La D-allulosa aumenta l'ossidazione dei grassi postprandiale in individui sani
Allulose StoreTomonori Kimura M.S. Akane Kanasaki M.S. Noriko Hayashi M.S. Takako Yamada M.S. Tetsuo Iida Ph.D. a, Yasuo Nagata Ph.D. Kazuhiro Okuma Ph.D.
Fonte: ScienceDirect 2017.
Caratteristiche principali
- Il d-allulosio, un epimero C-3 del d-fruttosio, riduce il peso corporeo e la massa del tessuto adiposo addominale negli animali, probabilmente grazie a un maggiore dispendio energetico.
- Abbiamo esaminato l'effetto dell'assunzione singola di d-allulosio sul metabolismo energetico post-prandiale in soggetti umani sani.
- Il d-allulosio ha aumentato l'ossidazione dei grassi post-prandiale e ha ridotto l'ossidazione dei carboidrati.
- Per quanto a nostra conoscenza, questo è il primo studio a dimostrare che il d-allulosio, anche a una bassa dose di 5 g, aumenta il metabolismo energetico in esseri umani sani.
- Il d-allulosio potrebbe rappresentare un nuovo dolcificante per il controllo e il mantenimento di un peso corporeo sano.
Abstract
Obiettivo
Il d-allulosio, un epimero C-3 del d-fruttosio, riduce il peso corporeo e la massa del tessuto adiposo negli studi sugli animali, ed è considerato un promettente dolcificante anti-obesità.
Il nostro studio sugli animali suggerisce che uno dei meccanismi della funzione anti-obesità del d-allulosio è l'aumento del dispendio energetico.
Tuttavia, finora, solo pochi studi hanno esaminato il meccanismo sottostante nell'uomo.
Lo scopo di questo studio era esaminare gli effetti dell'assunzione singola di d-allulosio sul metabolismo energetico post-prandiale in partecipanti sani.
Metodo
Sono stati esaminati tredici uomini e donne sani (età media 35,7 ± 2,1 anni e indice di massa corporea 20,9 ± 0,7 kg/m2).
Lo studio era randomizzato, in singolo cieco, con disegno crossover e un periodo di washout di 1 settimana.
30 minuti dopo l'assunzione di 5 g di d-allulosio o 10 mg di aspartame senza zucchero come controllo, i partecipanti, a digiuno durante la notte, hanno consumato un pasto standardizzato e il loro metabolismo energetico è stato valutato tramite calorimetria indiretta (respirazione).
Durante l'esperimento, è stato prelevato sangue per analizzare i parametri biochimici, come il livello di glucosio plasmatico.
Risultati
Nel gruppo trattato con d-allulosio, l'area sotto la curva (AUC) dell'ossidazione dei grassi è risultata significativamente maggiore rispetto al gruppo di controllo (10,5 ± 0,4 vs 9,6 ± 0,3 kJ·4 h·kg −1 di peso corporeo [BW]; P < 0,05), mentre quella dell'ossidazione dei carboidrati è risultata significativamente inferiore (8,1 ± 0,5 vs 9,2 ± 0,5 kJ·4 h·kg −1 di peso corporeo; P < 0,05).
Inoltre, nel gruppo d-allulosio, il livello di glucosio plasmatico era significativamente inferiore e il livello di acidi grassi liberi significativamente superiore rispetto al gruppo di controllo.
Altri parametri, come insulina, colesterolo totale o triacilglicerolo, non hanno subito variazioni.
Conclusione
Il d-allulosio aumenta l'ossidazione dei grassi post-prandiale negli esseri umani sani, suggerendo che possa fungere da nuovo dolcificante per il controllo e il mantenimento di un peso corporeo sano, probabilmente attraverso il potenziamento del metabolismo energetico.
Introduzione
L'obesità è uno dei fattori che influenzano la maggior parte delle comuni complicazioni sanitarie legate allo stile di vita, come le coronaropatie, il diabete e alcuni tipi di cancro [1].
L'obesità deriva da uno squilibrio tra l'apporto energetico e il dispendio energetico [1].
Tuttavia, è difficile ridurre l'apporto energetico dagli alimenti, poiché l'avanzata tecnologia alimentare ha immesso sul mercato cibi ricchi di energia o che ne nascondono il contenuto.
Pertanto, aumentare il dispendio energetico è diventata una strategia interessante per gestire o prevenire l'obesità.
A tal fine, sono stati studiati ingredienti alimentari in grado di bruciare energia.
Il d-allulosio (precedentemente noto come d-psicosio), un epimero C-3 del d-fruttosio, ha una dolcezza pari al 70% di quella del saccarosio; essendo raro in natura, viene definito uno "zucchero raro" [2].
Il d-allulosio si forma anche dal d-fruttosio durante la cottura ed è presente in quantità molto ridotte in vari alimenti, come succhi di frutta e bevande gassate [3].
Il contenuto di d-allulosio varia tra 0,5 e 130,6 mg per 100 g; il succo di frutta ne contiene 21,5 mg, mentre le bevande tipo cola ne contengono 38,3 mg.
L'assunzione giornaliera di d-allulosio è di circa ~0,2 g [3].
Circa il 70% del d-allulosio viene assorbito e successivamente escreto nelle urine.
La parte rimanente non viene fermentata nel colon ed è escreta con le feci [4].
Inoltre, il d-allulosio è un dolcificante a zero calorie [5] ed è stato approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) nel 2014 come ingrediente generalmente riconosciuto come sicuro (GRAS).
Studi hanno dimostrato che il d-allulosio è un potenziale dolcificante antidiabetico e anti-obesità;
0,2 g/kg di d-allulosio riduce l'assorbimento di zucchero inibendo l'α-glucosidasi intestinale nei ratti Wistar rispetto agli animali non trattati [6].
L'assunzione di 0,2 g/kg di d-allulosio attiva la traslocazione della glucochinasi dal nucleo al citosol epatico, favorendo la biosintesi del glicogeno nei ratti Wistar e nei ratti Goto-Kakizaki (modello di diabete di tipo 2 [T2DM]) [7].
Negli esseri umani sani, una singola assunzione di 5 g di d-allulosio migliora la sensibilità all'insulina dopo la somministrazione di maltodestrine [8].
L'alimentazione con una soluzione di d-allulosio al 5% aumenta la sensibilità all'insulina nei ratti obesi Otsuka Long-Evans Tokushima, modello di T2DM, rispetto alla sola acqua [9].
Inoltre, il d-allulosio riduce il peso corporeo e la massa del tessuto adiposo addominale negli studi sugli animali [10], [11], [12], [13].
Il meccanismo sottostante ipotizzato per l'effetto anti-obesità indotto dal d-allulosio consiste nell'inibizione dell'attività degli enzimi lipogenici epatici, come la sintasi degli acidi grassi (FAS) e la glucosio-6-fosfato deidrogenasi [10], [12], nell'aumento dell'attività della carnitina-palmitoiltransferasi epatica, essenziale per l'ossidazione degli acidi grassi [13], e nell'aumento del dispendio energetico [12], [13].
Tuttavia, finora non sono stati condotti studi per verificare se, e in che modo, il d-allulosio modifichi il metabolismo energetico negli esseri umani.
Inoltre, per poter utilizzare il d-allulosio in diete ad ampio raggio, sono necessari studi clinici.
Pertanto, abbiamo studiato l'effetto dell'assunzione singola di d-allulosio sul metabolismo energetico post-prandiale in 13 individui sani.
Abbiamo misurato il metabolismo energetico a breve termine (4 ore), poiché il d-allulosio viene rapidamente metabolizzato ed escreto dall'organismo dopo l'assunzione [14], ed esercita un effetto immediato sul metabolismo lipidico nei ratti [13].
Per quanto a nostra conoscenza, il presente studio è il primo a dimostrare che il d-allulosio ha aumentato l'ossidazione dei grassi e ridotto l'ossidazione dei carboidrati negli esseri umani sani.
Questo risultato suggerisce che il d-allulosio possa aiutare nel controllo di un peso corporeo sano, in parte attraverso il potenziamento del metabolismo energetico negli esseri umani.
Dettagli delle sezioni
Partecipanti
Tredici volontari sani (cinque uomini e otto donne) sono stati reclutati per lo studio.
I partecipanti sono stati esclusi in caso di diagnosi di diabete o disturbi metabolici, come malattie cardiovascolari.
Allo studio hanno partecipato persone con un'età media di 35,7 ± 2,1 anni e un indice di massa corporea (BMI) di 20,9 ± 0,7 kg/m2.
Lo studio è stato condotto secondo i principi della Dichiarazione di Helsinki ed è stato approvato dal Comitato Etico di Matsutani Chemical Industry Co., Ltd. (Hyogo, Giappone).
Parametri del metabolismo energetico scritti
Non è emersa alcuna differenza significativa nei valori di REE (spesa energetica a riposo) tra i due gruppi (Figura 1A).
Tuttavia, il consumo di d-allulosio ha causato un aumento significativo del FEE (spesa energetica per ossidazione dei grassi) a 90 minuti rispetto al gruppo di controllo (Figura 1C).
La CEE (spesa energetica per ossidazione dei carboidrati) e l'RQ (quoziente respiratorio) sono risultati significativamente inferiori nel gruppo d-allulosio rispetto al gruppo di controllo; la CEE era inferiore a 90, 210 e 240 minuti (Figura 1B) e l'RQ a 240 minuti (Figura 1D).
L'AUC (area sotto la curva) di REE, CEE e FEE 4 ore dopo il pasto è riassunta nella Figura 1E. Il valore dell'AUC del FEE è aumentato in modo significativo:
* Spiegazione della Figura 1
Il valore di Resting Energy Expenditure (REE - spesa energetica a riposo) nella media dei due gruppi appare come segue:
- Gruppo D-allulosio:
[\text{REE} = 4.2 \pm 0.2 \text{ kJ·min}^{-1}] (ovvero circa 4,2 kJ/min di consumo energetico a riposo).
- Gruppo di controllo (aspartame):
[\text{REE} = 4.1 \pm 0.2 \text{ kJ·min}^{-1}] (ovvero circa 4,1 kJ/min).
Cosa significa in pratica?
Il fabbisogno energetico a riposo dei due gruppi è quasi identico, quindi l'allulosio in sé non ha aumentato significativamente il REE, ma ha piuttosto elevato l'ossidazione dei grassi post-prandiale (dopo il pasto).
In base ai risultati, l'effetto sul mantenimento del peso corporeo è dovuto piuttosto al cambiamento nella direzione dell'ossidazione (grassi vs carboidrati) e a un maggiore utilizzo energetico dopo i pasti, piuttosto che a un innalzamento del metabolismo basale a riposo.
Il D-allulosio ha aumentato significativamente la combustione dei grassi (FEE = ossidazione dei grassi / Fat Energy Expenditure) dopo i pasti, mentre il consumo energetico a riposo (REE) non ha subito variazioni significative.
Cosa mostra concretamente lo studio?
Nel gruppo allulosio, l'ossidazione dei grassi (FEE) è aumentata significativamente nel periodo post-prandiale, specialmente a partire dal 90° minuto, e anche l'AUC (Area Under the Curve - area sotto la curva) a 4 ore era maggiore rispetto al controllo.
Allo stesso tempo, l'ossidazione dei carboidrati e il quoziente respiratorio (RQ) sono diminuiti, il che indica che l'organismo ha ossidato più grassi e meno carboidrati sotto l'effetto dell'allulosio.
Come si può riassumere?
L'allulosio non ha contribuito all'aumento del dispendio energetico aumentando il metabolismo basale a riposo (REE), ma attraverso il potenziamento della combustione dei grassi (FEE) post-prandiale; ha quindi causato un aumento significativo del FEE, ma non vi è stata alcuna differenza significativa nel REE.
L'RQ nello studio
"Respiratory Quotient" (quoziente respiratorio), indica il rapporto tra l'anidride carbonica prodotta e l'ossigeno consumato nell'organismo.
In altre parole, quanta anidride carbonica produce l'organismo per unità di ossigeno consumato.
Cosa significa il suo valore nell'ossidazione di grassi/carboidrati?
RQ ≈ 1,0 → l'organismo ossida principalmente carboidrati.
RQ ≈ 0,7 → l'organismo ossida principalmente grassi.
RQ ≈ 0,8–0,85 → l'organismo brucia una miscela di entrambi, intervallo tipico per il metabolismo basale a riposo.
Nell'articolo sul d-allulosio, il valore ridotto di RQ indica che dopo il pasto l'organismo ha ossidato meno carboidrati e più grassi, vale a dire la combustione dei grassi (FEE) è aumentata sotto l'effetto dell'allulosio.
L'AUC
Nel contesto scientifico, è l'abbreviazione di "Area Under the Curve" (area sotto la curva): indica il valore dell'area sotto una curva che riassume quanto una determinata quantità (ad esempio ossidazione dei grassi, ossidazione dei carboidrati, concentrazione ormonale) sia cambiata in funzione del tempo.
Qual è il succo in pratica?
Se, ad esempio, si misura l'ossidazione dei grassi (kW o kJ/min) per ore dopo il pasto, l'AUC indica quanta energia totale l'organismo ha bruciato dai grassi in quel determinato periodo (ad esempio in 4 ore), non solo i valori istantanei.
In termini SI, questo è solitamente espresso in unità di energia-tempo, ad esempio kJ·h·kg⁻¹ o kJ·4 h·kg⁻¹, quindi è una sorta di misura dell'"esposizione totale" o del "consumo energetico totale".
Discussione
In precedenti studi sugli animali, il d-allulosio ha ridotto il peso corporeo e la massa del tessuto adiposo addominale [10], [11], [12], [13], suggerendo che una dieta con un contenuto di d-allulosio del 3–5% possa avere un effetto anti-obesità.
Il meccanismo proposto per l'effetto anti-obesità indotto dal d-allulosio è che il d-allulosio inibisce la lipogenesi epatica [10], [12] e aumenta l'ossidazione degli acidi grassi epatici, portando a un maggiore dispendio energetico [13].
In parziale accordo con i precedenti studi sugli animali [13], il presente studio ha dimostrato che:
Conclusione
A basse dosi, il d-allulosio ha aumentato l'ossidazione dei grassi post-prandiale e ridotto l'ossidazione dei carboidrati negli esseri umani sani.
Ciò suggerisce che il d-allulosio possa potenzialmente fungere da dolcificante anti-obesità nell'uomo.
Sono necessari ulteriori studi sull'uomo per confermare questi effetti, coinvolgendo un gran numero di individui con diverse patologie, come diabete e obesità.
Ringraziamenti
Gli autori ringraziano i volontari che hanno partecipato allo studio.
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Ulteriori riferimenti si trovano nella versione completa dell'articolo.
