High-fructose and high-fat diet damages liver mitochondria, study finds
Researchers at Joslin Diabetes Center have found that high levels of fructose in the diet inhibit the liver's ability to properly metabolize fat. This effect is specific to fructose. Indeed, equally high levels of glucose in the diet actually improve the fat-burning function of the liver. This explains why high dietary fructose has more negative health impacts than glucose does, even though they have the same caloric content. 
"This is one of a series of studies that we've been doing concerning what role high fructose in the diet plays in terms of insulin resistance and metabolic syndrome," says C. Ronald Kahn, Chief Academic Officer at Joslin and the Mary K. Iacocca Professor of Medicine at Harvard Medical School and lead author on the study published in Cell Metabolism. "Fructose makes the liver accumulate fat. It acts almost like adding more fat to the diet. This contrasts the effect of adding more glucose to the diet, which promotes the liver's ability to burn fat, and therefore actually makes for a healthier metabolism."
"The most important takeaway of this study is that high fructose in the diet is bad," says Dr. Kahn. "It's not bad because it's more calories, but because it has effects on liver metabolism to make it worse at burning fat. As a result, adding fructose to the diet makes the liver store more fat, and this is bad for the liver and bad for whole body metabolism." "Surprisingly, when you switch the sugar in the diet from fructose to glucose, even though they're both equally caloric, the glucose doesn't have that effect. In fact, if anything, overall metabolism is somewhat better than if they just were on plain high-fat diet."
"In this paper we wanted to figure out at a mechanistic level how this could be possible."
In a series of animal studies, the Joslin researchers compared effects on metabolism of six different diets: regular chow, chow with high fructose, chow with high glucose, a high-fat diet, a high-fat diet with high fructose, and a high-fat diet with high glucose.
The researchers analyzed different known markers of fatty liver to determine the effects of each diet. For example, they looked at levels of acylcarnitines in the liver's cells. Acylcarnitines are produced when the liver burns fats. High levels of these are a bad sign, since it means there is a lot of fat in the liver being burned. Acylcarnitines were highest in the animals on the high-fat plus high fructose diet. They were lower in the high-fat plus glucose diet than in the plain high-fat diet, which reflected previous observational findings and indicated that glucose performed an assistive fat-burning action in these animals.
They also monitored the activity of a critical enzyme for fat-burning known as CPT1a. In the case of CPT1a, the higher the levels the better—they indicate that mitochondria are performing their fat-burning jobs correctly. However, in the high-fat plus fructose diet the researchers found that levels of CPT1a are low and their activity was very low, meaning mitochondria can't function properly.
This led the researchers to investigate the mitochondria themselves.
"When mitochondria are healthy, they have this nice ovoid shape and crosshatching," says Dr. Kahn. "In the high-fat plus fructose group, these mitochondria are fragmented and they're not able to burn fat as well as the healthy mitochondria. But looking at the high-fat diet plus glucose group, those mitochondria become more normal looking because they are burning fat normally."
These findings, combined with other markers they monitored, proved that both high-fat and high-fat plus fructose diets damages mitochondria and makes it easier for the liver to synthesize and store fat rather than burn it.
Dr. Kahn and colleagues plan believe that developing a drug which blocks fructose metabolism could prevent the negative actions of fructose and help prevent fatty liver disease and its adverse metabolic consequences, including impaired glucose tolerance and type 1 diabetes. 

De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)

High-fructose en vetrijk dieet beschadigt lever-mitochondriën, vindt studie
Onderzoekers van het Joslin Diabetes Center hebben ontdekt dat hoge niveaus van fructose in het dieet het vermogen van de lever remmen om vet goed te metaboliseren. Dit effect is specifiek voor fructose. Inderdaad, even hoge niveaus van glucose in het dieet verbeteren feitelijk de vetverbrandende functie van de lever. Dit verklaart waarom fructose met een hoog voedingspatroon meer negatieve gezondheidseffecten heeft dan glucose, ook al hebben ze hetzelfde calorische gehalte.
"Dit is een van een reeks onderzoeken die we hebben gedaan naar de rol die hoge fructose in het dieet speelt in termen van insulineresistentie en metabool syndroom", zegt C. Ronald Kahn, Chief Academic Officer bij Joslin en de Mary K. Iacocca hoogleraar geneeskunde aan de Harvard Medical School en hoofdauteur van de studie gepubliceerd in Cell Metabolism. "Fructose zorgt ervoor dat de lever vet ophoopt. Het werkt bijna als het toevoegen van meer vet aan het dieet. Dit contrasteert het effect van het toevoegen van meer glucose aan het dieet, wat het vermogen van de lever om vet te verbranden bevordert en daarom eigenlijk zorgt voor een gezonder metabolisme."
"De belangrijkste boodschap van deze studie is dat hoge fructose in het dieet slecht is", zegt Dr. Kahn. "Het is niet slecht omdat het meer calorieën bevat, maar omdat het effecten heeft op het levermetabolisme om het verbranden van vet erger te maken. Als gevolg hiervan voegt fructose aan het dieet de lever meer vet toe, en dit is slecht voor de lever en slecht voor metabolisme van het hele lichaam. " "Verrassend genoeg, als je de suiker in het dieet overschakelt van fructose naar glucose, hoewel ze beide even calorisch zijn, heeft de glucose dat effect niet. In feite is de algehele stofwisseling in feite iets beter dan wanneer ze gewoon waren op gewoon vetrijk dieet. "
"In dit artikel wilden we op mechanistisch niveau uitzoeken hoe dit mogelijk zou kunnen zijn."
In een reeks dierstudies vergeleken de onderzoekers van Joslin de effecten op het metabolisme van zes verschillende diëten: regulier voer, voer met hoge fructose, voer met veel glucose, een vetrijk dieet, een vetrijk dieet met hoog fructose en een hoog -vet dieet met veel glucose.
De onderzoekers analyseerden verschillende bekende markers van leververvetting om de effecten van elk dieet te bepalen. Ze keken bijvoorbeeld naar niveaus van acylcarnitines in de levercellen. Acylcarnitines worden geproduceerd wanneer de lever vetten verbrandt. Hoge niveaus hiervan zijn een slecht teken, omdat het betekent dat er veel vet in de lever wordt verbrand. Acylcarnitines waren het hoogst bij de dieren met een vetrijk en hoog fructosedieet. Ze waren lager in het vetrijke en glucosedieet dan in het gewone vetrijke dieet, hetgeen eerdere waarnemingen weerspiegelde en aangaf dat glucose bij deze dieren een ondersteunende vetverbrandende werking had.
Ze volgden ook de activiteit van een kritisch enzym voor vetverbranding, bekend als CPT1a. In het geval van CPT1a, hoe hoger de niveaus, hoe beter - ze geven aan dat mitochondria hun vetverbrandende taken correct uitvoeren. In het vetrijke en fructosedieet ontdekten de onderzoekers echter dat de niveaus van CPT1a laag zijn en hun activiteit erg laag was, wat betekent dat mitochondriën niet goed kunnen functioneren.
Dit bracht de onderzoekers ertoe de mitochondria zelf te onderzoeken.
"Wanneer mitochondria gezond zijn, hebben ze deze mooie eivormige vorm en kruisarcering", zegt Dr. Kahn. "In de vetrijke en fructosegroep zijn deze mitochondriën gefragmenteerd en kunnen ze niet net zo goed vet verbranden als de gezonde mitochondriën. Maar kijkend naar de vetrijke voeding plus glucosegroep, zien die mitochondriën er normaler uit omdat ze normaal vet verbranden. "
Deze bevindingen, in combinatie met andere markers die ze hebben gemonitord, bewezen dat zowel vetrijke als vetrijke plus fructosediëten mitochondriën beschadigen en het de lever gemakkelijker maakt om vet te synthetiseren en op te slaan in plaats van het te verbranden.
Dr. Kahn en collega's zijn van mening dat het ontwikkelen van een medicijn dat het fructosemetabolisme blokkeert, de negatieve acties van fructose kan voorkomen en kan helpen om leververvetting en de nadelige metabole gevolgen ervan te voorkomen, waaronder een verminderde glucosetolerantie en type 1 diabetes.