Omdannelse af sukker og andre kulhydrater til fedt hos mennesker

At dømme efter den seneste tids debat om, hvordan og i hvilken grad kulhydrat kan blive til fedt i den menneskelige organisme, råder der betydelig usikkerhed om de basale biokemiske forhold for den lipogenetiske proces. Det prøver vi nedenfor at råde bod på.

Kulhydrat (her eksemplificeret ved glukose) kan i alle væv hos mennesker omsættes til pyruvat og lactat. I de fleste væv kan pyruvat tillige oxideres til acetylCoA via pyruvatdehydrogenase eller transamineres til aminosyren alanin. Kulhydrater kan endvidere lagres som glykogen. Normalt oxideres acetylCoA til kuldioxid og vand via tricarboxylsyrecyklus og respirationskæden, men molekylet kan også anvendes til syntese af fedtsyre, typisk palmitat. Fedtsyredannelse fra acetylCoA betegnes de novo-lipogenese. En proces hvor de nødvendige enzymer hos mennesket er til stede både i leveren og i de perifere fedtvæv. De novo-lipogenesens aktivitet er stærkt afhængig af substrattilbudet og af organismens hormonelle status. Det ser således ud til, at den lipogenetiske flux er nær 0 under betingelser, hvor tilbuddet af fedt i kosten er højt, mens aktiviteten er høj såfremt organismen i længere tid (dage) har været udsat for store mængder af kulhydrat. Dette er veldokumenteret hos dyr, men mindre veldokumenteret hos mennesker (1, 2). Dog viser flere undersøgelser i de senere år klart, at der ved kulhydratoverfodring (dvs. indtagelse af flere kalorier i form af kulhydrater end der kan omsættes) også hos mennesker sker en betydelig fedtdannelse fra kulhydrat (3-5).

En stor del af fluxkontrollen i lipogenesen ser ud til at ligge i enzymet acetylCoA carboxylase (ACC), som er et inducerbart enzym, der tillige er reguleret ved kovalent modifikation (aktiveret i defosforyleret tilstand) samt aktiveret af den cytosolære citratkoncentration (6 og referencer heri).

Målinger på menneskelever har vist en ACC-aktivitet, der svarer til en palmitatproduktion på 15-20 g pr. dag hos et normalt menneske (70 kg). I det perifere fedtvæv er aktiviteten målt til en tilsvarende palmitatdannelse, altså 15-20 g pr. dag. (5, 7).

Der er således god grund til at antage, at der hos i øvrigt normale mennesker sker signifikant lipogenese fra kulhydratkulstof i en situation, hvor kulhydratindtagelse i kalorier overstiger behovet. Argumentet er, at kulhydratdepoterne (glykogen) i denne situation allerede er fyldte, og da kulhydratindtagelse ikke - ej heller i store mængder - giver anledning til nævneværdig stigning i hvileenergiomsætningen, vil organismen ikke have andre muligheder for at slippe af med den overskydende mængde kulhydrat end at danne fedt.

Det har ofte været anført, at det at omdanne kulhydrat til fedt er en »energimæssig dyr« proces, og at lipogenese derfor ville give anledning til »ekstra« forbrænding. Dette ræsonnement bygger på en misforståelse. Det er rigtigt, at organismens måde at omdanne glukose til palmitat på indebærer, at kun ca. 77% af energien i den omsatte kulhydrat bliver til fedt. Men da den samlede energiomsætning som nævnt ovenfor ikke øges i forbindelse med lipogenetisk aktivitet, betyder dette »tab« blot, at en del af organismens normale energiforbrug nu bliver dækket af den til lipogenesen obligatorisk koblede glukoseoxidation. Desuden vil selv en relativt høj lipogenese ikke bidrage mere end nogle få procent til den samlede energiomsætning (8).

Det er også ofte anført, at kulhydrater giver mindre anvendelig energi (dvs. adenosintrifosfat [ATP]) end fedt. Altså at en større del af energien i kulhydrater bliver til varme. Det er imidlertid ikke tilfældet, idet forholdet mellem ATP-dannelse og iltforbrug tværtimod er større for kulhydrat end for fedt (hhv. 5,0 og 4,6).

Det er rigtigt, at der udskilles en lidt større del (svarende til 1-2% af den samlede ernergiomsætning) af en kulhydratrig end af en fedtrig kost med fæces, i hvert fald hvis man overspiser (5); men det er ikke afklaret om dette har indflydelse på vægtøgningen.

Hvordan er det så i virkeligheden? Bliver man fed af at overspise kulhydrat? Ja, det gør man, og når den samlede kulhydratindtagelse overstiger energiomsætningen, bliver overskuddet lagret som fedt. Er kulhydratindtagelsen derimod mindre end energiomsætningen, vil fedtaflejringen formentlig hovedsagelig stamme fra kostens fedt. Sidstnævnte situation vil være det almindeligste i vores del af verden, men slutresultatet - overvægt - er det samme. Motion er slet ikke taget med i betragtning her, men motion spiller naturligvis en helt afgørende rolle i balancen mellem energiindtag og energiomsætningen og udgør som sådan den måske vigtigste og lettest kontrollerede parameter for vægtkontrol (9).

I ovenstående er sukker, dvs. sukrose, ikke nævnt. Sukker nedbrydes til glukose og fruktose, og der er ikke noget, der tyder på, at sukker skulle være hverken værre eller bedre med hensyn til lipogenese end andre kulhydrater. Nyere resultater (10) kunne dog tyde på, at sukker i sodavand og frugtsaft påvirker appetitreguleringen, så man ikke kompenserer fuldt ud ved at indtage en tilsvarende mindre energimængde ved efterfølgende måltider, dvs. at indtagelse af større mængder sodavand og frugtsaft kunne se ud til at give en større risiko for at få overvægt.

Bjørn Quistorff, Institut for Medicinsk Biokemi og Genetik, Stofskiftecentret, Panum Instituttet, DK-2200 København N.

Antaget den 19. marts 2003.

Københavns Universitet, Panum Instituttet, Stofskiftecentret, Institut for Medicinsk Biokemi og Genetik.

1. McDevitt RM, Bot SJ, Harding M et al. De novo lipogenesis during controlled overfeeding with sucrose or glucose in lean and obese women. Am J Clin Nutr 2001;74:737-46.
2. Hellerstein MK. No common energy currency: de novo lipogenesis as the road less traveled. Am J Clin Nutr 2001;74:707-8.
3. Pasquet P, Brigant L, Froment A et al. Massive overfeeding and energy balance in men: the Guru Walla model. Am J Clin Nutr 1992;56:483-90.
4. Aarsland A, Chinkes D, Wolfe RR. Contributions of de novo synthesis of fatty acids to total VLDL-triglyceride secretion during prolonged hyperglycemia/hyperinsulinemia in normal man. J Clin Invest 1996;98:2008-17.
5. Lammert O, Grunnet N, Faber P et al. Effect of isoenergetic overfeeding of either carbohydrate or fat in young men. Br J Nutr 2 000;84:233-45.
6. Witters LA , Gao G, Kemp BE et al. Hepatic 5'AMP-activated protein kinase: zonal distribution and relationship to acetyl-CoA carboxylase activity in varying nutritional states. Arch Biochem Biophys 1994;308:413-9.
7. Hellerstein MK. De novo lipogenesis in humans: metabolic and regulatory aspects. Eur J Clin Nutr 1999;53 (suppl 1):S53-S65.
8. Acheson KJ, Flatt JP. Minor importance of de novo lipogenesis on energy expenditure in human. Br J Nutr 2002;87:189.
9. Klarlund Pedersen B, Saltin B. Fysisk aktivitet - En håndbog om forebyggelse og behandling. Sundhedsstyrelsen, Center for forebyggelse, 2003.
10. Ludwig DS, Peterson KE, Gortmaker SL. Relation between consumption of sugar-sweetened drinks and childhood obesity: a prospective, observational analysis. Lancet 2001;357:505-8.