How protein protects against fatty liver
Non-alcoholic fatty liver disease is the most common chronic liver disease in the world, with sometimes life-threatening consequences. A high-protein, calorie-reduced diet can cause the harmful liver fat to melt away more effectively than a low-protein diet. A new study by DIfE/DZD researchers published in the journal Liver International shows which molecular and physiological processes are potentially involved.
Causes and consequences of a non-alcoholic fatty liver
Non-alcoholic fatty liver disease is characterized by a build-up of fat in the liver and is often associated with obesity, type 2 diabetes, high blood pressure and lipid disorders. If left untreated, fatty liver can lead to cirrhosis with life-threatening consequences. The causes of the disease range from an unhealthy lifestyle—that is, eating too many high-fat, high-sugar foods and lack of exercise—to genetic components. Already in previous studies, the research team led by PD Dr. Olga Ramich and Professor Andreas Pfeiffer from the German Institute of Human Nutrition Potsdam-Rehbruecke (DIfE) observed a positive effect of a high-protein diet on liver fat content. "The new results now give us deeper insights into how the high-protein diet works," said Ramich, head of the research group Molecular Nutritional Medicine at DIfE.
High-protein diet is more effective than low-protein diet
For the current study, the research team led by Ramich and Pfeiffer investigated how the protein content of food influences the amount of liver fat in obese people with a non-alcoholic fatty liver. For this, the 19 participants were to follow either a diet with a high or low protein content for three weeks. Subsequently, surgery to treat obesity (bariatric surgery) was carried out and liver samples were collected.
Analysis of the samples showed that a calorie-reduced, high-protein diet decreased liver fat more effectively than a calorie-reduced, low-protein diet: while the liver-fat content in the high-protein group decreased by around 40 percent, the amount of fat in the liver samples of the low-protein group remained unchanged. The study participants in both groups lost a total of around five kilograms. "If the results continue to be confirmed in larger studies, the recommendation for an increased intake of protein together with a healthy low-fat diet as part of an effective fatty liver therapy could find its way into medical practice," said Andreas Pfeiffer, head of the Research Group Clinical Nutrition/DZD at DIfE and the Clinic for Endocrinology in the Charité—Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin.
Molecular fat absorption mechanisms
The researchers assume that the positive effect of the high-protein diet is mainly due to the fact that the uptake, storage and synthesis of fat is suppressed. This is indicated by extensive genetic analyses of the liver samples that Professor Stephan Herzig and his team at Helmholtz Zentrum München conducted. According to these analyses, numerous genes that are responsible for the absorption, storage and synthesis of fat in the liver were less active after the high-protein diet than after the low-protein diet.
Unexpected results
In addition, Olga Ramich's research group, together with the Department of Physiology of Energy Metabolism at DIfE, also investigated the functions of the mitochondria. "Mitochondrial activity was very similar in both groups. That surprised us. We originally assumed that the high-protein diet would increase mitochondrial activity and thus contribute to the degradation of liver fat," said Department Head Professor Susanne Klaus. The researchers were also surprised that the serum levels of Fibroblast Growth Factor 21 (FGF21) were lower after the high-protein diet which reduced liver fat than after the low-protein diet. "FGF21 is known to have beneficial effects on metabolic regulation. Further studies will be necessary to show why the factor was reduced in the actually positively acting high-protein diet," said Ramich. Furthermore, autophagy activity was lower in liver tissue after the high-protein diet compared to the low-protein diet. "Lipid degradation via 'lipophagy', as a special form of autophagy, therefore does not appear to be involved in the breakdown of liver fat in the high-protein diet."
As a next step, Ramich and Pfeiffer intend to follow up their findings about the mechanisms involved and thus gain new insights into the mode of action of targeted dietary intervention strategies. 

Excessive fructose consumption may cause a leaky gut, leading to fatty liver disease
Excessive consumption of fructose-a sweetener ubiquitous in the American diet-can result in non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), which is comparably abundant in the United States. But contrary to previous understanding, researchers at University of California San Diego School of Medicine report that fructose only adversely affects the liver after it reaches the intestines, where the sugar disrupts the epithelial barrier protecting internal organs from bacterial toxins in the gut.
Developing treatments that prevent intestinal barrier disruption, the authors conclude in a study published in Nature Metabolism, could protect the liver from NAFLD, a condition that affects one in three Americans.
"NAFLD is the most common cause of chronic liver disease in the world. It can progress to more serious conditions, such as cirrhosis, liver cancer, liver failure and death," said senior author Michael Karin, Ph.D., Distinguished Professor of Pharmacology and Pathology at UC San Diego School of Medicine. "These findings point to an approach that could prevent liver damage from occurring in the first place."
Fructose consumption in the U.S. has skyrocketed since the 1970s and the introduction of high fructose corn syrup (HFCS), a cheaper sugar substitute that is broadly used in processed and packaged foods, from cereals and baked goods to soft drinks. Multiple studies in animals and humans have linked increased HFCS consumption with the nation's obesity epidemic and numerous inflammatory conditions, such as diabetes, heart disease and cancer. The U.S. Food and Drug Administration, however, currently regulates it similar to other sweeteners, such as sucrose or honey, and advises only moderation of intake.
The new study, however, defines a specific role and risk for HFCS in the development of fatty liver disease. "The ability of fructose, which is plentiful in dried figs and dates, to induce fatty liver was known to the ancient Egyptians, who fed ducks and geese dried fruit to make their version of foie gras," said Karin.
"With the advent of modern biochemistry and metabolic analysis, it became obvious that fructose is two to three times more potent than glucose in increasing liver fat, a condition that triggers NAFLD. And the increased consumption of soft drinks containing HFCS corresponds with the explosive growth in NAFLD incidence."
Fructose is broken down in the human digestive tract by an enzyme called fructokinase, which is produced both by the liver and the gut. Using mouse models, researchers found that excessive fructose metabolism in intestinal cells reduces production of proteins that maintain the gut barrier—a layer of tightly packed epithelial cells covered with mucus that prevent bacteria and microbial products, such as endotoxins, from leaking out of the intestines and into the blood.
"Thus, by deteriorating the barrier and increasing its permeability, excessive fructose consumption can result in a chronic inflammatory condition called endotoxemia, which has been documented in both experimental animals and pediatric NAFLD patients," said the study's first author Jelena Todoric, MD, Ph.D., a visiting scholar in Karin's lab.
In their study, Karin, Todoric and colleagues from universities and institutions around the world, found that leaked endotoxins reaching the liver provoked increased production of inflammatory cytokines and stimulated the conversion of fructose and glucose into fatty acid deposits.
"It is very clear that fructose does its dirty work in the intestine," said Karin, "and if intestinal barrier deterioration is prevented, the fructose does little harm to the liver."
The scientists noted that feeding mice with high amounts of fructose and fat results in particularly severe adverse health effects. "That's a condition that mimics the 95th percentile of relative fructose intake by American adolescents, who get up to 21.5 percent of their daily calories from fructose, often in combination with calorie-dense foods like hamburgers and French fries," Karin said.
Interestingly, the research team found that when fructose intake was reduced below a certain threshold, no adverse effects were observed in mice, suggesting only excessive and long-term fructose consumption represents a health risk. Moderate fructose intake through normal consumption of fruits is well-tolerated.
"Unfortunately, many processed foods contain HFCS and most people cannot estimate how much fructose they actually consume," said Karin. "Although education and increased awareness are the best solutions to this problem, for those individuals who had progressed to the severe form of NAFLD known as nonalcoholic steatohepatitis, these findings offer some hope of a future therapy based on gut barrier restoration." 

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)

Hoe proteïne beschermt tegen leververvetting
Niet-alcoholische leververvetting is de meest voorkomende chronische leverziekte ter wereld, met soms levensbedreigende gevolgen. Een eiwitrijk dieet met weinig calorieën kan ervoor zorgen dat het schadelijke levervet effectiever wegsmelt dan een eiwitarm dieet. Een nieuwe studie van DIfE / DZD-onderzoekers gepubliceerd in het tijdschrift Liver International laat zien welke moleculaire en fysiologische processen mogelijk betrokken zijn.
Oorzaken en gevolgen van een niet-alcoholische leververvetting
Niet-alcoholische leververvetting wordt gekenmerkt door een opeenhoping van vet in de lever en wordt vaak geassocieerd met obesitas, diabetes type 2, hoge bloeddruk en lipidenstoornissen. Indien onbehandeld, kan leververvetting leiden tot cirrose met levensbedreigende gevolgen. De oorzaken van de ziekte variëren van een ongezonde levensstijl, dat wil zeggen het eten van te veel vetrijk voedsel met veel suiker en een gebrek aan lichaamsbeweging, tot genetische componenten. Reeds in eerdere studies constateerde het onderzoeksteam onder leiding van PD Dr. Olga Ramich en professor Andreas Pfeiffer van het Duitse Instituut voor Humane Voeding Potsdam-Rehbruecke (DIfE) een positief effect van een eiwitrijk dieet op het vetgehalte in de lever. "De nieuwe resultaten geven ons nu een dieper inzicht in hoe het eiwitrijke dieet werkt", zegt Ramich, hoofd van de onderzoeksgroep Molecular Nutritional Medicine bij DIfE.
Een eiwitrijk dieet is effectiever dan een eiwitarm dieet
Voor de huidige studie onderzocht het onderzoeksteam onder leiding van Ramich en Pfeiffer hoe het eiwitgehalte van voedsel de hoeveelheid levervet beïnvloedt bij zwaarlijvige mensen met een niet-alcoholische leververvetting. Hiervoor moesten de 19 deelnemers gedurende drie weken een dieet met een hoog of een laag eiwitgehalte volgen. Vervolgens werd een operatie om obesitas te behandelen (bariatrische chirurgie) uitgevoerd en werden levermonsters verzameld.
Analyse van de monsters toonde aan dat een caloriearm en eiwitrijk dieet het levervet effectiever verlaagde dan een caloriearm en eiwitarm dieet: terwijl het levervetgehalte in de eiwitrijke groep met ongeveer 40 procent afnam, nam de de hoeveelheid vet in de levermonsters van de eiwitarme groep bleef ongewijzigd. De studiedeelnemers in beide groepen verloren in totaal ongeveer vijf kilo. "Als de resultaten bevestigd blijven worden in grotere studies, zou de aanbeveling voor een verhoogde inname van proteïne samen met een gezond vetarm dieet als onderdeel van een effectieve levertherapie zijn weg kunnen vinden in de medische praktijk", aldus Andreas Pfeiffer, hoofd van de Onderzoeksgroep Klinische Voeding / DZD bij DIfE en de Kliniek voor Endocrinologie in de Charité-Universitätsmedizin Berlijn, Campus Benjamin Franklin.
Mechanismen voor moleculaire vetopname
De onderzoekers gaan ervan uit dat het positieve effect van het eiwitrijke dieet vooral komt doordat de opname, opslag en synthese van vet wordt onderdrukt. Dit blijkt uit uitgebreide genetische analyses van de levermonsters die professor Stephan Herzig en zijn team van Helmholtz Zentrum München hebben uitgevoerd. Volgens deze analyses waren tal van genen die verantwoordelijk zijn voor de opname, opslag en synthese van vet in de lever na het eiwitrijk dieet minder actief dan na het eiwitarm dieet.
Onverwachte resultaten
Daarnaast heeft de onderzoeksgroep van Olga Ramich, samen met de afdeling Fysiologie van Energiemetabolisme van DIfE, ook de functies van de mitochondriën onderzocht. "Mitochondriale activiteit was in beide groepen erg vergelijkbaar. Dat verraste ons. We gingen er oorspronkelijk van uit dat het eiwitrijke dieet de mitochondriale activiteit zou verhogen en zo zou bijdragen aan de afbraak van levervet", aldus afdelingshoofd professor Susanne Klaus. De onderzoekers waren ook verrast dat de serumspiegels van Fibroblast Growth Factor 21 (FGF21) lager waren na het eiwitrijke dieet dat levervet verminderde dan na het eiwitarme dieet. "Het is bekend dat FGF21 gunstige effecten heeft op de metabolische regulatie. Verdere studies zullen nodig zijn om aan te tonen waarom de factor werd verminderd in het feitelijk positief werkende eiwitrijke dieet", aldus Ramich. Bovendien was de autofagie-activiteit lager in het leverweefsel na het eiwitrijke dieet in vergelijking met het eiwitarme dieet. "Lipidenafbraak via 'lipofagie', als een bijzondere vorm van autofagie, lijkt dus niet betrokken te zijn bij de afbraak van levervet in het eiwitrijke dieet."
Als volgende stap zijn Ramich en Pfeiffer van plan hun bevindingen over de betrokken mechanismen op te volgen en zo nieuwe inzichten te verwerven in het werkingsmechanisme van gerichte voedingsinterventiestrategieën.
Overmatige consumptie van fructose kan een lekkende darm veroorzaken, wat kan leiden tot leververvetting
Overmatige consumptie van fructose - een zoetstof die alomtegenwoordig is in het Amerikaanse dieet - kan leiden tot niet-alcoholische leververvetting (NAFLD), die in de Verenigde Staten relatief veel voorkomt. Maar in tegenstelling tot wat eerder werd begrepen, melden onderzoekers van de University of California San Diego School of Medicine dat fructose de lever pas nadelig beïnvloedt nadat het de darmen heeft bereikt, waar de suiker de epitheelbarrière verstoort die interne organen beschermt tegen bacteriële toxines in de darmen.
Het ontwikkelen van behandelingen die verstoring van de darmbarrière voorkomen, concluderen de auteurs in een studie gepubliceerd in Nature Metabolism, zou de lever kunnen beschermen tegen NAFLD, een aandoening die een op de drie Amerikanen treft.
"NAFLD is de meest voorkomende oorzaak van chronische leverziekte in de wereld. Het kan zich ontwikkelen tot ernstigere aandoeningen, zoals cirrose, leverkanker, leverfalen en overlijden", zei senior auteur Michael Karin, Ph.D., Distinguished Professor of Farmacologie en pathologie aan de UC San Diego School of Medicine. "Deze bevindingen wijzen op een aanpak die in de eerste plaats leverschade zou kunnen voorkomen."
De consumptie van fructose in de Verenigde Staten is enorm gestegen sinds de jaren zeventig en de introductie van fructose-glucosestroop (HFCS), een goedkopere suikervervanger die veel wordt gebruikt in verwerkt en verpakt voedsel, van granen en gebak tot frisdranken. Meerdere studies bij dieren en mensen hebben een verhoogde HFCS-consumptie in verband gebracht met de zwaarlijvigheidsepidemie van het land en talrijke ontstekingsaandoeningen, zoals diabetes, hartaandoeningen en kanker. De Amerikaanse Food and Drug Administration reguleert het momenteel echter op dezelfde manier als andere zoetstoffen, zoals sucrose of honing, en adviseert alleen matiging van de inname.
De nieuwe studie definieert echter een specifieke rol en risico voor HFCS bij de ontwikkeling van leververvetting. "Het vermogen van fructose, dat overvloedig aanwezig is in gedroogde vijgen en dadels, om leververvetting op te wekken was bekend bij de oude Egyptenaren, die eenden en ganzen gedroogde vruchten voerden om hun versie van foie gras te maken," zei Karin.
"Met de komst van moderne biochemie en metabolische analyse werd het duidelijk dat fructose twee tot drie keer krachtiger is dan glucose bij het verhogen van levervet, een aandoening die NAFLD triggert. En de verhoogde consumptie van frisdranken die HFCS bevatten, komt overeen met de explosieve groei. in NAFLD-incidentie. "
Fructose wordt in het menselijke spijsverteringskanaal afgebroken door een enzym dat fructokinase wordt genoemd en dat zowel door de lever als door de darmen wordt geproduceerd. Met behulp van muismodellen ontdekten onderzoekers dat overmatig fructosemetabolisme in darmcellen de productie vermindert van eiwitten die de darmbarrière in stand houden - een laag dicht opeengepakte epitheelcellen bedekt met slijm die voorkomt dat bacteriën en microbiële producten, zoals endotoxines, uit de darmen lekken en in het bloed.
"Door de barrière te verslechteren en de permeabiliteit ervan te vergroten, kan overmatige consumptie van fructose dus leiden tot een chronische inflammatoire aandoening genaamd endotoxemie, die is gedocumenteerd bij zowel proefdieren als pediatrische NAFLD-patiënten", aldus de eerste auteur van het onderzoek, Jelena Todoric, MD, Ph .D., Een bezoekende geleerde in het lab van Karin.
In hun onderzoek ontdekten Karin, Todoric en collega's van universiteiten en instellingen over de hele wereld dat gelekte endotoxines die de lever bereikten, een verhoogde productie van inflammatoire cytokines veroorzaakten en de omzetting van fructose en glucose in vetzuurafzettingen stimuleerden.
"Het is heel duidelijk dat fructose zijn vuile werk doet in de darm", zei Karin, "en als verslechtering van de darmbarrière wordt voorkomen, veroorzaakt de fructose weinig schade aan de lever."
De wetenschappers merkten op dat het voeren van muizen met grote hoeveelheden fructose en vet leidt tot bijzonder ernstige nadelige gezondheidseffecten. "Dat is een aandoening die overeenkomt met het 95e percentiel van relatieve fructose-inname door Amerikaanse adolescenten, die tot 21,5 procent van hun dagelijkse calorieën uit fructose halen, vaak in combinatie met calorierijk voedsel zoals hamburgers en frites," zei Karin.
Interessant is dat het onderzoeksteam ontdekte dat wanneer de fructose-inname onder een bepaalde drempel werd verlaagd, er geen nadelige effecten werden waargenomen bij muizen, wat suggereert dat alleen overmatige en langdurige fructoseconsumptie een gezondheidsrisico vormt. Matige inname van fructose door normale consumptie van fruit wordt goed verdragen.
"Helaas bevatten veel bewerkte voedingsmiddelen HFCS en de meeste mensen kunnen niet inschatten hoeveel fructose ze daadwerkelijk consumeren", aldus Karin. "Hoewel voorlichting en bewustwording de beste oplossingen voor dit probleem zijn, bieden deze bevindingen voor die personen die waren overgegaan op de ernstige vorm van NAFLD, bekend als niet-alcoholische steatohepatitis, enige hoop op een toekomstige therapie gebaseerd op herstel van de darmbarrière."