa estimula la lipogénesis de novo más que otras fuentes de carbohidratos. Sin embargo, no está claro si todos los efectos del exceso de consumo de la fructosa en la dieta, que se han observado en animales ocurren en humanos. Las dosis relativas de fructosa consumidas en experimentos con animales son mucho mayores que las que consumen los humanos diariamente. Entre las recomendaciones realizadas por la OMS, la de mayor evidencia aconseja reducir la ingesta de azúcares refinados (naturales o añadidos) a menos del 10 % de la ingesta calórica total en niños y adultos, con el fin de poder controlar los problemas de salud pública generados principalmente por el consumo excesivo de fructosa añadida en los alimentos.