Cukr a kardiovaskulární onemocnění

Účelem této zprávy je přehled vlivu cukru ve stravě na zdraví s důrazem na kardiovaskulární onemocnění (KVO) a jejich rizikové faktory. Přestože neexistují žádné dietologické studie, které by spojovaly konzumaci cukru a KVO, existuje několik důvodů, proč by měla být konzumace cukru omezena.

Definice

V literatuře se používá mnoho, někdy matoucích, termínů. Jednoduché sacharidy (cukr) se vztahují k mono- a disacharidům; komplexní sacharidy se vztahují k polysacharidům, jako je škrob. Mezi běžné disacharidy patří sacharóza (glukóza+fruktóza), která se nachází v cukrové třtině, cukrové řepě, medu a kukuřičném sirupu, laktóza (glukóza+galaktóza), která se nachází v mléčných výrobcích, a maltóza (glukóza+glukóza) ze sladu. Nejběžnějším přirozeně se vyskytujícím monosacharidem je fruktóza (vyskytuje se v ovoci a zelenině). Pro glukózu se používá termín dextróza. Vnitřní neboli přirozeně se vyskytující cukr označuje cukr, který je nedílnou součástí celého ovoce, zeleniny a mléčných výrobků; vnější neboli přidaný cukr označuje sacharózu nebo jiné rafinované cukry v nealkoholických nápojích a přidané do potravin, ovocných nápojů a dalších nápojů.

Spotřeba cukru ve Spojených státech

Přidaný cukr nebyl až do nástupu moderních metod zpracování potravin významnou složkou lidské stravy. Od té doby se příjem cukru neustále zvyšuje. Průměrná spotřeba cukru v USA na obyvatele na základě údajů o mizení potravin činila v roce 1970 55 kg (120 liber) za rok a v roce 1995 dosáhla 68 kg (150 liber) za rok (téměř 0,5 libry za den).1 Příjem cukru (jednoduchých sacharidů) tvoří v průměru 25 % celkového energetického příjmu. Údaje z Průběžného průzkumu příjmu potravin jednotlivci z let 1989 až 1991 ukazují, že nealkoholické nápoje a cukry přidávané při stolování (např. cukr/sirupy a džemy) jsou 2 ze 4 hlavních zdrojů sacharidů pro dospělé obyvatele USA.2

Cukr a ischemická choroba srdeční

Yudkin a jeho kolegové v 60. a 70. letech minulého století3 a 70. letech4 zjistili, že vyšší příjem cukru je spojen se zvýšeným výskytem KVO jak při srovnání v rámci jedné země, tak mezi jednotlivými zeměmi. Několik nedávných studií zkoumalo souvislost mezi spotřebou cukru a ischemickou chorobou srdeční (ICHS). Studie Iowa Women’s Health Study5 neprokázala u 34 492 žen sledovaných po dobu 9 let žádný vztah mezi příjmem sladkostí nebo dezertů a rizikem ischemické choroby srdeční. Nebyly však zohledněny některé hlavní zdroje cukru, jako jsou nealkoholické nápoje. Studie Scottish Heart Health Study6 , které se zúčastnilo 10 359 mužů a žen, zjistila, že vnější ani vnitřní cukry nebyly významnými nezávislými koreláty prevalentní ischemické choroby srdeční po úpravě na ostatní hlavní rizikové faktory, ale údaje nebyly upraveny na ostatní proměnné stravy. Nedávná zpráva z Nurses‘ Health Study ukázala, že ženy, které konzumovaly stravu s vysokou glykemickou zátěží* (zvýšená exkurze glukózy v krvi spojená s příjmem sladkostí nebo vysoce zpracovaných škrobů a sladkostí), měly zvýšené riziko CHD, přičemž u žen v nejvyšším kvantilu bylo >2násobné riziko během 10 let sledování.7 Samotné jednoduché sacharidy byly také prediktivní, ale nedosáhly statistické významnosti. Tato analýza kontrolovala celkový energetický příjem a další hlavní dietní a nedietní rizikové faktory.

Cukr ve stravě a plazmatické lipoproteiny

Řada studií spojuje cukr ve stravě s nepříznivými změnami lipoproteinů. Několik studií prokázalo inverzní souvislost mezi sacharózou ve stravě a cholesterolem v lipoproteinech o vysoké hustotě (HDL).8,9 Údaje ze studie CARDIA (Coronary Artery Risk Development In young Adults) ukazují konzistentní inverzní souvislost mezi zvýšeným příjmem sacharózy ve stravě a koncentrací HDL cholesterolu, a to jak v průřezových, tak v longitudinálních analýzách u černochů a bělochů, u mužů i žen a po úpravě na další kovariáty.10

Strava s vysokým obsahem sacharózy (tj. >20 % energie) je spojena se zvýšením plazmatických koncentrací triglyceridů.11,12 Toto zvýšení je způsobeno jak zvýšenou jaterní sekrecí, tak zhoršenou clearance lipoproteinu o velmi nízké hustotě. Reakce triglyceridů na cukr ve stravě se však může lišit v závislosti na množství cukru a přítomnosti dalších živin.12

Cukr ve stravě, inzulinová rezistence a diabetes

Málo epidemiologických studií se přímo zabývalo vztahem mezi příjmem cukru a výskytem diabetu. Obecně prospektivní údaje neprokazují žádný vztah a ve skutečnosti několik dietologických studií ukazuje inverzní vztah mezi celkovým příjmem sacharidů a výskytem diabetu13.-15 Toto pozorování je však zmatené, protože strava s nižším obsahem sacharidů má vyšší obsah tuků (vysoký příjem tuků předpovídá riziko diabetu z důvodu zvýšené obezity).16 Na druhou stranu dvě nedávné prospektivní kohortové studie uvedly údaje o frekvenci konzumace potravin, které ukázaly, že anamnéza konzumace potravin s vysokou glykemickou zátěží předpovídá vznik diabetu 2. typu u žen17 a mužů.18

Žádná epidemiologická studie nezkoumala vliv cukru ve stravě na inzulinovou rezistenci. Několik klinických studií ukázalo, že změna podílu sacharidů ve stravě po dobu až 4 měsíců u lidí neovlivňuje inzulinovou rezistenci,19 ale vliv různého obsahu cukru jako takového nebyl zkoumán.

Převládá názor, že jedinci s diabetem by se měli vyhýbat cukru, aby si udrželi kontrolu glykémie. O tom, zda má strava s vysokým obsahem cukru nepříznivý vliv na kontrolu glykémie u diabetiků, se však vedou rozsáhlé diskuse. Řada studií, které hodnotily účinky jednotlivých jídel obsahujících 12 % až 25 % kalorií ve formě sacharózy, nezjistila žádné nepříznivé účinky sacharózy na průměrnou glykémii.20,21 Některé dlouhodobé studie trvající až několik měsíců ukázaly, že poskytování až 38 % kalorií ve formě sacharózy nemělo žádný vliv na průměrnou kontrolu glykémie.22-24 U diabetiků však může při obvyklé stravě s vysokým obsahem koncentrovaných sladkostí docházet ke kolísání hladiny glukózy v krvi, zejména pokud se dopouštějí chyb v množství konzumovaných sacharidů.

Strava a konečné produkty pokročilé glykace

Konečné produkty pokročilé glykace (AGE) vznikají při neenzymatickém spojení cukru s bílkovinami, které vyvolává zesíťování glykovaných bílkovin. AGEs se tvoří při pokojové teplotě, ale zahřívání jejich tvorbu urychluje; proto všechny tepelně upravené potraviny obsahují AGEs (dříve označované jako Maillardovy pigmenty hnědnutí). AGEs ve stravě reagují s tkáňovými proteiny a vytvářejí látky, které snižují pružnost tkání a zhoršují jejich buněčnou funkci. AGEs byly identifikovány jako patogenetický mechanismus u diabetické nefropatie25 a cévních komplikací.26 Přibližně 10 % požitých AGEs se dostává do oběhu, ale pouze jedna třetina se vyloučí do 3 dnů po požití.25 Diabetes je spojen s poruchou vylučování AGE. V jedné studii byla močová clearance AGE vzniklých v potravě u diabetiků 5 % ve srovnání s 30 % u kontrolní skupiny.27 Je tedy na místě opatrnost s ohledem na možný vliv vysokého příjmu cukru na tvorbu AGE a zvýšené riziko nefropatie.27 Je zapotřebí dalšího výzkumu, aby se zjistilo, zda omezení příjmu cukru v potravinách obsahujících bílkoviny a tuky snižuje hladinu cirkulujících AGE a riziko nefropatie.

Cukr ve stravě a nadváha/obezita

Vzhledem k tomu, že obezita se ve Spojených státech stala hlavním zdravotním problémem28 a jednoznačnou příčinou kardiovaskulární morbidity a mortality,29 je důležité zvážit možný vliv cukru ve stravě na nárůst hmotnosti. Ve studiích na lidských metabolických odděleních nevykazuje záměna sacharózy nebo jiných sacharidů ve stravě za tuk nebo bílkoviny v izokalorické dietě žádný vliv na hmotnost ani na změny energetického výdeje.30 Některé studie ukazují, že index tělesné hmotnosti nepřímo souvisí s konzumací cukru31; toto pozorování je však zmatené, protože tuk ve stravě souvisí s obezitou32 a strava s vysokým obsahem tuku má nižší obsah celkových a jednoduchých sacharidů. Diety s nízkým obsahem cukru byly v některých ad lib dietních studiích spojeny s úbytkem hmotnosti33 , možná v důsledku nižší celkové spotřeby kalorií. Další souvislost mezi cukrem a obezitou vyplývá ze studií potravinových preferencí, které uvádějí, že potraviny s vysokým obsahem cukru jsou častou volbou obézních osob.34 Aby obézní osoby zhubly, musí omezit příjem kalorií; omezení konzumace potravin s vysokým obsahem cukru (z nichž většina má vysokou energetickou hustotu) tak může být strategií pro snížení hmotnosti.

Cukr a další zdravotní problémy

Byla provedena řada studií, které spojují konzumaci cukru s hypertenzí u zvířat.35 U lidí existuje jedna zpráva, že vysoký příjem cukru ve stravě zvyšuje riziko vzniku KVO u diabetiků, kteří užívají diuretika.36

Příjem cukru může zvýšit zásoby sacharidového paliva a fyzickou výkonnost.30 K tomuto zvýšení však dochází pouze při intenzitě cvičení a úrovni fyzické aktivity spojené s vytrvalostním výkonem trvajícím alespoň 30 minut. Glukóza v krvi a jaterní a svalový glykogen poskytují převažující paliva pro svalovou kontrakci. Když tyto látky dosáhnou kriticky nízkého množství, může dojít k únavě a konzumace cukru může rychle vrátit hladinu glukózy v krvi do normálu. U většiny činností nízké až střední intenzity, jako je chůze nebo domácí práce, nemá konzumace cukru vliv na výkonnost.

Další významnou oblastí zájmu je vztah mezi cukrem ve stravě a chováním a kognitivními funkcemi. Víra ve vztah mezi cukrem a hyperaktivitou byla založena na dvou hypotézách. První z nich se týkala možné alergické reakce; druhou bylo, že u hyperaktivních dětí může docházet k funkční reaktivní hypoglykémii. Ani jedna z těchto hypotéz nebyla prokázána a metaanalýza 16 randomizovaných studií u hyperaktivních dětí ukázala, že snížení obsahu cukru ve stravě nevedlo k žádnému zlepšení stupně hyperaktivity.37

Na druhou stranu je cukr dobře známým rizikovým faktorem zubního kazu38.-40 Toto pozorování vychází z krátkodobých kohortových studií a srovnání míry výskytu zubního kazu v zemích s velkými rozdíly ve spotřebě cukru,38 ačkoli chybí výsledky výzkumu týkajícího se spotřeby cukru a onemocnění parodontu.41

Strava s vysokým obsahem cukru a nutriční adekvátnost

Strava s vysokým obsahem cukru může nepříznivě ovlivňovat nutriční adekvátnost. Mezi potraviny s vysokým obsahem vnějšího cukru patří nealkoholické nápoje, cukrovinky, pečivo a obiloviny s vysokým obsahem cukru (tabulka 1). Vyrobené potraviny bez tuku jsou často vysoce kalorické, protože obsahují vysoké množství cukru. Výživová doporučení American Heart Association zdůrazňují konzumaci ovoce, zeleniny, obilovin a komplexních sacharidů, aby nutriční požadavky na vitaminy a minerální látky mohly být pokryty spíše celými potravinami než potravinami, které jsou vitaminy doplněny. Potraviny s vysokým obsahem cukru vytlačují celé potraviny (např. nealkoholické nápoje vytlačují konzumaci mléka a džusů u dětí) a přispívají k výživovým nedostatkům, protože přidávají prázdné kalorie, které potřebuje jen málo Američanů42 (tabulka 2). Některé studie, které hodnotily nutriční přiměřenost stravy s vysokým obsahem cukru, nemusí nutně vykazovat rozdíly v příjmu vitaminů a minerálních látek1 , a to z důvodu doplňování těchto potravin vitaminy a minerálními látkami namísto preferovaného příjmu těchto prvků stravou. Mezi dětmi ve studii Bogalusa Heart Study43 byl lineární pokles příjmu mnoha základních živin spojen se zvyšujícím se celkovým příjmem cukru.

The Role of Dietary Fructose, Sorbitol, and Mannitol

Sugars such as fructose (monosaccharide), sorbitol, and mannitol (sugar alcohols) are used to replace sucrose in food products and may lower the postprandial rise in glucose. V 70. letech 20. století se jako náhrada sacharózy v nápojích a pečivu začal používat vysokofruktózový sirup vyráběný ze škrobu.44 Sorbitol a mannitol se používají v různých potravinářských výrobcích „bez cukru“, protože mají méně kalorií na gram než sacharóza nebo fruktóza; v játrech se snadno přeměňují na fruktózu.45 Fruktóza obchází fosfofruktokinázový regulační krok glykolýzy, v němž se glukóza může přeměnit na glykogen, místo aby vstoupila do glykolytické dráhy. V důsledku toho fruktóza zvyšuje jaterní produkci pyruvátu a kyseliny mléčné, aktivuje pyruvátdehydrogenázu a posouvá rovnováhu od oxidace k esterifikaci mastných kyselin, což může zvýšit syntézu lipoproteinů o velmi nízké hustotě. Ve studiích krmení měla fruktóza rozporuplné účinky na plazmatické hladiny triglyceridů, což může souviset s faktory, jako je množství zkonzumované fruktózy, energetická bilance a výchozí hladiny triglyceridů, inzulinu a glukózy.46 Postprandiální vzestup hladin triglyceridů po příjmu tuku může být zvýšen přidáním fruktózy do testovaného jídla.47 Studie u jedinců s diabetem 2. typu však neprokázala významné rozdíly v reakcích glukózy, lipidů a inzulinu na tři 28denní izokalorická krmení, kdy 20 % kalorií tvořila buď fruktóza, sacharóza, nebo škrob.48 Pro většinu jedinců nemá konzumace fruktózy, ať už volné, nebo ve formě sacharózy, ani příznivé, ani nepříznivé účinky.

Shrnutí a závěr

Stejně jako u většiny ostatních složek stravy nejsou k dispozici údaje z dlouhodobých studií vztahujících se ke konzumaci cukru a vzniku CVD příhod. Longitudinální kohortové studie vztahující se ke konzumaci cukru v souvislosti s KVO jsou nejednoznačné z důvodu mnoha potenciálních matoucích faktorů, které nelze v analýzách dostatečně kontrolovat. Krátkodobé studie ukazují konzistentní nepříznivé účinky konzumace cukru na hladinu HDL a triglyceridů, což by mohlo urychlit aterosklerózu. Vysoká konzumace cukru může zhoršovat kontrolu diabetu a kombinace cukru s bílkovinami a tuky podporuje tvorbu AGEs v potravě, což může být škodlivé zejména pro osoby s diabetem. Ačkoli zvýšení množství cukru v izokalorické stravě nevede ve studiích kontrolovaného krmení přímo ke změnám energetického výdeje nebo přírůstku hmotnosti, potraviny s vysokým obsahem cukru, které jsou sladké a kalorické, mohou zvýšit spotřebu kalorií a vést k přírůstku hmotnosti. Nahrazení plnohodnotných potravin potravinami s vysokým obsahem cukru navíc ohrožuje dosažení dostatečného příjmu vitaminů a minerálních látek z plnohodnotných potravin.

Při nedostatku jednoznačných důkazů se doporučení musí opírat o odborný úsudek. Žádné údaje nenaznačují, že příjem cukru jako takový je prospěšný, a některé údaje naznačují, že může být škodlivý. Výše uvedené studie v souhrnu naznačují, že je třeba se vysokému příjmu cukru vyhnout. Cukr nemá jinou výživovou hodnotu než tu, že poskytuje kalorie. Aby se zlepšila celková hustota živin ve stravě a pomohlo se snížit příjem nadbytečných kalorií, měli by se jednotlivci ujistit, že potraviny s vysokým obsahem přidaného cukru nevytlačují potraviny se základními živinami nebo nezvyšují příjem kalorií.