Авторы: Cristiana Caliceti, Donato Calabria, Aldo Roda, Arrigo F.G. Cicero.
PMC Национальная Медицинская библиотека США
Журнал Nutrients. Апрель 2017; 9 (4): 395.
Опубликовано в сети 18 апреля 2017 г.
Doi: 10.3390 / nu9040395
Аннотация
Существует прямая связь между потреблением фруктозы и уровнями мочевой кислоты в сыворотке, которая является конечным продуктом пуринового метаболизма. Недавние доклинические и клинические данные свидетельствуют о том, что хроническая гиперурикемия является независимым фактором риска для гипертонии, метаболического синдрома и сердечно-сосудистых заболеваний. Вероятно, это также независимый фактор риска для хронического заболевания почек, диабета 2 типа и снижения когнитивных функций. Эти взаимосвязи наблюдались для высоких уровней мочевой кислоты в сыворотке (> 5,5 мг/дл у женщин и > 6 мг/дл у мужчин), а также для нормальных и высоких уровней мочевой кислоты в сыворотке (5–6 мг / дл). В связи с этим уровень мочевой кислоты в крови намного выше в промышленно развитых странах, чем в остальном мире. Ингибиторы ксантиноксидазы могут понижать уровень мочевой кислоты и, по-видимому, минимизировать её негативное влияние на здоровье сосудов. Другие диетические и патофизиологические факторы также связаны с производством мочевой кислоты. Тем не менее, роль мочевой кислоты, вызванной фруктозой, в патогенезе кардиометаболических нарушений еще полностью не выяснена. Здесь мы анализируем недавние исследования в области биохимии производства мочевой кислоты, взаимосвязи между потреблением фруктозы и продукцией мочевой кислоты, и как эта связь коррелирует с кардиометаболическими нарушениями.
Ключевые слова: фруктоза, мочевая кислота, кардиометаболические нарушения, ксантиноксидаза, патофизиология, эпидемиология.
Введение
Мочевая кислота является конечным продуктом метаболизма пуринов. Это хорошо известный фактор риска подагры [1]. Более того, все больше фактов свидетельствует о том, что высокий уровень мочевой кислоты в сыворотке является также биомаркером заболеваемости и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [2].
Рост заболеваемости подагрой среди богатых людей в 18 и 19 веках был обусловлен главным образом высоким потреблением пуринсодержащего мяса. Тем не менее, уровни мочевой кислоты повышаются и в 21-м веке, со средними уровнями > 5,5 мг/дл у женщин и > 6,0 мг/дл у мужчин [3]. Частично это можно объяснить значительным увеличением добавок сахаров в западной диете, особенно фруктозы [4, 5, 6]. Соответственно, уровень сахара в крови выше в западных странах, чем в остальном мире. В незападных странах гиперурикемия встречается относительно редко в сельских общинах. Тем не менее, наблюдается рост миграции из сельских районов в города или сообщества, где преобладает западная диета, а гиперурикемия более распространена [7].
Недавние исследования показывают, что гиперурикемия может быть вызвана повышенной активностью фермента ксантиноксидазы (XO) [8]. Таким образом, ингибиторы ксантиноксидазы (XOI) были предложены в качестве стратегии для снижения мочевой кислоты и окислительного стресса. Оба являются факторами риска развития подагры, хронической болезни почек (ХБП), сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), ожирения, инсулинорезистентности и метаболического синдрома. Люди и человекообразные обезьяны производят мочевую кислоту посредством ксантиноксидазы-катализируемого окисления пуринов. В отличие от других млекопитающих, люди и человекообразные обезьяны не могут синтезировать фермент уриказу (уратоксидазу) и поэтому не могут метаболизировать мочевую кислоту до аллантоина. В результате, концентрация мочевой кислоты в крови у людей и приматов, по крайней мере, в 10 раз выше, чем у других млекопитающих, с последующим риском развития гиперурикемии [9].
Высокие уровни мочевой кислоты способствуют образованию жировой ткани, которая изначально была эволюционным преимуществом для людей [7]. Однако в настоящее время избыток жировой ткани считается предрасполагающим фактором инсулинорезистентности, ожирения и гипертонии [10]. Такое избыточное накопление жира может быть связано с повышенным потреблением обогащенной фруктозой пищи и напитков, что повышает уровень мочевой кислоты в сыворотке [11]. Действительно, некоторые клинические исследования показали, что введение аллопуринола, конкурентного антагониста ксантиноксидазы, может значительно улучшить функцию эндотелия и циркулирующие маркеры окислительного стресса у пациентов с сердечно-сосудистым заболеванием или с риском его развития [12].
Здесь мы рассмотрим наиболее важные открытия в этой области, сосредоточив внимание на (i) роль мочевой кислоты в кардиометаболических расстройствах; и (ii) связь между потреблением фруктозы, высоким уровнем мочевой кислоты в крови и ассоциированными расстройствами, особенно сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Стратегия поиска (методы)
Мы провели поиск литературы по различным научным базам данных (включая Scopus, Google Scholar, PubMed и Web of Science) для рецензируемых исследований, посвященных ксантиноксидазе, гиперурикемии, фруктозе и ССЗ. Стратегия поиска была разработана для извлечения исследований, опубликованных на английском языке, с момента создания журнала до 2016 года. Мы использовали оценочную структуру для определения качества базовых исследований, прогностических исследований и методологических соображений при анализе и публикации наблюдательных исследований. Подбор, отбор исследований и извлечение данных были предприняты тремя независимыми авторами. Разногласия были разрешены путем обсуждения и, при необходимости, четвертого независимого автора. Мы оценили клиническую и методологическую гетерогенность всех исследований и, где это возможно, включали мета-анализы всякий раз, когда они проводились.
Выводы
Таким образом, конкретная причинно-следственная связь между потреблением фруктозы, гиперурикемии и ССЗ еще не установлена. Существует связь между мочевой кислотой и установленными факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний, и существует предел того, насколько популяционные исследования могут корректироваться с учетом смешанных переменных. Таким образом, пока невозможно сделать вывод о том, что потребление фруктозы является основным фактором повышения мочевой кислоты в крови и что это отрицательно влияет на здоровье сосудов. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы доказать или исключить причинную корреляцию между потреблением фруктозы, производством мочевой кислоты и нарушением обмена веществ. Это позволило бы исследователям лучше понять, какие пациенты получат наибольшую профилактическую выгоду от снижения уровня мочевой кислоты при использовании диеты и/или ингибиторов ксантиноксидазы.
Недавние соответствующие клинические исследования были направлены на то, чтобы проверить, может ли ингибирование ксантиноксидазы принести пользу пациентам с высоким уровнем циркулирующей мочевой кислоты, уделяя особое внимание ингибитору ксантиноксидазы аллопуринолу и его активному метаболиту оксипуринолу. Аллопуринол оказал благотворное влияние на артериальное давление у подростков с недавно диагностированной эссенциальной гипертензией [89], а также у пациентов с сердечной недостаточностью, ишемической болезнью сердца и инсультом [115]. Таким образом, аллопуринол может улучшить эндотелиальную функцию и эндотелий-зависимую вазодилатацию у пациентов с хронической сердечной недостаточностью [18].
Также было показано, что ингибирование ксантиноксидазы улучшает ряд суррогатных маркеров у пациентов с гиперурикемией и ССЗ [9]. Wu и коллеги продемонстрировали, что высокий уровень мочевой кислоты в крови может быть независимым предиктором смертности у пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью [116]. Baldus с коллегами показали, что оксипуринол улучшает сократительную способность миокарда у пациентов с ишемической кардиомиопатией [117]. Он также улучшает эндотелиальную дисфункцию коронарных сосудов у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) [74]. Та же самая группа показала, что без ингибирования ксантиноксидазы снижение мочевой кислоты с помощью урикозурического лечения (с бензбромароном) не оказывает положительного влияния на пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) [118]. Эти данные свидетельствуют о том, что именно активность повышенной регуляции ксантиноксидазы, а не повышение мочевой кислоты, участвует в нарушении гемодинамики при ХСН. Тем не менее, другие исследования показывают, что повышенные уровни мочевой кислоты в сыворотке крови могут быть маркером риска развития сердечно-сосудистых заболеваний [119, 120]. Поэтому научному сообществу необходимо уточнить роль активности ксантиноксидазы при сердечно-сосудистых заболеваниях, чтобы можно было правильно оценить введение природных или синтетических ингибиторов ксантиноксидазы в качестве терапевтических средств при сердечно-сосудистых заболеваниях [121, 122].
Важной проблемой для рассмотрения является биодоступность ингибиторов ксантиноксидазы, особенно способность пересекать клеточные плазматические мембраны. Чтобы решить эту проблему, члены нашей группы недавно разработали клеточный биосенсор, который измеряет только активность внутриклеточной ксантиноксидазы и её ингибирование лекарственными средствами, проникающими через клеточные мембраны [123]. Научное сообщество должно сосредоточиться на биоаналитических методах для непосредственного мониторинга активности ксантиноксидазы и производства мочевой кислоты. Они будут полезными инструментами для прогнозирования потенциальных эффектов новых ингибиторов ксантиноксидазы, которые могут быть использованы для лечения гиперурикемии, связанной с кардиометаболическими нарушениями.
Литература
1. Замудио-Куэвас Ю., Эрнандес-Диаз С., Пинеда С., Регинато А.М., Черна-Кортес Дж.Ф., Вентура-Риос Л., Лопес-Рейес А. Молекулярная основа окислительного стресса при подагрической артропатии. Clin. Rheumatol. 2015; 34 : 1667–1672. doi: 10.1007 / s10067-015-2933-й. [ PubMed ] [ CrossRef ] [ Google Scholar ]
2. Стэк А.Г., Хэнли А., Кассерли Л.Ф., Кронин С.Дж., Абдалла А.А., Кирнан Т.Дж., Мурти Б.В., Хегарти А., Ханниган А., Нгуен Х.Т. Независимые и совместные ассоциации подагры и гиперурикемии с общей и сердечно-сосудистой смертностью. QJM. 2013; 106 : 647–658. doi: 10.1093 / qjmed / hct083. [ PubMed ] [ CrossRef ] [ Google Scholar ]
3. Суй X., Черч Т.С., Меривезер Р.А., Лобело Ф., Блэр С.Н. Мочевая кислота и развитие метаболического синдрома у женщин и мужчин. Метаболизм. 2008; 57 : 845–852. doi: 10.1016 / j.metabol.2008.01.030. [ PMC бесплатная статья ] [ PubMed ] [ CrossRef ] [ Google Scholar ]
4. Накагава Т., Ху Х., Жариков С., Таттл К.Р., Шорт Р.А., Глушакова О., Оуянг Х., Фейг Д.И., Блок Э.Р., Херрера-Акоста Дж. И др. Причинная роль мочевой кислоты при фруктозо-индуцированном метаболическом синдроме. Am. J. Physiol. Почечная. Physiol. 2006; 290 : F625 – F631. doi: 10.1152 / ajprenal.00140.2005. [ PubMed ] [ CrossRef ] [ Google Scholar ]
5. Gersch MS, Mu W., Cirillo P., Reungjui S., Zhang L., Roncal C., Sautin YY, Johnson RJ, Nakagawa T. Фруктоза, нонедекстроза, ускоряетпрогрессированиехроническогозаболеванияпочек. Am. J. Physiol. Почечная. Physiol. 2007; 293 : F1256-F1261. doi: 10.1152 / ajprenal.00181.2007. [ PubMed ] [ CrossRef ] [ Google Scholar ]
6. Джонсон Р.Дж., Сегал М.С., Саутин Ю., Накагава Т., Фейг Д.И., Канг Д.Х., Герш М.С., Беннер С., Санчес-Лозада Л.Г. Потенциальнаярольсахара(фруктозы) вэпидемиигипертонии, ожиренияиметаболизмасиндром, диабет, заболеванияпочекисердечно-сосудистыезаболевания. Am. J. Clin. Nutr. 2007; 86 : 899–906. [ PubMed ] [ Google Scholar ]
7. Джонсон Р. Дж., Титт С., КейдДж. Р., РидоутБ. А., ОливерВ. Дж. Мочевая кислота, эволюция и первобытные культуры. Семин. Nephrol. 2005; 25 : 3–8. doi: 10.1016 / j.semnephrol.2004.09.002. [ PubMed ] [ CrossRef ] [ Google Scholar ]
8. Борги С. Роль мочевой кислоты в развитии сердечно-сосудистых заболеваний. Тек. Med. ОПИН. 2015; 31 (Дополн. S2): 1–2. doi: 10.1185 / 03007995.2015.1087985. [ PubMed ] [ CrossRef ] [ Google Scholar ]
9. Ивама М., Кондо Ю., Шимокадо К., Маруяма Н., Ишигами А. Уровни мочевой кислоты в тканях и плазме мышей при старении. Biol. Pharm. Bull. 2012; 35 : 1367–1370. doi: 10.1248 / bpb.b12-00198. [ PubMed ] [ CrossRef ] [ Google Scholar ]
10. Джонсон Р.Дж., Эндрюс П., Беннер С.А., Оливер В., Теодор Э. Вудворд. Эволюция ожирения: взгляд из середины миоцена. СделкаAm. Clin. Climatol. Доц. 2010; 121 : 295–305. [ PMC бесплатнаястатья] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
References
1. Zamudio-Cuevas Y., Hernandez-Diaz C., Pineda C., Reginato A.M., Cerna-Cortes J.F., Ventura-Rios L., Lopez-Reyes A. Molecular basis of oxidative stress in gouty arthropathy. Clin. Rheumatol. 2015;34:1667–1672. doi: 10.1007/s10067-015-2933-y. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
2. Stack A.G., Hanley A., Casserly L.F., Cronin C.J., Abdalla A.A., Kiernan T.J., Murthy B.V., Hegarty A., Hannigan A., Nguyen H.T. Independent and conjoint associations of gout and hyperuricaemia with total and cardiovascular mortality. QJM. 2013;106:647–658. doi: 10.1093/qjmed/hct083. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
3. Sui X., Church T.S., Meriwether R.A., Lobelo F., Blair S.N. Uric acid and the development of metabolic syndrome in women and men. Metabolism. 2008;57:845–852. doi: 10.1016/j.metabol.2008.01.030. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
4. Nakagawa T., Hu H., Zharikov S., Tuttle K.R., Short R.A., Glushakova O., Ouyang X., Feig D.I., Block E.R., Herrera-Acosta J., et al. A causal role for uric acid in fructose-induced metabolic syndrome. Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 2006;290:F625–F631. doi: 10.1152/ajprenal.00140.2005. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
5. Gersch M.S., Mu W., Cirillo P., Reungjui S., Zhang L., Roncal C., Sautin Y.Y., Johnson R.J., Nakagawa T. Fructose, but not dextrose, accelerates the progression of chronic kidney disease. Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 2007;293:F1256–F1261. doi: 10.1152/ajprenal.00181.2007. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
6. Johnson R.J., Segal M.S., Sautin Y., Nakagawa T., Feig D.I., Kang D.H., Gersch M.S., Benner S., Sanchez-Lozada L.G. Potential role of sugar (fructose) in the epidemic of hypertension, obesity and the metabolic syndrome, diabetes, kidney disease, and cardiovascular disease. Am. J. Clin. Nutr. 2007;86:899–906. [PubMed] [Google Scholar]
7. Johnson R.J., Titte S., Cade J.R., Rideout B.A., Oliver W.J. Uric acid, evolution and primitive cultures. Semin. Nephrol. 2005;25:3–8. doi: 10.1016/j.semnephrol.2004.09.002. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
8. Borghi C. The role of uric acid in the development of cardiovascular disease. Curr. Med. Res. Opin. 2015;31(Suppl. S2):1–2. doi: 10.1185/03007995.2015.1087985. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
9. Iwama M., Kondo Y., Shimokado K., Maruyama N., Ishigami A. Uric acid levels in tissues and plasma of mice during aging. Biol. Pharm. Bull. 2012;35:1367–1370. doi: 10.1248/bpb.b12-00198. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
10. Johnson R.J., Andrews P., Benner S.A., Oliver W., Theodore E. Woodward award. The evolution of obesity: Insights from the mid-Miocene. Trans. Am. Clin. Climatol. Assoc. 2010;121:295–305. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
Интернет-источник: www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5409734/
Оригинальная статья: «Fructose Intake, Serum Uric Acid, and Cardiometabolic Disorders: A Critical Review»
Примечание: Представлен перевод сжатой версии статьи.
Перевод с английского: Т.В. Хупченко