השילוב המזיק של שומנים רב בלתי רווים עם גלוקוז גבוה בדם

sugar_pufa_posion

כפי שכתבתי בעבר על שילוב של שומן ופחמימה כאחד הגורמים שמוביל לתנגודת אינסולין נראה בפוסט שוב כיצד שילוב זה רעיל ובמיוחד כאשר התזונה עשירה בשמנים רב בלתי רווים (PUFAׂ) עם סוכר גבוה בדם מה שמדמה אנשים סוכרתיים שאוכלים תזונה מערבית ממוצעת שהיא עשירה בPUFA ובחומצה לינולאית בפרט [1, 2]. דבר זה מתחבר אל חשיבות איכות המזון מעבר להרכב המאקרו שלו (פחמימות, חלבון ושומן).

שילוב של שומנים רב בלתי רווים עם גלוקוז גבוה בדם גורם לנקרוזיס (מוות בלתי מבוקר של תאים) בלב

תיאור המחקר

מחקר [3] מציג בתחילתו שמטרתו הייתה להראות כיצד PUFA מגן מפני מחלות לב לעומת שומן רווי. זאת הייתה (ועדיין) התפיסה ששמנים מסוג PUFA הם בריאים יותר ללב.

Given its protective role against apoptosis, we hypothesized that dietary n-6 polyunsaturated fatty acid (PUFA) may well decrease the incidence of this mode of cardiac cell death after diabetes”

על מנת לבדוק את הטענה שPUFA גורם לפחות אפופטוזיס (מוות תאי מתוכנן בניגוד לנקרוזיס שזה מוות לא מבוקר) חילקו 4 עכברים ל4 קבוצות. ראשית חילקו את העברים לקבוצה שאוכלת תזונה גבוהה בPUFA כאשר הם קיבלו שמן חמניות 20% wt/wt שזה 40% מהסך הקלורי שלהם וקבוצה עם chow רגיל.

sugar_pufa_posion_03

לאחר 4 שבועות העכברים חולקו שוב כאשר השתמשו ברעל STZ כדי להרוג 50% מתאי הלבלב של העכברים וליצור אצלהם היפרגליקמיה. הורדת רמות האינסולין מתחת לרף מסויים בצורה מלאכותית ייגרום לגלוקונאוגנזה מוגברת ולכן להיפרגליקמיה. לאחר 4 ימים ממתן הSTZ בדקו את הלב של כל העכברים.

תיאור החלוקה לקבוצות:
– NC: תזונה נורמלית (chow) ללא סכרת (ללא STZ וללא היפרגליקמיה בסוף המחקר).
– ND: תזונה נורמלית (chow) עם סכרת (עם STZ והיפרגליקמיה בסוף המחקר).
– PC: תזונה עשירה PUFA ללא סכרת (ללא STZ וללא היפרגליקמיה בסוף המחקר).
– PD: תזונה עשירה PUFA עם סכרת (עם STZ והיפרגליקמיה בסוף המחקר).

sugar_pufa_posion_02

ניתן לראות שמדדו פרמטרים מטבוליים חשובים כמו לפטין, טריגליצרידים, אינסולין, חומצות שומן חופשיות (FFA) וגלוקוז ובנוסף את תכולת השומן בתאי הלב ספציפית.

תוצאות

מוות בתאי הלב ומטבוליזם

מבחינת מטרת המחקר של חקירת האפופטוזיס של תאי הלב אכן הPUFA הוריד את מקרי האפופטוזיס בעכברים הסוכרתיים כפי שניתן לראות בגרף:

sugar_pufa_posion_04

אך החוקרים בדקו גם כן את מקרי הנקרוזיס וכאן התמונה שונה, הPUFA עם הסכרת גרם למקרי נקרוזיס רבים יותר:

sugar_pufa_posion_05

מה שקרה כאן זה מעבר ממוות מבוקר של תאים (אפופטוזיס) למוות בלתי מבוקר (נקרוזיס) שזה אומר קריסה של התאים בלב. כן, PUFA מוריד את האפופטוזיס אך במחיר של נקרוזיס, במחיר גרוע בהרבה. אפופטוזיס הינו תהליך שקורה תמידית בגוף שלנו כחלק מהתחלופה של התאים, הבעיה היא כאשר תהליך זה יוצא משליטה ואנו מקבלים מוות בצורה של נקרוזיס.

מבחינת הכימיה של הדם ניתן לראות שקבוצת הPD (סוכרתיים עם PUFA) במצב מטבולי נוראי עם טריגליצרידים גבוהים, סוכר גבוה ותאי הלב שמלאים בשומן. פי שאנו יודעים שומן פנימי הוא גורם סיכון משמעותי למחלות לב ובעיות מטבוליות בפרט. נראה שPUFA כשלעצמו בכמויות גדולות גורם להצטברות של שומן באיברים הפנימיים.

“n-6 PUFA feeding induced a 6- to 7-fold increase in total cardiac free fatty acids and a 40- to 80-fold increase in total cardiac TG in the PC and PD groups and indicated a cardiac lipid overload in these animals”

נתון נוסף מעניין הוא קבוצת הPC שיש להם אינסולין גבוה וטריגליצרידים גבוהים שזה מצב של תנגדות אינסולין. זאת אומרת ששילוב רמות גבוהות של PUFA בתזונה גורם לתנגודת אינסולין, שילוב של שומן רע ופחמימה.

“Circulating TG were higher in the PC than in the NC group, and serum insulin was increased in the PC group (likely as a consequence of insulin resistance) compared with the NC group, but there was no overt hyperglycemia in the PC group”

נזק למיטוכונדריה

במחקר זה נעשתה עבודה מדהימה על איפיון וחקירת המיטוכונדריות של התאים. התוצאות מראות ירידה בGSH ועלייה בGSSG שזה אומר ירידה ביכולת של התא להתמודד עם עומס מחמצן (אני מפרט יותר לעומק על מולקולות אלה בגלוטתיון ותנגודת אינסולין). ירידה בGSH ושינוי היחס GSH/GSSG אומר בפועל שהתא קורס תחת עומס מחמצן, יש עודף של ROS (רדיקלים חופשיים) שהתא אינו מצליח להתמודד איתם כראוי מה שמוביל להרס המיטוכונדירה ומוות התא (נרקוזיס).

“Factors such as GSH levels, which dictate the redox environment of the cell and also the mode of cell death (11), were also measured. PUFA feeding was associated with a significant decrease in GSH. Interestingly, diabetes for 4 days in normal chow-fed rat hearts could not decrease cardiac GSH, whereas superimposition of diabetes in PUFA-fed animals led to a further decrease in cardiac GSH levels

sugar_pufa_posion_06

בדקתי נוספת שנעשתה למיטוכונדריה היא תכולת Cardiolipin שלו. Cardiolipin הינה ממברנה שמתווכת מעבר אלקטרונים בתוך המיטוכונדריה המורכבת מחומצות שומן. שינוי הרכב הCardiolipin על ידי חומצות שומן מסוגים שונים יכול לפגוע בתפקוד שלה ולגרום לתת תפקוד של המיטוכונדריה. כתבתי בעבר בפוסט מעבר לאינסולין מחשבות על מיטוכונדריה על הנזקים שPUFA עושה לCardiolipin. כעת מחקר זה מציג זאת שוב ואת הרמות הנמוכות להפליא של הCardiolipin אצל העכברים שאכלו PUFA.

“Diabetes in animals fed normal chow and high-fat diets did not alter cardiolipin levels compared with the respective controls (Fig. 5, top). n-6 PUFA feeding induced a profound loss of cardiac cardiolipin levels”

sugar_pufa_posion_07

כאשר בודקים את בריאות המיטוכונדריה על ידי היכולת שלה לשרוף אנרגיה משומן או מגלוקוז נראה שקבוצת הPD אינה מסוגלת לנצל יותר גלוקוז. במיטוכונדריה ניצול גלוקוז לאנרגיה דרך NADH מתרחש בעיקר בחלק של complex I כאשר אזור זה הוא גם האזור של יצירת ROS במיטוכונדריה. נראה שcomplex I נהרס בצורה כזאת שהמיטוכונדריה אינה מסוגלת לנצל עוד גלוקוז לאנרגיה, עודף הROS בתא השבית חלקים שלמים במיטוכונדריה.

“Interestingly, in the PD group, although glucose oxidation dropped further compared with the ND and PC groups, palmitate oxidation remained unchanged. To meet the energy demand at high afterload (135 mmHg), all except the PD group increased their glucose oxidation

sugar_pufa_posion_08

ניתן לראות כיצד בלחצים גבוהים (צריכה מוגבת של אנרגיה) העכברים בקבוצה של הPD מייצרים פחות אנרגיה ואינם עומדים בדרישות האנרגטיות של התא, זה קריסה של הלב.

“In our study, n-6 PUFA feeding substantially increased cardiac fatty acid in the PC and PD groups, but only PD hearts demonstrated a considerable increase in lipid droplets. Given that fatty acid oxidation is likely operating at a maximum in PC hearts, the excess circulating fatty acids in PD hearts are likely channeled toward TG synthesis and could explain the increase in lipid droplets in these hearts”

sugar_pufa_posion_09

סיכום ומסקנות

צריכה מוגברת של PUFA מקושרת לבעיות מטבוליות רבות כולל סרטן [4-7]. בישראל נעשה מחקר על ה”פרדוקס” בחברה הישראלית כאשר למרות שיש לנו צריכת PUFA גבוהה יותר משאר העולם אנו חולים ביותר מחלות לב [8]. זה מוצג כפרדוקס משום שהתפיסה היא שPUFA מוגן על הלב וצריכה מוגברת שלו על חשבון שומן רווי אמור להוריד את מקרי מחלות הלב.

אחד מתוצרי הפירוק של PUFA הוא רדיקל הנקרא 4-HNE שברמות גבוהות גורם לנזקים בתא כמו שאר סוגי הROS. הנזק המיוחד בHNE זה שהוא יכול לעבור את הממברנה של המיטוכונדריה ולהגיע לכל מקום בתא כולל הDNA ובכך לגרום למוות תאי ולנזקים קשים בתא. PUFA רגישה לפירוק ולתוצרי לוואי הרעילים האלה יותר מאשר שומן חד בלתי רווי או שומן רווי וזאת בשל המבנה הכימי שלה שבו יש קשרים כפולים במקום נוח להתקפה על ידי מולקולות אחרות. שילוב של גלוקוז וPUFA גורם לחמצון מהיר יותר של הPUFA כך שככל שריכוזי הPUFA והגלוקוז גבוהים יותר נקבל נזק גדול יותר בגוף. מצב זה של PUFA גבוה עם גלוקוז גבוה זה הוא המצב המאפיין תנגודת אינסולין בחברה המערבית. יש לשים לב שלא הנזק של הROS גרם לנזקים לתאים אלא גם הצטברות השומן סביב הלב ועלייה בתכולת הטריגליצרידים שלו גם כן, הורדת כמות השומן הפנימי היא בעלת חשיבות מטבולית. מעניין יהיה לראות מחקר בו יש PUFA גבוה עם סוכר גבוה אך מורידים את רמות הליפידים באיברים הפנימיים.

ההבנה שריכוזים גבוהים של PUFA מזיקים צריכה להיות מיושמת באוכלוסיה. יש לשים לב שאני אומר ריכוזים גבוהים של PUFA, אין בכוונתי להגיד שPUFA כשלעצמו הוא רע. ישנם חומצות שומן חיוניות לגוף תחת הקטגוריה של PUFA והוא נמצא באופן טבעי בכל המאכלים מהחי. הכוונה כאן היא צריכה מרוכזת של PUFA דרך שמני זרעים תעשייתים. כפי שכתבתי בתחלית הפוסט ישנה מגמה של צריכה מוגברת של PUFA באוכולוסיה המערבית במונחים של פי 1000 ב100 השנים האחרונות [1].

יש להמנע לחלוטין משמנים תעשייתים אלה

ניתן לקרוא עוד סקירה על מחקר זה בבלוג של Tucker Goodrich (קישור).

מקורות

[1] – Increase in Adipose Tissue Linoleic Acid of US Adults in the Last Half Century, Stephan J Guyenet, 2015. link.

[2] – Changes in consumption of omega-3 and omega-6 fatty acids in the United States during the 20th century, Tanya L Blasbalg, 2011. link.

[3] – Brief episode of STZ-induced hyperglycemia produces cardiac abnormalities in rats fed a diet rich in n-6 PUFA, Sanjoy Ghosh, 2004. link.

[4] – Migration Patterns and Breast Cancer Risk in Asian-American Women, Regina G. Ziegler, 1993. link.

[5] – Omega-6 vegetable oils as a driver of coronary heart disease: the oxidized linoleic acid hypothesis, James J DiNicolantonio, 2018. link.

[6] – Effect of a 6-Month Intervention with Cooking Oils Containing a High Concentration of Monounsaturated Fatty Acids (Olive and Canola Oils) Compared with Control Oil in Male Asian Indians with Nonalcoholic Fatty Liver Disease, Priyanka Nigam, 2014. link.

[7]  – Association between cooking oil fume exposure and lung cancer among Chinese nonsmoking women: a meta-analysis, Yingbo Xue, 2018. link.

[8]  – Diet and disease–the Israeli paradox: possible dangers of a high omega-6 polyunsaturated fatty acid diet, Yam D, 1996. link.

Facebook Comments

2 thoughts on “השילוב המזיק של שומנים רב בלתי רווים עם גלוקוז גבוה בדם”

  1. חומצות שומן רב בלתי רוויות הן חיוניות לגוף, ומקורן במזון שכן הגוף לא יכול לייצר אותם.
    האם סוכרתיים מנועים לפיכך מלצרוך אותם? ויותר ספציפית, האם סוכרתיים מנועים מלצרוך טחינה, טונה, אגוזי ,מלך ופטל שחור, כולם מזונות עתירי שומן רב בלתי רווי
    כל המזנונות האלה “מככבות” ברשימת המזונות הממולצים בדיאטה הקטוגנית
    אודה על תשובתך

    1. היי מאיר, תקרא בבקשה את הפסקה האחרונה. כמו שכתבתי:
      “בנה שריכוזים גבוהים של PUFA מזיקים צריכה להיות מיושמת באוכלוסיה. יש לשים לב שאני אומר ריכוזים גבוהים של PUFA, אין בכוונתי להגיד שPUFA כשלעצמו הוא רע. ישנם חומצות שומן חיוניות לגוף תחת הקטגוריה של PUFA והוא נמצא באופן טבעי בכל המאכלים מהחי. הכוונה כאן היא צריכה מרוכזת של PUFA דרך שמני זרעים תעשייתים. כפי שכתבתי בתחלית הפוסט ישנה מגמה של צריכה מוגברת של PUFA באוכולוסיה המערבית במונחים של פי 1000 ב100 השנים האחרונות”
      מזונות המכילים באופן טבעי PUFA הם בסדר, הבעיה היא בצריכה מזוקקת שלהם.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.