The gut shields the liver from fructose-induced damage 
After one consumes food or a beverage containing fructose, the gastrointestinal system, or gut, helps to shield the liver from damage by breaking down the sugar before it reaches the liver, according to a new multi-center study led by researchers in the Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania. However, the consumption of too much fructose -- particularly in a short period of time -- can overwhelm the gut, causing fructose to "spill over" into the liver, where it wreaks havoc and causes fatty liver, researchers discovered.
The findings, in mice, help to unravel longstanding questions about how the body metabolizes fructose -- a form of sugar often found in fruits, vegetables, and honey, as well as most processed foods in the form of high fructose corn syrup. Consumption of fructose has increased 100-fold over the last century, even as studies have shown that excessive consumption, particularly sweet drinks, are linked to non-alcoholic fatty liver disease, obesity and diabetes. The findings were published in Nature Metabolism.
"What we discovered and show here is that, after you eat or drink fructose, the gut actually consumes the fructose first -- helping to protect the liver from fructose-induced damage," said the study's corresponding author Zoltan Arany, MD, PhD, a professor of Cardiovascular Medicine at Penn. "Importantly, we also show that consuming the food or beverage slowly over a long meal, rather than in one gulp, can mitigate the adverse consequences."
Studies have shown that the excessive consumption of fructose can be toxic to the liver. When large quantities of fructose reach the liver, the liver uses excess fructose to create fat, a process called lipogenesis. Eventually, people who consume too much fructose can develop nonalcoholic fatty liver disease, a condition in which too much fat is stored in the liver cells.
Until now, it hasn't been clear whether the gut's role in processing the fructose prevents or contributes to fructose-induced lipogenesis and the development of liver diseases. For this study, the team of researchers, including Princeton University's Joshua Rabinowitz, MD, PhD, studied a key enzyme, called ketohexokinase, that controls how fast fructose is consumed. They showed, by genetically engineering mice, that lowering the levels of this enzyme in the gut led to fatty livers in the mice. Conversely, the team showed that increasing the level of ketohexokinase in the gut protected from fatty liver. Thus, the researchers found the breakdown of fructose in the gut mitigates the development of extra fat in liver cells in mice. They discovered that the rate at which the intestine can clear fructose determines the rate at which fructose can be safely ingested.
In addition, the team showed the same amount of fructose is more likely to result in the development of fatty liver when its consumed via a beverage versus food. Similarly, one faces an increased likelihood of developing fatty liver when consuming fructose in a single setting compared to several doses spread over 45 minutes.
"Collectively, our findings show fructose induces lipogenesis when the intake rate exceeds the gut's capacity to process fructose and protect the liver," Arany said. "In the modern context of excessive availability and consumption of processed foods, it is easy to see how the resulting fructose spillover would drive metabolic syndrome."
Researchers noted that more work is needed to determine the extent to which these findings in mice extend to humans. Additional Penn authors include Shogo Wada, Steven Yang and Bridget Gosis.
The research was supported, in part, by a grant from the DRC Regional Metabolomics Core (P30 DK19525), National Institutes of Health (1DP1DK113643 and DK107667).
Cholsoon Jang, Shogo Wada, Steven Yang, Bridget Gosis, Xianfeng Zeng, Zhaoyue Zhang, Yihui Shen, Gina Lee, Zoltan Arany, Joshua D. Rabinowitz. The small intestine shields the liver from fructose-induced steatosis. Nature Metabolism, 2020; DOI: 10.1038/s42255-020-0222-9 

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)

De darmen beschermen de lever tegen door fructose veroorzaakte schade
Nadat iemand voedsel of een drank met fructose heeft geconsumeerd, helpt het maagdarmstelsel of de darmen de lever te beschermen tegen schade door de suiker af te breken voordat deze de lever bereikt, volgens een nieuwe multicenter studie onder leiding van onderzoekers van de Perelman School of Medicine aan de University of Pennsylvania. De consumptie van te veel fructose - vooral in korte tijd - kan de darmen echter overweldigen, waardoor fructose in de lever terechtkomt, waar het grote schade aanricht en leververvetting veroorzaakt, ontdekten onderzoekers.
De bevindingen bij muizen helpen bij het ontrafelen van al lang bestaande vragen over hoe het lichaam fructose metaboliseert - een vorm van suiker die vaak wordt aangetroffen in fruit, groenten en honing, evenals de meeste bewerkte voedingsmiddelen in de vorm van fructose-glucosestroop. De consumptie van fructose is de afgelopen eeuw 100 keer zo groot geworden, ook al hebben onderzoeken aangetoond dat overmatige consumptie, met name zoete dranken, verband houdt met niet-alcoholische leververvetting, obesitas en diabetes. De bevindingen zijn gepubliceerd in Nature Metabolism.
"Wat we hier hebben ontdekt en laten zien, is dat, nadat je fructose hebt gegeten of gedronken, de darmen de fructose daadwerkelijk als eerste consumeren, waardoor de lever wordt beschermd tegen door fructose veroorzaakte schade", aldus de corresponderende auteur van het onderzoek, Zoltan Arany, MD, PhD, een professor in cardiovasculaire geneeskunde aan Penn. "Belangrijk is ook dat we ook laten zien dat het langzaam consumeren van voedsel of drank tijdens een lange maaltijd, in plaats van in één teug, de nadelige gevolgen kan verzachten."
Studies hebben aangetoond dat overmatige consumptie van fructose giftig kan zijn voor de lever. Wanneer grote hoeveelheden fructose de lever bereiken, gebruikt de lever overtollige fructose om vet aan te maken, een proces dat lipogenese wordt genoemd. Uiteindelijk kunnen mensen die te veel fructose consumeren, niet-alcoholische leververvetting krijgen, een aandoening waarbij te veel vet wordt opgeslagen in de levercellen.
Tot nu toe was het niet duidelijk of de rol van de darmen bij het verwerken van fructose door fructose geïnduceerde lipogenese en de ontwikkeling van leverziekten voorkomt of daaraan bijdraagt. Voor deze studie heeft het team van onderzoekers, waaronder Joshua Rabinowitz, MD, PhD van Princeton University, een sleutelenzym bestudeerd, ketohexokinase genaamd, dat bepaalt hoe snel fructose wordt geconsumeerd. Ze toonden door middel van genetische manipulatie van muizen aan dat het verlagen van de niveaus van dit enzym in de darmen leidde tot vette levers bij de muizen. Omgekeerd toonde het team aan dat het verhogen van het niveau van ketohexokinase in de darmen beschermt tegen leververvetting. Zo ontdekten de onderzoekers dat de afbraak van fructose in de darmen de ontwikkeling van extra vet in levercellen bij muizen vermindert. Ze ontdekten dat de snelheid waarmee de darm fructose kan verwijderen, de snelheid bepaalt waarmee fructose veilig kan worden ingenomen.
Bovendien toonde het team aan dat dezelfde hoeveelheid fructose waarschijnlijker leidt tot de ontwikkeling van leververvetting wanneer het wordt geconsumeerd via een drank versus voedsel. Evenzo wordt men geconfronteerd met een verhoogde kans op het ontwikkelen van leververvetting bij het consumeren van fructose in een enkele setting in vergelijking met verschillende doses verspreid over 45 minuten.
"Gezamenlijk laten onze bevindingen zien dat fructose lipogenese induceert wanneer de inname groter is dan het vermogen van de darmen om fructose te verwerken en de lever te beschermen", zei Arany. "In de moderne context van overmatige beschikbaarheid en consumptie van bewerkte voedingsmiddelen, is het gemakkelijk in te zien hoe de resulterende fructose-overloop het metabool syndroom zou stimuleren."
Onderzoekers merkten op dat er meer werk nodig is om te bepalen in hoeverre deze bevindingen bij muizen zich ook uitstrekken tot mensen. Andere Penn-auteurs zijn onder meer Shogo Wada, Steven Yang en Bridget Gosis.
Het onderzoek werd gedeeltelijk ondersteund door een subsidie van de DRC Regional Metabolomics Core (P30 DK19525), National Institutes of Health (1DP1DK113643 en DK107667).
Cholsoon Jang, Shogo Wada, Steven Yang, Bridget Gosis, Xianfeng Zeng, Zhaoyue Zhang, Yihui Shen, Gina Lee, Zoltan Arany, Joshua D. Rabinowitz. De dunne darm beschermt de lever tegen door fructose geïnduceerde steatose. Nature Metabolism, 2020; DOI: 10.1038 / s42255-020-0222-9