Da quando, centinaia di anni fa, il primo medico notò che l'urina di un paziente diabetico aveva un sapore dolce, è stato comunemente chiamato "malattia dello zucchero" o "diabete dello zucchero" e, poiché non si sapeva nulla della chimica fisiologica, si credeva comunemente che la causa dovesse essere l'assunzione di troppi zuccheri, dal momento che la capacità dell'organismo di convertire le proteine dei tessuti in zucchero fu scoperta solo nel 1848 da Claude Bernard (che si rese conto che i diabetici perdevano più zucchero di quanto ne assumessero). Anche se i pazienti continuavano a passare zucchero nelle urine fino alla morte, nonostante l'eliminazione dello zucchero dalla loro dieta, la politica medica imponeva di trattenerli per impedire loro di mangiare zucchero. Questa convinzione medica preveggente, secondo cui il consumo di zucchero provoca il diabete, è ancora sostenuta da un numero molto elevato, probabilmente la maggioranza, di medici.

In origine, il diabete era inteso come una malattia da deperimento, ma quando è diventato comune per i medici misurare il glucosio, le persone obese sono risultate spesso affette da iperglicemia, per cui il nome di diabete è stato esteso anche a loro, con il nome di diabete di tipo 2. La glicemia elevata è spesso presente insieme all'ipertensione e all'obesità nella sindrome di Cushing, con eccesso di cortisolo, e queste caratteristiche sono utilizzate anche per definire la più recente sindrome metabolica.

Seguendo il vecchio ragionamento sulla malattia dello zucchero, il nuovo tipo di diabete obeso viene comunemente attribuito al consumo di troppi zuccheri. Secondo alcuni medici, l'obesità, in particolare il girovita grasso, e tutti i problemi di salute ad essa associati, sono il risultato di un'alimentazione troppo ricca di zuccheri, soprattutto di fruttosio (l'amido è l'unico carboidrato comune che non contiene fruttosio). L'obesità è associata non solo al diabete o all'insulino-resistenza, ma anche all'ateroslcerosi e alle malattie cardiache, all'ipertensione, all'infiammazione generalizzata, all'artrite, alla depressione, al rischio di demenza e al cancro.

Esiste un consenso generale sui problemi comunemente associati all'obesità, ma non sulle cause o sul modo di prevenire o curare l'obesità e le condizioni associate.

In una newsletter precedente, ho scritto di P. A. Piorry a Parigi, nel 1864, e del dottor William Budd in Inghilterra, nel 1867, che curavano il diabete aggiungendo una grande quantità di zucchero comune, il saccarosio, alla dieta del paziente. Si sapeva che il glucosio era lo zucchero che compariva nelle urine dei diabetici, ma il saccarosio è composto per metà da glucosio e per metà da fruttosio. Nel 1874, E. Kulz in Germania riferì che i diabetici potevano assimilare il fruttosio meglio del glucosio. Nei decenni successivi furono pubblicati molti altri rapporti sui benefici dell'alimentazione con fruttosio, tra cui la riduzione del glucosio nelle urine. Con la scoperta dell'insulina nel 1922, la terapia con fruttosio fu praticamente dimenticata, fino agli anni '50, quando nuove tecniche di produzione iniziarono a renderne economico l'uso.

Il suo uso nelle diete per diabetici divenne così popolare che divenne disponibile nei negozi di alimenti naturali e fu anche usato negli ospedali per l'alimentazione endovenosa.

Tuttavia, mentre il fruttosio diventava popolare, veniva promossa la teoria del colesterolo sulle malattie cardiache. Si trattava della teoria secondo cui il consumo di alimenti contenenti grassi saturi e colesterolo causava le malattie cardiache. (La mia newsletter "Colesterolo, longevità, intelligenza e salute" parla dello sviluppo di questa teoria).

Un medico e ricercatore svedese, Uffe Ravnskov, ha esaminato le argomentazioni mediche a favore della teoria secondo cui i lipidi nel sangue sono la causa dell'aterosclerosi e delle malattie cardiache, dimostrando che non è mai stata dimostrata la causalità, cosa che alcune persone, come Broda Barnes, avevano capito fin dall'inizio. Negli anni Cinquanta, un professore inglese, John Yudkin, non accettava l'idea che il consumo di grassi saturi fosse la causa degli alti livelli ematici di trigliceridi e colesterolo, ma non metteva in dubbio la teoria che i lipidi nel sangue causassero la malattia circolatoria. Sosteneva che fosse lo zucchero, in particolare la componente fruttosio del saccarosio, piuttosto che i grassi alimentari, a causare gli elevati lipidi nel sangue osservati nei Paesi ricchi e, di conseguenza, le malattie. Era sicuro che si trattasse di un effetto chimico specifico del fruttosio, perché sosteneva che i nutrienti rimossi nella raffinazione della farina bianca e dello zucchero bianco erano insignificanti nell'ambito dell'intera dieta.

In seguito alla pubblicazione dei libri di Yudkin e in concomitanza con la crescente promozione dei benefici per la salute degli oli vegetali insaturi, molte persone si sono convertite alla versione di Yudkin della teoria lipidica delle malattie cardiache, ovvero che i "lipidi cattivi" nel sangue sono il risultato dell'assunzione di zucchero. Questa teoria è diventata essenzialmente un culto, in cui si ritiene che lo zucchero agisca come un intossicante, costringendo le persone a mangiare fino a diventare obese e a sviluppare la "sindrome metabolica", il "diabete" e i numerosi problemi che ne derivano.

La campagna pubblicitaria contro i "grassi saturi" come alleati del colesterolo è stata sostenuta dalla promozione commerciale degli oli di semi polinsaturi come cibo per l'uomo. Sebbene i primi ricercatori della vitamina E sapessero che gli oli polinsaturi potevano causare sterilità, e altri in seguito scoprirono che il loro uso negli alimenti commerciali per animali poteva causare degenerazione cerebrale, c'erano alcuni biologi (per lo più associati a George Burr) che credevano che questo tipo di acido grasso fosse un nutriente essenziale.

George e Mildred Burr avevano creato quella che sostenevano essere una malattia nei ratti causata dall'assenza di acido linoleico o linolenico nel loro cibo. Sebbene noti ricercatori avessero precedentemente pubblicato prove che dimostravano che gli animali che seguivano una dieta priva di grassi erano sani, persino più sani di quelli che seguivano una dieta normale, Burr e sua moglie pubblicarono la loro affermazione contraddittoria senza preoccuparsi di discutere le prove contrastanti. Non ho visto alcun caso in cui Burr o i suoi seguaci abbiano mai menzionato le prove contrastanti. Anche se altri biologi non accettarono le affermazioni di Burr e diversi ricercatori pubblicarono in seguito risultati contrari, egli divenne in seguito famoso quando l'industria dell'olio di semi volle trovare ragioni scientifiche per vendere il proprio prodotto come alimento "essenziale". Il fatto che il consumo di grassi polinsaturi potesse far diminuire leggermente il livello di colesterolo nel sangue fu pubblicizzato come un beneficio per la salute. In seguito, quando le prove sull'uomo dimostrarono che un numero maggiore di persone che seguivano la dieta "sana per il cuore" morivano di malattie cardiache e di cancro, vennero utilizzati mezzi pubblicitari più convenzionali anziché test sull'uomo.

La dieta sperimentale di Burr consisteva in caseina purificata (proteine del latte) e saccarosio purificato, integrati con un concentrato di vitamine e alcuni minerali. Diverse vitamine del gruppo B non erano conosciute all'epoca e la miscela di minerali mancava di zinco, rame, manganese, molibdeno e selenio. Ai suoi tempi erano sconosciuti molti più nutrienti essenziali che a quelli di Yudkin, quindi è più comprensibile che non abbia considerato la possibilità che altre carenze nutrizionali influissero sulla salute.

Nel 1933, Burr osservò che i suoi topi carenti di grassi consumavano ossigeno a un tasso estremamente elevato, e anche allora non gli venne in mente che altre carenze nutrizionali potessero essere coinvolte nella condizione da lui descritta. Normalmente, il fabbisogno di vitamine e minerali corrisponde alla velocità con cui vengono bruciate le calorie, il tasso metabolico. Burr ha ricordato che i topi che seguivano una dieta priva di grassi bevevano più acqua e ha pensato che l'assenza di acido linoleico o linolenico nella loro pelle permettesse al vapore acqueo di fuoriuscire a una velocità elevata. Non spiegò perché i grassi saturi che i topi sintetizzavano dallo zucchero non fungessero almeno altrettanto bene da "barriera al vapore"; essi sono più efficaci nell'impermeabilizzazione dei grassi insaturi, a causa della loro maggiore idrofobicità. La proteina cheratina condensata e reticolata delle cellule cutanee è la ragione principale della permeabilità relativamente bassa della pelle. Quando un animale brucia calorie a un ritmo più elevato, le sue ghiandole sudoripare mantengono più attivamente una temperatura corporea normale, raffreddandosi per evaporazione; la quantità di acqua evaporata è una misura approssimativa del tasso metabolico e del funzionamento della tiroide.

Nel 1936, un uomo del laboratorio di Burr, William Brown, accettò di seguire una dieta simile per sei mesi, per verificare se la "carenza di acidi grassi essenziali" colpisse gli esseri umani come i ratti.

La dieta era molto simile a quella dei ratti, con gran parte delle 2500 calorie giornaliere fornite a intervalli di un'ora durante il giorno da sciroppo di zucchero (aromatizzato con acido citrico e olio di anice), proteine provenienti da 4 quarti di latte scremato speciale senza grassi, un quarto del quale veniva trasformato in ricotta, il succo di mezza arancia e un "biscotto" fatto con fecola di patate, lievito in polvere, olio minerale e sale, con un'integrazione di ferro, viosterolo (vitamina D) e carotene.

Brown soffriva di emicranie settimanali fin dall'infanzia e la sua pressione sanguigna era un po' alta quando iniziò la dieta. Dopo sei settimane di dieta, le emicranie sono cessate e non sono più tornate. Il fosforo inorganico plasmatico è diminuito leggermente durante l'esperimento (3,43 mg./100 cc. di plasma e 2,64 con la dieta, e dopo sei mesi con una dieta normale 4,2 mg.%), e le proteine totali del siero sono aumentate da 6,98 gm.% a 8,06 gm.% con la dieta sperimentale. La sua conta leucocitaria era più bassa con la dieta ad alto contenuto di zuccheri, ma non ha avuto raffreddori o altre malattie. Con una dieta normale, la sua pressione arteriosa sistolica variava da 140 a 150 mm. di mercurio, quella diastolica da 95 a 100. Dopo alcuni mesi di dieta a base di zucchero e latte, la sua pressione sanguigna si era abbassata a circa 130 su 85-88. Alcuni mesi dopo il ritorno a una dieta normale, la pressione arteriosa è risalita al livello precedente. Con una dieta normale, il suo peso era di 152 libbre e il suo tasso metabolico era dal 9% al 12% al di sotto della norma, ma dopo sei mesi di dieta era aumentato al 2% al di sotto della norma. Dopo tre mesi di dieta a base di zucchero e latte, il suo peso si è stabilizzato a 138 chili. Dopo la dieta, quando mangiava 2000 calorie di zucchero e latte nell'arco di due ore, il suo quoziente respiratorio superava l'1,0, mentre con la sua dieta normale il quoziente respiratorio massimo dopo questi alimenti era inferiore a 1,0.

L'effetto del diabete è quello di mantenere basso il quoziente respiratorio, poiché un quoziente respiratorio di uno corrisponde all'ossidazione di carboidrati puri, mentre i diabetici estremi ossidano i grassi a preferenza dei carboidrati e possono avere un quoziente appena superiore a 0,7. I risultati degli esperimenti di Brown e Burr potrebbero essere interpretati nel senso che i grassi polinsaturi non solo abbassano il tasso metabolico, ma interferiscono soprattutto con il metabolismo degli zuccheri. In altre parole, suggeriscono che la dieta normale è diabetogena.

Durante i sei mesi dell'esperimento, l'insaturazione dei lipidi sierici di Brown è diminuita. Gli autori hanno riferito che "non c'è stato alcun cambiamento essenziale nel colesterolo sierico come risultato del cambiamento della dieta". Tuttavia, a novembre e dicembre, due mesi prima dell'inizio dell'esperimento, il colesterolo era stato di 252 mg.% in due misurazioni. All'inizio del test era 298, due settimane dopo 228 e quattro mesi dopo 206 mg%. La quantità totale di lipidi nel sangue non sembrava cambiare di molto, poiché i trigliceridi aumentavano mentre il colesterolo diminuiva.

All'epoca dell'esperimento di Brown, altri ricercatori avevano dimostrato che il livello di colesterolo aumentava nell'ipotiroidismo e diminuiva con l'aumento della funzione tiroidea e del consumo di ossigeno. Se il team di Burr avesse letto la letteratura medica, avrebbe compreso la relazione tra l'aumento del tasso metabolico di Brown e la diminuzione del livello di colesterolo. Ma hanno registrato i fatti, il che è prezioso.

Gli autori hanno scritto che "l'effetto soggettivo più interessante del regime "senza grassi" è stata la netta scomparsa della sensazione di stanchezza alla fine della giornata di lavoro".

La riduzione del tasso metabolico e della produzione di energia è una caratteristica comune dell'invecchiamento e della maggior parte delle malattie degenerative. Fin dall'inizio della vita di un animale, gli zuccheri sono la fonte primaria di energia, mentre con la maturazione e l'invecchiamento si assiste a una sostituzione dell'ossidazione degli zuccheri con l'ossidazione dei grassi. Gli anziani sono in grado di metabolizzare i grassi allo stesso ritmo dei giovani, ma il loro tasso metabolico complessivo è inferiore, perché non sono in grado di ossidare gli zuccheri allo stesso ritmo elevato dei giovani. Le persone grasse hanno una capacità selettivamente ridotta di ossidare gli zuccheri.

Lo stress e la fame portano a una relativa dipendenza dai grassi immagazzinati nei tessuti e la mobilitazione di questi come acidi grassi liberi in circolazione contribuisce a rallentare il metabolismo e ad abbandonare l'uso del glucosio per l'energia. Ciò è adattivo nel breve termine, poiché il glucosio immagazzinato nei tessuti (come glicogeno) è relativamente scarso e le proteine che compongono l'organismo verrebbero rapidamente consumate a scopo energetico, se non fosse per la ridotta richiesta di energia derivante dagli effetti degli acidi grassi liberi.

Uno dei punti in cui gli acidi grassi sopprimono l'utilizzo del glucosio è quello in cui questo viene convertito in fruttosio, nel processo di glicolisi. Quando il fruttosio è disponibile, può bypassare questa barriera all'uso del glucosio e continuare a fornire acido piruvico per il proseguimento del metabolismo ossidativo e, se i mitocondri stessi non forniscono energia sufficiente, può lasciare la cellula sotto forma di lattato, consentendo di continuare la produzione di energia glicolitica. Nel cervello, questo può sostenere la vita in caso di emergenza.

Ultimamente a molte persone è stato detto, nell'ambito di una campagna per spiegare l'alta incidenza della degenerazione del fegato grasso negli Stati Uniti, presumibilmente dovuta al consumo di troppi zuccheri, che il fruttosio può essere metabolizzato solo dal fegato. Il fegato ha la massima capacità di metabolizzare il fruttosio, ma anche gli altri organi lo metabolizzano.

Se il fruttosio può bypassare l'inibizione del metabolismo del glucosio da parte degli acidi grassi, per essere ossidato quando il glucosio non può farlo, e se il metabolismo del diabete comporta l'ossidazione degli acidi grassi invece che del glucosio, allora ci aspetteremmo che la quantità di fruttosio nel siero dei diabetici sia inferiore alla norma, anche se il loro tratto distintivo è la presenza di una maggiore quantità di glucosio. Secondo Osuagwu e Madumere (2008), è proprio così. Se nel diabete esiste una carenza di fruttosio, è opportuno integrarlo nella dieta. Oltre a essere una delle forme di zucchero coinvolte nella produzione di energia ordinaria, intercambiabile con il glucosio, il fruttosio ha alcune funzioni speciali, che non sono svolte altrettanto bene dal glucosio. È il principale zucchero coinvolto nella riproduzione, nel liquido seminale, nel liquido intrauterino e nel feto in via di sviluppo. Superate queste fasi cruciali della vita, il glucosio diventa la principale fonte molecolare di energia, tranne quando il sistema è sotto stress. È stato suggerito (Jauniaux, et al., 2005) che la predominanza del fruttosio rispetto al glucosio nell'ambiente dell'embrione contribuisca a mantenere l'ATP e lo stato ossidativo (potenziale redox cellulare) durante lo sviluppo nell'ambiente a basso contenuto di ossigeno. La placenta trasforma il glucosio del sangue materno in fruttosio e il fruttosio presente nel sangue materno può passare al feto; sebbene il glucosio possa tornare dal feto al sangue materno, il fruttosio non è in grado di muoversi in quella direzione, per cui viene mantenuta un'elevata concentrazione nei fluidi intorno al feto.

Il controllo del potenziale redox è talvolta chiamato "sistema di segnalazione redox", poiché influenza in modo coerente tutti i processi e le condizioni della cellula, compresi il pH e l'idrofobicità. Ad esempio, quando una cellula si prepara a dividersi, l'equilibrio si sposta fortemente dalla condizione ossidativa, con un aumento dei rapporti tra NADH e NAD+, tra GSH e GSSG e tra lattato e piruvato. Questi stessi spostamenti si verificano durante la maggior parte dei tipi di stress.

Nello stress naturale, la diminuzione della disponibilità di ossigeno o di nutrienti è spesso il problema principale e molti veleni possono produrre un'interferenza simile con la produzione di energia, ad esempio il cianuro o il monossido di carbonio, che bloccano l'uso dell'ossigeno, o l'etanolo, che inibisce l'ossidazione di zuccheri, grassi e aminoacidi (Shelmet, et al., 1988).

Quando l'ossigeno non rimuove costantemente gli elettroni dalle cellule (venendo ridotto chimicamente da esse), questi elettroni reagiscono altrove, creando radicali liberi (compreso l'ossigeno attivato) e ferro ridotto, che danno vita a reazioni chimiche inappropriate (Niknahad, et al., 1995; MacAllister, et al., 2011).

Stress e veleni di vario tipo, interferendo con il normale flusso di elettroni verso l'ossigeno, producono grandi quantità di radicali liberi, che possono diffondere danni strutturali e chimici, coinvolgendo tutti i sistemi della cellula. L'alcol etilico è una comune sostanza potenzialmente tossica che può avere questo effetto, causando un danno ossidativo in quanto consente l'accumulo di un eccesso di elettroni nella cellula, spostando l'equilibrio cellulare dallo stato ossidato stabile.

Da molti anni è noto che il fruttosio accelera l'ossidazione dell'etanolo (di circa l'80%). Il consumo di ossigeno in presenza di etanolo è aumentato dal fruttosio più che dal glucosio (Thieden e Lundquist, 1967). Oltre a rimuovere più rapidamente l'alcol dall'organismo, il fruttosio previene il danno ossidativo, mantenendo o ripristinando l'equilibrio redox della cellula, lo stato relativamente ossidato dei sistemi NADH/NAD+, lattato/piruvato e GSH/GSSH. Sebbene il glucosio abbia questa funzione stabilizzante e pro-ossidativa in molte situazioni, questa è una caratteristica generale del fruttosio, che a volte gli consente di avere l'effetto opposto del glucosio sullo stato redox della cellula. Sembra che sia proprio questo spostamento generalizzato dello stato redox della cellula verso l'ossidazione a spiegare la capacità di una piccola quantità di fruttosio di catalizzare l'ossidazione più rapida di una grande quantità di glucosio.

Oltre a proteggere dagli stress riduttivi, il fruttosio può anche proteggere dallo stress ossidativo dell'aumento del perossido di idrogeno (Spasojevic, et al., 2009). Il suo metabolita, il fruttosio 1,6-bisfosfato, è ancora più efficace come antiossidante.

Mantenere alto il tasso metabolico ha molti vantaggi, tra cui il rapido rinnovamento delle cellule e dei loro componenti, come il colesterolo e altri lipidi e le proteine, che sono sempre suscettibili di danni da ossidanti, ma l'alto tasso metabolico tende anche a mantenere il sistema redox nel giusto equilibrio, riducendo il tasso di danno ossidativo.

L'endotossina assorbita dall'intestino è uno degli stress ubiquitari che tende a causare danni da radicali liberi. Il fruttosio, probabilmente più del glucosio, è protettivo contro i danni da endotossina.

Molti fattori di stress causano perdite capillari, consentendo all'albumina e ad altri componenti del sangue di entrare negli spazi extracellulari o di essere persi nelle urine, e questo è una caratteristica del diabete, dell'obesità e di una serie di malattie infiammatorie e degenerative, tra cui il morbo di Alzheimer (Szekanecz e Koch, 2008; Ujiie, et al., 2003). Sebbene non se ne conosca il meccanismo, il fruttosio favorisce l'integrità dei capillari; l'alimentazione con fruttosio per 4 e 8 settimane ha provocato una riduzione della perdita capillare rispettivamente del 56% e del 51% (Chakir, et al., 1998; Plante, et al., 2003).

La capacità dei mitocondri di ossidare l'acido piruvico e il glucosio è caratteristicamente persa in qualche misura nel cancro. Quando questa ossidazione fallisce, l'equilibrio redox disturbato della cellula porta di solito alla sua morte; se invece riesce a sopravvivere, questo equilibrio favorisce la crescita e la divisione cellulare, piuttosto che la funzione differenziata. Questa è stata la scoperta di Otto Warburg, rifiutata dalla medicina ufficiale per 75 anni.

I ricercatori sul cancro si sono interessati a questo sistema enzimatico che controlla l'ossidazione dell'acido piruvico (e quindi degli zuccheri) da parte dei mitocondri, poiché questi enzimi sono gravemente difettosi nelle cellule tumorali (e anche nel diabete). La sostanza chimica DCA, dicloroacetato, è efficace contro diversi tipi di cancro e agisce riattivando gli enzimi che ossidano l'acido piruvico. Anche l'ormone tiroideo, l'insulina e il fruttosio attivano questi enzimi. Si tratta degli enzimi che vengono inattivati da un'eccessiva esposizione agli acidi grassi e che sono coinvolti nella progressiva sostituzione dell'ossidazione degli zuccheri con l'ossidazione dei grassi, durante lo stress e l'invecchiamento e nelle malattie degenerative; per esempio, è stato identificato un processo che inattiva la piruvato deidrogenasi, che produce energia, nel morbo di Alzheimer (Ishiguro, 1998). La niacinamide, abbassando gli acidi grassi liberi e regolando il sistema redox, favorendo l'ossidazione degli zuccheri, è utile nell'intero spettro delle malattie metaboliche degenerative.

Negli ultimi 80 anni, alcuni studiosi (a partire da Nasonov) hanno riconosciuto che l'idrofobicità di una cellula cambia con il suo grado di eccitazione e con il suo livello energetico. Recentemente, anche nei sistemi fisico-chimici non viventi, si è visto che l'idrofobicità e il potenziale redox variano insieme e si influenzano a vicenda. Un lavoro recente mostra come l'ossidazione degli acidi grassi contribuisca alla dissoluzione dei mitocondri (Macchioni, et al., 2010). A prima vista potrebbe sembrare strano che la presenza di materiale grasso possa ridurre la proprietà "amante dei grassi" (lipofila, equivalente a idrofobica) di una cellula, ma il grasso utilizzato come combustibile è sotto forma di acidi grassi, che sono simili a sapone e introducono spontaneamente "umidità" nella sostanza cellulare relativamente resistente all'acqua. La presenza di acidi grassi, compromettendo l'ultima fase ossidativa della respirazione, aumenta la tendenza del mitocondrio a rilasciare nella cellula il suo citocromo c in forma ridotta, portando alla morte apoptotica della cellula. La forma ossidata del citocromo è più idrofoba e stabile.

Burr non capì che era la dieta ad alto contenuto di zuccheri dei suoi ratti, priva di acidi grassi insaturi antiossidanti, a causare il loro tasso metabolico estremamente elevato, ma da allora molti esperimenti hanno chiarito che è proprio la componente di fruttosio del saccarosio a proteggere dai grassi antimetabolici.

Sebbene Brown e altri non si concentrassero sugli effetti biologici dello zucchero, i loro risultati sono importanti nella storia della ricerca sullo zucchero perché il loro lavoro è stato svolto prima che la cultura fosse influenzata dallo sviluppo della teoria lipidica delle malattie cardiache e dalla successiva idea che il fruttosio sia responsabile dell'aumento dei lipidi nel sangue.

Nel 1963 e nel 1964, alcuni esperimenti (Carroll, 1964) dimostrarono che gli effetti del glucosio e del fruttosio erano radicalmente influenzati dal tipo di grassi presenti nella dieta. Sebbene lo 0,6% delle calorie sotto forma di grassi polinsaturi impedisca la comparsa dell'acido Mead (che è considerato indice di una carenza di grassi essenziali), le diete "ad alto contenuto di fruttosio" aggiungono costantemente il 10% o più di olio di mais o altri grassi altamente insaturi alla dieta. Queste grandi quantità di PUFA non sono necessarie per prevenire una carenza, ma sono necessarie per oscurare gli effetti benefici del fruttosio.

Molti studi hanno rilevato che il saccarosio fa ingrassare meno dell'amido o del glucosio, cioè che si possono consumare più calorie senza aumentare di peso. Durante l'esercizio fisico, l'aggiunta di fruttosio al glucosio aumenta l'ossidazione dei carboidrati di circa il 50% (Jentjens e Jeukendrup, 2005). In un altro esperimento, i ratti sono stati alimentati con saccarosio o con Coca-Cola e Purina chow, e sono stati autorizzati a mangiare quanto volevano (Bukowiecki et al, 1983). Hanno consumato il 50% in più di calorie senza aumentare di peso, rispetto alla dieta standard. Ruzzin et al. (2005) hanno osservato ratti a cui è stata somministrata una soluzione di saccarosio al 10,5% o al 35%, oppure acqua, e hanno osservato che il saccarosio ha aumentato il loro consumo energetico di circa il 15% senza aumentare l'aumento di peso. Macor et al. (1990) hanno scoperto che il glucosio causava un aumento minore del tasso metabolico nelle persone obese rispetto a quelle normopeso, ma che il fruttosio aumentava il loro tasso metabolico tanto quanto quello delle persone normopeso. Tappy et al. (1993) hanno riscontrato un aumento simile della produzione di calore nelle persone obese, rispetto all'effetto del glucosio. Brundin et al. (1993) hanno confrontato gli effetti del glucosio e del fruttosio in persone sane e hanno riscontrato un maggiore consumo di ossigeno con il fruttosio, un aumento della temperatura del sangue e un maggiore aumento della produzione di anidride carbonica. Questi effetti metabolici hanno portato diversi gruppi a raccomandare l'uso del fruttosio per il trattamento dello shock, dello stress da intervento chirurgico o delle infezioni (ad esempio, Adolph et al., 1995).

L'alternativa allo zucchero comunemente consigliata nella dieta è l'amido, ma molti studi dimostrano che produce tutti gli effetti comunemente attribuiti al saccarosio e al fruttosio, ad esempio l'iperglicemia (Villaume, et al., 1984) e l'aumento di peso. L'aggiunta di fruttosio al glucosio "può ridurre marcatamente l'iperglicemia durante l'infusione intraportale di glucosio aumentando l'assorbimento epatico netto di glucosio anche quando la secrezione di insulina è compromessa" (Shiota, et al., 2005). "Il fruttosio appare più efficace negli individui normali che hanno una tolleranza al glucosio più scarsa" (Moore et al., 2000).

La perossidazione lipidica è coinvolta nelle malattie degenerative e molte pubblicazioni sostengono che il fruttosio la aumenti, nonostante il fatto che possa incrementare la produzione di acido urico, che è uno dei principali componenti del nostro sistema antiossidante endogeno (ad esempio, Waring, et al., 2003). Quando i ratti sono stati alimentati per 8 settimane con una dieta con il 18% di fruttosio e l'11% di acidi grassi saturi, il contenuto di grassi polinsaturi nel sangue è diminuito, come nell'esperimento di Brown et al. e il loro stato antiossidante totale è aumentato (Girard et al., 2005). Quando a ratti ipertesi spontanei soggetti a ictus è stato somministrato il 60% di fruttosio, la superossido dismutasi nel loro fegato è aumentata e gli autori suggeriscono che questo "può costituire un meccanismo protettivo precoce" (Brosnan e Carkner, 2008). Quando alle persone è stata somministrata una bevanda da 300 calorie contenente glucosio, fruttosio o succo d'arancia, i soggetti che hanno ricevuto il glucosio hanno registrato un forte aumento dello stress ossidativo e infiammatorio (specie reattive dell'ossigeno e legame di NF-kappaB), mentre questi cambiamenti erano assenti nei soggetti che hanno ricevuto il fruttosio o il succo d'arancia (Ghanim, et al., 2007).

Una delle osservazioni di Brown et al. è che il livello di fosfato nel siero è diminuito durante la dieta sperimentale. Diversi studi successivi dimostrano che il fruttosio aumenta l'escrezione di fosfato nelle urine, mentre ne diminuisce il livello nel siero. Tuttavia, un'opinione comune è che sia solo la fosforilazione del fruttosio, che ne aumenta la quantità nelle cellule, a causare la diminuzione nel siero; questo potrebbe spiegare il calo momentaneo del fosfato sierico durante un carico di fruttosio, ma - poiché c'è solo una quantità massima di fosfato che può essere legata al fruttosio intracellulare - non può spiegare la depressione cronica del fosfato sierico con una dieta continua di fruttosio o saccarosio.

Ci sono molte ragioni per pensare che una leggera riduzione del fosfato sierico sarebbe benefica. È stato suggerito che il consumo di frutta sia protettivo contro il cancro alla prostata, abbassando il fosfato sierico (Kapur, 2000). Il gene che sopprime l'invecchiamento scoperto nel 1997, che prende il nome dalla dea greca Klotho che promuove la vita, sopprime il riassorbimento del fosfato da parte del rene (che è anche una funzione dell'ormone paratiroideo) e inibisce la formazione della forma attivata della vitamina D, opponendosi all'effetto dell'ormone paratiroideo. In assenza del gene, il fosfato sierico è elevato e l'animale invecchia e muore prematuramente. Negli esseri umani, negli ultimi anni è stata documentata un'associazione molto stretta tra l'aumento dei livelli di fosfato, all'interno dell'intervallo normale, e l'aumento del rischio di malattie cardiovascolari. Il fosfato sierico aumenta nelle persone affette da osteoporosi (Gallagher, et al., 1980) e vari trattamenti che abbassano il fosfato sierico migliorano la mineralizzazione ossea, con la ritenzione di fosfato di calcio (Ma e Fu, 2010; Batista, et al., 2010; Kelly, et al., 1967; Parfitt, 1965; Kim, et al., 2003).

Ad alta quota, o quando si assume un inibitore dell'anidrasi carbonica, c'è più anidride carbonica nel sangue e il fosfato sierico è più basso; il saccarosio e il fruttosio aumentano il quoziente respiratorio e la produzione di anidride carbonica, e questo è probabilmente un fattore di riduzione del fosfato sierico.

Il fruttosio influisce sulla capacità dell'organismo di trattenere altri nutrienti, tra cui magnesio, rame, calcio e altri minerali. Confrontando diete con il 20% delle calorie provenienti dal fruttosio o dall'amido di mais, Holbrook et al. (1989) hanno concluso che "i risultati indicano che il fruttosio alimentare migliora l'equilibrio minerale". Normalmente, le cose (come la tiroide e la vitamina D) che migliorano la ritenzione del magnesio e di altri nutrienti sono considerate buone, ma la mitologia del fruttosio permette ai ricercatori di concludere, dopo aver riscontrato un aumento dell'equilibrio del magnesio, con il 4% o il 20% dell'energia proveniente dal fruttosio (rispetto all'amido di mais, al pane e al riso), "che il fruttosio alimentare influisce negativamente sull'omeostasi macrominerale nell'uomo". (Milne e Nielsen, 2000). Un altro studio ha confrontato gli effetti di una dieta con acqua semplice o acqua contenente il 13% di glucosio, saccarosio, fruttosio o sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio sulle proprietà delle ossa dei ratti: densità minerale ossea e contenuto minerale, forza ossea e bilancio minerale. Le differenze maggiori si sono registrate tra gli animali che hanno bevuto le soluzioni di glucosio e fruttosio. I ratti che ricevevano il glucosio avevano una riduzione del fosforo nelle ossa e una maggiore quantità di calcio nelle urine rispetto ai ratti che ricevevano il fruttosio. "I risultati suggeriscono che il glucosio, piuttosto che il fruttosio, esercitava effetti più deleteri sull'equilibrio minerale e sulle ossa" (Tsanzi, et al., 2008).

Un esperimento più vecchio ha messo a confronto due gruppi con una dieta altrimenti ben bilanciata, priva di vitamina D, contenente il 68% di amido o il 68% di saccarosio. Un terzo gruppo ha ricevuto la stessa dieta a base di amido, ma con l'aggiunta di vitamina D. I topi che seguivano la dieta a base di amido con carenza di vitamina D avevano livelli molto bassi di calcio nel sangue e il contenuto di calcio nelle ossa era basso, proprio come ci si aspettava con la carenza di vitamina D. Tuttavia, i topi che seguivano una dieta a base di saccarosio, anch'essa carente di vitamina D, presentavano livelli normali di calcio nel sangue. Il saccarosio, a differenza dell'amido, manteneva l'omeostasi del reclamo. Un tracciante di calcio radioattivo ha mostrato un normale assorbimento da parte dell'osso e anche uno sviluppo osseo apparentemente normale, sebbene le loro ossa fossero più leggere rispetto a quelle di chi riceveva la vitamina D.

Alcune persone mi hanno detto che quando hanno cercato articoli sul fruttosio su PubMed non hanno trovato nulla, se non articoli sui suoi effetti negativi. Le ragioni sono due. PubMed, come il precedente Index Medicus, rappresenta il materiale della National Library of Medicine ed è un database medico, piuttosto che scientifico, e c'è una grande quantità di ricerche importanti che ignora. Inoltre, a causa della natura autoritaria e conformista della professione medica, quando un ricercatore osserva qualcosa che è contrario all'opinione della maggioranza, è improbabile che il titolo della pubblicazione si concentri su questo aspetto. In troppi articoli di riviste mediche, il titolo e le conclusioni travisano i dati riportati nell'articolo.

Quando l'idea di "indice glicemico" veniva diffusa dai dietologi, era già noto che l'amido, costituito da catene di molecole di glucosio, aveva un indice molto più alto del fruttosio e del saccarosio. La comparsa più rapida del glucosio nel sangue stimola una maggiore quantità di insulina e l'insulina stimola la sintesi dei grassi, quando c'è più glucosio di quello che può essere ossidato immediatamente. Se l'amido o il glucosio vengono consumati contemporaneamente a grassi polinsaturi, che ne inibiscono l'ossidazione, si produrrà più grasso. Molti esperimenti sugli animali lo dimostrano, anche quando intendono mostrare i pericoli del fruttosio e del saccarosio.

Ad esempio (Thresher, et al., 2000), i ratti sono stati alimentati con diete al 68% di carboidrati, al 12% di grassi (olio di mais) e al 20% di proteine. In un gruppo i carboidrati erano costituiti da amido (amido di mais e maltodestrina, con un'equivalenza di glucosio del 10%), mentre in altri gruppi erano costituiti da 68% di saccarosio, 34% di fruttosio e 34% di glucosio, oppure 34% di fruttosio e 34% di amido. (Una stranezza interessante è che i trigliceridi a digiuno erano più alti nel gruppo fruttosio+amido).

Il peso dei cuscinetti di grasso (epididimo, retroperitoneale e mesenterico) era maggiore nel gruppo fruttosio+amido e minore nel gruppo saccarosio. Il grasso del gruppo amido era di peso intermedio tra quello del gruppo saccarosio e quello del gruppo fruttosio+glucosio.

All'inizio della dieta sperimentale, il peso medio degli animali era di 213,1 grammi. Dopo cinque settimane, gli animali del gruppo fruttosio+glucosio hanno guadagnato 164 grammi, quelli del gruppo saccarosio 177 grammi e quelli del gruppo amido 199,2 grammi. Gli animali hanno mangiato tutta la dieta che volevano, e quelli del gruppo saccarosio hanno mangiato di meno.

Lo scopo dello studio era verificare se il fruttosio causasse "intolleranza al glucosio" e "resistenza all'insulina". Poiché l'insulina stimola l'appetito (Chance et al., 1986; Dulloo e Girardier, 1989; Czech, 1988; DiBattista, 1983; Sonoda, 1983; Godbole e York, 1978) e la sintesi dei grassi, la riduzione del consumo di cibo e dell'aumento di peso dimostra che il fruttosio protegge da questi effetti potenzialmente dannosi dell'insulina.

Gran parte dell'attuale preoccupazione per i pericoli del fruttosio si concentra sullo sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio (HFCS), derivato dall'amido di mais. Molti studi partono dal presupposto che la sua composizione sia quasi tutta a base di fruttosio e glucosio. Tuttavia, Wahjudi et al. (2010) hanno analizzato campioni di HFCS prima e dopo averlo idrolizzato in acido, per scomporre gli altri carboidrati presenti. Hanno scoperto che il contenuto di carboidrati era diverse volte superiore ai valori indicati. "La sottostima del contenuto di carboidrati nelle bevande può essere un fattore che contribuisce allo sviluppo dell'obesità nei bambini", ed è particolarmente interessante che la maggior parte di essi sia presente sotto forma di materiali simili all'amido. Molti sostengono che il consumo di fruttosio sia aumentato notevolmente negli ultimi 30 o 40 anni e che questo sia responsabile dell'epidemia di obesità e diabete. Secondo il Servizio di Ricerca Economica dell'USDA, nel 2007 il consumo di calorie da prodotti a base di farina e cereali è aumentato del 3% rispetto al 1970, mentre le calorie da zuccheri aggiunti sono diminuite dell'1%. Le calorie provenienti da carne, uova e noci sono diminuite del 4%, quelle provenienti dai latticini sono diminuite del 3% e quelle provenienti dai grassi aggiunti sono aumentate del 7%. La percentuale di calorie provenienti da frutta e verdura è rimasta invariata. La persona media ha consumato 603 calorie al giorno in più nel 2007 rispetto al 1970. Se i cambiamenti nella dieta nazionale sono responsabili dell'aumento dell'obesità, del diabete e delle malattie ad essi associate, allora sembrerebbe che l'aumento del consumo di grassi e amidi sia responsabile, il che sarebbe coerente con gli effetti noti degli amidi e dei grassi polinsaturi.

Nelle scimmie che vivono in natura, quando la loro dieta è costituita principalmente da frutta, il cortisolo è basso, mentre aumenta quando mangiano una dieta con meno zuccheri (Behie, et al., 2010). Il consumo di saccarosio abbassa l'ACTH, il principale ormone ipofisario dello stress (Klement, et al., 2009; Ulrich-Lai, et al., 2007) e lo stress favorisce l'aumento del consumo di zuccheri e grassi (Pecoraro, et al., 2004). Se agli animali vengono rimosse le ghiandole surrenali, in modo che manchino gli steroidi surrenali, scelgono di consumare più saccarosio (Laugero, et al., 2001). Lo stress sembra essere percepito come un bisogno di zucchero. In assenza di saccarosio, soddisfare questo bisogno con amido e grassi porta più facilmente all'obesità.

Gli ormoni glucocorticoidi inibiscono il metabolismo dello zucchero. Lo zucchero è essenziale per lo sviluppo e il mantenimento del cervello. Gli effetti della stimolazione ambientale e dello stress da privazione possono essere rilevati nello spessore della corteccia cerebrale in soli 4 giorni nei ratti in crescita (Diamond, et al., 1976). Questi effetti possono persistere per tutta la vita e vengono addirittura trasmessi per via transgenerazionale. Le prove sperimentali dimostrano che i grassi polinsaturi (omega-3) ritardano lo sviluppo cerebrale del feto e che lo zucchero lo favorisce. Questi fatti contrastano con alcune delle idee attualmente in voga sull'evoluzione del cervello umano basata su diete ancestrali a base di pesce o carne, il che è importante solo nella misura in cui queste teorie antropologiche vengono utilizzate per contrastare la frutta e gli altri zuccheri nella dieta attuale.

Il miele è stato utilizzato a scopo terapeutico per migliaia di anni e recentemente sono state condotte ricerche che ne documentano una serie di usi, tra cui il trattamento di ulcere e coliti e di altre condizioni infiammatorie. L'obesità aumenta i mediatori dell'infiammazione, tra cui la proteina C-reattiva (CRP) e l'omocisteina. Il miele, che contiene fruttosio e glucosio liberi, abbassa la CRP e l'omocisteina, così come i trigliceridi, il glucosio e il colesterolo, mentre aumenta l'insulina più del saccarosio (Al-Waili, 2004). L'ipoglicemia intensifica le reazioni infiammatorie, mentre l'insulina può ridurre l'infiammazione se lo zucchero è disponibile. L'obesità, come il diabete, sembra implicare una carenza energetica cellulare, derivante dall'incapacità di metabolizzare lo zucchero.

Il saccarosio (e talvolta il miele) è sempre più utilizzato per ridurre il dolore nei neonati, per piccole cose come le iniezioni (Guala, et al., 2001; Okan, et al., 2007; Anand, et al., 2005; Schoen e Fischell, 1991). È efficace anche negli adulti. Agisce influenzando una serie di sistemi nervosi e riduce lo stress. L'insulina è probabilmente coinvolta nell'analgesia da zucchero, così come nell'infiammazione, poiché promuove l'ingresso delle endorfine nel cervello (Witt, et al., 2000).

Un metabolita extracellulare fosforilato del fruttosio, il difosfoglicerato, ha un effetto regolatore essenziale nel sangue; un altro metabolita del fruttosio, il difosfato di fruttosio, è in grado di ridurre il rilascio di istamina da parte dei mastociti e di proteggere dalle lesioni ossidative e ipossiche e dallo shock endotossico; inoltre, riduce l'espressione dei mediatori dell'infiammazione TNF-alfa, IL-6, l'ossido nitrico sintasi e l'attivazione di NF-kappaB, oltre ad altri effetti protettivi; il suo valore terapeutico è noto, ma la sua relazione con gli zuccheri alimentari non è stata studiata.

Una dieta giornaliera che includa due litri di latte e un quarto di succo d'arancia fornisce abbastanza fruttosio e altri zuccheri per una resistenza generale allo stress, ma quantità maggiori di succo di frutta, miele o altri zuccheri possono proteggere dall'aumento dello stress e possono invertire alcune delle condizioni degenerative accertate.

Lo zucchero granulato raffinato è estremamente puro, ma manca di tutti i nutrienti essenziali, quindi deve essere considerato come materiale terapeutico temporaneo o come sostituto occasionale quando non è disponibile della buona frutta o quando il miele disponibile è allergenico.