Znajdź zawartość

Komórki beta wysp trzustki wykorzystują do wykrycia fruktozy receptory smaku. W odpowiedzi wydzielają insulinę. Jak widać, glukoza nie jest jedynym cukrem, który wywołuje sekrecję insuliny. To ważne odkrycie, ponieważ posiłki są zwykle mieszanką różnych rodzajów cukru. Teraz pozostaje sprawdzić, czy fruktoza jest dobra, czy zła dla komórek beta i ludzkiego metabolizmu - wyjaśnia dr Björn Tyrberg z Sanford-Burnham Medical Research Institute. Badając ludzkie i mysie komórki trzustki, zespół zauważył, że działając równocześnie z glukozą, fruktoza nasila wydzielanie insuliny. Naukowcy prowadzili eksperymenty na komórkach zmodyfikowanych genetycznie w taki sposób, by nie występował w nich receptor smaku. W takiej sytuacji fruktoza nie pobudzała sekrecji insuliny. Amerykanie podejrzewają, że nowo odkryte receptory z komórek beta odgrywają jakąś rolę w zaburzeniach metabolicznych, np. cukrzycy i otyłości. Obecnie staramy się zrozumieć, w jaki sposób regulowane są receptory smaku komórek beta i jak ich ekspresja różni się w populacjach osób zdrowych i chorych - podsumowuje główny autor studium, dr George Kyriazis.

Wynikiem zbyt wysokiego poziomu glukozy we krwi mogą być nie tylko retinopatia czy nefropatia cukrzycowa. Badacze z Warwick Medical School odkryli, że w organizmie chorego tworzy się coś w rodzaju powłoki cukrowej, która blokuje mechanizmy wykorzystywane przez układ odpornościowy do wykrywania oraz zwalczania zarówno infekcji bakteryjnych, jak i grzybiczych. W przebiegu cukrzycy pacjenci są bardziej narażeni na przewlekłe zakażenia grzybami i bakteriami, lecz dotąd nie bardzo wiedziano, czemu się tak dzieje. Teraz zespół Daniela Mitchella ustalił, że wyspecjalizowane receptory, które rozpoznają cząsteczki związane z bakteriami i grzybami, stają się przy wysokich stężeniach glukozy "ślepe". Akademicy sądzą, że dzięki ich odkryciom uda się również wyjaśnić, czemu diabetycy są w większym stopniu niż reszta społeczeństwa zagrożeni infekcjami wirusowymi, w tym grypą, i chorobami o podłożu zapalnym, np. chorobami sercowo-naczyniowymi. Brytyjczycy analizowali podobieństwa w budowie chemicznej glukozy z krwi i innych płynów ustrojowych oraz dwóch innych cukrów – mannozy i fruktozy – występujących na powierzchni bakterii oraz grzybów. W ludzkim organizmie wyewoluowały receptory, które wykrywają i wiążą te monosacharydy, by zwalczyć zakażenie (zjawisko to stanowi część tzw. lektynowej drogi aktywacji układu dopełniacza, czyli zespołu białek osocza spełniającego ważną rolę w nieswoistej odpowiedzi immunologicznej). Przy wysokich stężeniach glukoza wygrywa rywalizację z mannozą i fruktozą, dlatego receptory nie wykrywają patogenów. Poza tym glukoza ulega takiemu związaniu, że blokuje procesy chemiczne, które w zwykłych okolicznościach pozwalają organizmowi bronić się przed obcymi. Oto kilka przykładów. Zasygnalizowane zjawisko hamuje m.in. działanie systemu receptorów zwanych lektynami typu C, np. lektyny wiążącej mannozę (ang. mannose binding lectin, MBL). Lektyny typu C są receptorami rozpoznającymi wzorce (PRR, pattern recognition receptors), wiążącymi sekwencje wodorowęglanowe pochodzenia drobnoustrojowego. W odróżnieniu od glukozy, mannoza nie występuje we krwi ssaków w stanie wolnym. Gdy MBL nie działa prawidłowo, organizm staje się bardziej narażony na przewlekłe choroby zapalne. Dzieje się tak, ponieważ MBL bierze udział usuwaniu komórek apoptycznych, czyli popełniających planowe samobójstwo. Poza MBL, wysokie stężenie glukozy oddziałuje na będące lektynami typu C receptory specyficzne dla komórek dendrytycznych DC-SIGN, które rozpoznają mannozę, ale i obecne na neutrofilach glikany. Receptory tego typu występują w kluczowych elementach układu krwionośnego, np. w osoczu, monocytach, płytkach czy komórkach śródbłonka, dlatego zablokowanie działania tych cząsteczek może się przyczyniać do cukrzycowych powikłań obejmujących siatkówkę i naczynia.

Wpływ zjedzenia miodu na poziom cukru we krwi jest taki sam, bez względu na jego źródło. Dr. Mark Kern oraz Jennifer Ilana Ischayek zauważają, że miody z bawełny, tupelo (drzewa liściastego rosnącego na podmokłych terenach Azji i Ameryki Północnej), gryki czy koniczyny mają ten sam indeks glikemiczny. Indeks glikemiczny pozwala uszeregować pokarmy według tego, jak szybko po ich spożyciu wzrasta stężenie glukozy we krwi. Bogate w węglowodany, a zawierające niewiele włókien produkty, takie jak biały chleb lub banany, mają wysoki indeks glikemiczny, podczas gdy pokarmy zawierające dużo włókien i cukrów złożonych (wielocukrów), np. warzywa, mają niski indeks glikemiczny (IG). Istnieją dowody na to, że charakterystyczny dla danego miodu stosunek fruktozy do glukozy, a także "kwiatowe źródło" mogą wpływać na jego IG — piszą w sierpniowym wydaniu Journal of the American Dietetic Association Kern i Ischayek. Aby to zbadać, naukowcy z Uniwersytetu Stanowego San Diego określali poziom cukru we krwi 12 zdrowych dorosłych przed i po zjedzeniu jednego z 4 miodów wyprodukowanych w USA. Eksperyment był finansowany przez National Honey Board. Nie odnotowano istotnych statystycznie różnic w indeksie glikemicznym tych 4 miodów, a proporcja fruktoza:glukoza także nie miała związku z IG. Mimo wszystko jednak, zauważają badacze, miody mają przewagę nad innymi substancjami słodzącymi, takim jak rafinowany cukier. Ciemny miód jest bogaty w antyoksydanty, inne zawierają korzystne dla zdrowia bakterie. Ponieważ miód korzystnie wpływa na zdrowie, a wywołuje taką samą odpowiedź glikemiczną, warto zastanowić się nad zastąpieniem cukru miodem — konkludują naukowcy.

Upijać się mogą nie tylko ludzie, ale i zwierzęta, np. słonie czy nietoperze po spożyciu sfermentowanych owoców. Poruszanie się po stałym lądzie czy w powietrzu w takim stanie jest niebezpieczne, dlatego tak istotne są sposoby neutralizowania skutków intoksykacji. Naukowcy odkryli, że nietoperze zjadają np. w tym celu określone cukry owocowe. Nietoperze stanowią ¼ wszystkich gatunków ssaków. Wśród nich jedna trzecia żywi się sokami owocowymi i nektarem kwiatowym. Podczas dojrzewania wiele owoców, np. figi, kiwi czy daktyle, akumuluje etanol. Rudawka nilowa (Rousettus aegyptiacus), 15-cm nietoperz zamieszkujący Afrykę Północną, Cypr i Bliski Wschód, upodobał sobie właśnie te najbardziej dojrzałe. Niestety, dla nietoperzy nawet 1% dawka alkoholu jest trująca, a po mniejszych stają się bezbronne (drapieżnik je z łatwością upoluje) i mimo zdolności echolokacji nie potrafią omijać przeszkód. Przeprowadzono niewiele badań na temat wpływu etanolu na dzikie zwierzęta — opowiada Francisco Sanchez, biolog z Uniwersytetu Ben-Guriona w Beer Szewie. Ponieważ w przeszłości twierdzono, że fruktoza pomaga organizmowi rozkładać etanol, zespół Izraelczyków podawał rudawkom nilowym w płynnych posiłkach minimalne ilości alkoholu i jeden z 3 cukrów: a) fruktozę, b) glukozę lub c) sacharozę. Po zbadaniu zawartości alkoholu w wydychanym powietrzu okazało się, że najszybciej spadał on u zwierząt, którym zaaplikowano fruktozę. Gdy zwiększano ilość alkoholu, latające ssaki wolały pokarmy bogate we fruktozę od jedzenia z glukozą. Co dziwne, mimo że sacharoza nie pomagała zwalczyć skutków upojenia tak dobrze jak fruktoza, nietoperze wolały pokarmy zawierający sacharozę od produktów z glukozą lub fruktozą. I to bez względu na to, czy wcześniej spożyły alkohol, czy nie. Być może nietoperzom jedne cukry smakują bardziej od innych. Postrzeganie słodyczy-goryczy może się różnić w zależności od rodzaju cukru i ilości spożytego alkoholu. Kombinacja sacharozy z etanolem smakuje zapewne lepiej niż etanolu z fruktozą albo z glukozą.

Na łamach pisma Nature naukowcy udowadniają, że z cukru owocowego, fruktozy, można wyprodukować paliwo o niskiej zawartości węgla, które będzie dużo wydajniejsze od etanolu. Krytycy twierdzą, że korzystanie z biopaliw wywindowałoby ceny żywności. Rolnicy "przestawiliby się" bowiem na uprawę głównie roślin energetycznych, czyli np. kukurydzy czy palm. Na Starym i Nowym Kontynencie rządy uznały natomiast biopaliwa za doskonały sposób ograniczenia emisji dwutlenku węgla i uniezależnienia się od dostaw ropy z krajów arabskich. Naukowcy z University of Wisconsin-Madison stwierdzili obecnie, że fruktozę da się przekształcić w dimetylofuran, paliwo o 40% bardziej energetyczne od etanolu, które w dodatku tak łatwo nie paruje. Badacze podkreślają, że fruktozę można uzyskiwać bezpośrednio z owoców lub z glukozy. Fruktoza i glukoza są izomerami strukturalnymi. Oznacza to, że ich wzór sumaryczny jest taki sam (C6H12O6), różnią się natomiast ustawieniem atomów w cząsteczce. Aby ocenić wpływ nowego biopaliwa na środowisko, trzeba przeprowadzić dalsze badania.

Chińscy naukowcy odkryli sposób na obniżenie zawartości rakotwórczego akrylamidu w smażonych i pieczonych potrawach. Przed przyrządzaniem należy zanurzyć składniki w wyciągu z bambusa. Około 5 lat temu szwedzcy badacze zauważyli, że kuchenna obróbka termiczna uruchamia jedną lub więcej reakcji chemicznych, w wyniku których tworzy się właśnie akrylamid. Związek ten można znaleźć w wielu produktach, m.in. w chlebie, krakersach, płatkach śniadaniowych, ciasteczkach czy frytkach. Przed odkryciem Szwedów akrylamid znano jedynie jako syntetyczną substancję, używaną do oczyszczania wody i produkcji plastikowych opakowań. Skąd się bierze akrylamid znajdowany w smażonych pokarmach? Chemicy tłumaczą, że zachodzi reakcja między asparginą (aminokwasem; Asn) a prostymi cukrami, np. glukozą. Temperatura i czas gotowania wpływają na to, ile opisywanej substancji powstanie. W 2000 roku Ying Zhang i zespół z Zhejiang University w Hangzhou odkryli, że ekstrakt z liści bambusa wykazuje właściwości antyutleniające. Następnie sprawdzono, czy nie zagraża on zdrowiu konsumentów. Kiedy okazało się, że nie, Chiny zatwierdziły go jako jeden z konserwantów żywności. Wyciąg zawiera wiele różnych związków, w tym kwas chlorogenowy, kwas kawowy oraz 7-glukozyd luteoliny. W badaniach, których wyniki opublikowano na łamach styczniowego Journal of Agricultural and Food Chemistry, zespół Zhanga udowodnił, że zanurzanie kawałków ziemniaka w roztworze z ekstraktem z bambusa zmniejsza o 75% ilość akrylamidu powstającego we frytkach oraz chipsach. Chińczycy uspokajają, że związki otrzymywane z bambusa nie zmieniają smaku potraw. Oprócz zanurzania w wyciągu z bambusa, można również w inny sposób próbować wpłynąć na stężenie karcinogennego związku. W zeszłym roku szwajcarscy naukowcy zalecali np. dokładne kontrolowanie temperatury i ilości płynów. Ekipa Thomasa M. Amreina z ETH Institute of Food Science and Nutrition w Zurychu zaobserwowała, że więcej akrylamidu tworzy się podczas gotowania stosunkowo suchych składników, które zawierają mniej niż 20% wody. W ziemniakach większość akrylamidu powstawała na późniejszych etapach smażenia, zwłaszcza w wysokich temperaturach. Temperaturę można obniżać bez szkody dla złocistej barwy frytek. Przy 119°C tworzy się tylko 1/10 akrylamidu powstającego w temperaturze 167°C. Belgowie zauważyli z kolei, że niektóre odmiany ziemniaków są bardziej "akrylamidotwórcze", ponieważ występuje w nich więcej cukrów prostych: glukozy i fruktozy. Zespół Bruna De Meulenaera z Ghent University udowodnił ponadto, że na ilość powstającego akrylamidu wpływają... wymiary krojonych w paski ziemniaków. Jeśli ich długość lub szerokość nie przekracza 50 mm, lepiej je odrzucić. Czemu? Mniejsze sztuki to więcej cukrów na jednostkę wagi. Naukowcy z Norwegian Food Research Institute, którym szefował Erland Bråthen, dowiedzieli się, że gdy do pieczenia chleba doda się glicynę albo glutaminę, powstanie od 50 do 95% mniej akrylamidu. Dokładny odsetek zależy od typu użytej mąki i ilości dodanego aminokwasu.