Ugljikohidrati vs. masti i proteini: što uzrokuje veće oslobađanje inzulina?

Nova studija objavljena u časopisu Cell Metabolism baca svjetlo na to kako različiti makronutrijenti - ugljikohidrati, proteini i masti - mogu utjecati na lučenje inzulina.

Studija je ispitivala inzulinske odgovore u otočićima gušterače preminulih donora, s dijabetesom tipa 2 i bez njega, te u otočićima gušterače dobivenim iz matičnih stanica.

Gušteračini otočići su male nakupine stanica u gušterači, uključujući beta stanice, koje igraju ključnu ulogu u regulaciji razine šećera u krvi proizvodnjom hormona poput inzulina i glukagona kao odgovor na hranjive tvari.

Odavno je poznato da ugljikohidrati imaju značajan utjecaj na razinu šećera u krvi, uzrokujući nagli porast inzulina, dok proteini imaju umjeren učinak, a masti minimalan trenutni učinak.

Međutim, ova studija sugerira da bi lučenje inzulina kao odgovor na hranjive tvari moglo biti složenije i individualnije nego što se prije mislilo.

Istraživači su prvi put identificirali podskupine otočića gušterače kod ljudi koji su pokazali veći inzulinski odgovor na proteine ili masti nego na ugljikohidrate.

Iako se laboratorijske studije na otočićima gušterače ne mogu izravno prenijeti na žive ljude, rezultati bi mogli imati značajne implikacije za buduće personalizirane prehrambene strategije za bolju kontrolu razine šećera u krvi, što bi u konačnici poboljšalo ukupne zdravstvene ishode.

Učinak svakog makronutrijenta na inzulinski odgovor

Istraživači sa Sveučilišta British Columbia proučavali su kako otočići gušterače kod ljudi luče inzulin kao odgovor na različite hranjive tvari.

Između 2016. i 2022. godine istraživači su proučavali otočiće gušterače od 140 preminulih donora različite dobi, uključujući one sa i bez dijabetesa tipa 2.

Izložili su otočiće glukozi (ugljikohidratima), aminokiselinama (proteinima) i masnim kiselinama (mastima), prateći lučenje inzulina.

Istraživači su također analizirali promjene u ekspresiji gena u stanicama gušterače od donora sa i bez dijabetesa tipa 2 kako bi razumjeli njihov utjecaj na proizvodnju inzulina.

Koristeći sekvenciranje ribonukleinske kiseline (RNA) i proteomsku analizu, izmjerili su više od 20 000 mRNA i oko 8 000 proteina. To im je pomoglo u procjeni odnosa između proizvodnje inzulina i promjena u ekspresiji gena u uzorcima otočića gušterače.

Makronutrijenti potiču jedinstvene inzulinske odgovore u stanicama gušterače

Prema trenutnim shvaćanjima, većina donorskih otočića pokazala je najjači inzulinski odgovor na glukozu, umjeren odgovor na aminokiseline i mali odgovor na masne kiseline.

Kao što se i očekivalo, u usporedbi s otočićima od donora bez dijabetesa, otočići od donora s dijabetesom tipa 2 imali su manje beta stanica koje proizvode inzulin, odgođeni vrh inzulina kao odgovor na visoku glukozu i općenito niži odgovor glukoze.

Iako je većina rezultata bila predvidljiva, bilo je i nekih iznenađujućih rezultata.

Oko 9% otočića gušterače donora jače je reagiralo na proteine nego na ugljikohidrate, a 8% jače je reagiralo na masti.

Otočići koji su jače reagirali na proteine često su bili od donora s dijabetesom tipa 2, ali su imali slične dugoročne razine šećera u krvi (mjereno HbA1c) kao i ostali. Međutim, ovaj povećani odgovor na proteine bio je povezan s duljim vremenima kultivacije u laboratoriju.

S druge strane, otočići koji su jače reagirali na masti obično su bili od donora s lošijim vrijednostima HbA1c, ali su inače bili slični drugim donorima. Istraživači nagađaju da bi ovaj odgovor na masti mogao biti povezan s nezrelošću beta stanica, kao što se vidi kod otočića izvedenih iz nezrelih matičnih stanica.

Kako bi istražili izvor varijacija, usporedili su karakteristike donora i nisu pronašli razlike u indeksu tjelesne mase (BMI) ili dobi. Međutim, uočili su spolne razlike u odgovoru na inzulin.

Točnije, u usporedbi s muškarcima, otočići od ženskih donora lučili su manje inzulina kao odgovor na umjerenu izloženost glukozi, što znači da su njihove stanice bile manje učinkovite u proizvodnji inzulina.

To bi moglo biti povezano s poznatim spolnim razlikama u dijabetesu, ali razlozi za to tek trebaju biti utvrđeni.

Kako se rezultati mogu primijeniti na žive ljude?

Raspravljajući o potencijalnoj relevantnosti za žive ljude, dr. Jason Fung, liječnik i autor bestselera The Obesity Code i The Diabetes Code, koji nije bio uključen u studiju, primijetio je: „Preminuli donori smatraju se reprezentativnima za opću populaciju. To je razumna pretpostavka, ali ne nužno istinita.“

Dr. Thomas M. Holland, liječnik-znanstvenik i izvanredni profesor na RUSH institutu za zdravo starenje Sveučilišta RUSH, koji također nije bio uključen u studiju, pružio je dodatne detalje.

„Rezultati studije na otočićima preminulih donora nude doista vrijedne uvide u proizvodnju inzulina kao odgovor na različite makronutrijente [ali] postoje ograničenja u izravnom prenošenju tih rezultata na žive ljude“, rekao je za MNT.

Unutarnje okruženje živih organizama, uključujući čimbenike poput protoka krvi, razine hormona za signalizaciju i interakcije živčanog sustava, može utjecati na inzulinske odgovore i može se razlikovati od „izoliranog“ okruženja beta otočića. Iako studija ističe varijabilnost među pojedincima, živi ljudi doživljavaju dodatne utjecaje poput načina života, prehrane, stresa i tjelesne aktivnosti koji mogu dodatno modulirati naše inzulinske odgovore.

„Osim toga, preminuli darivatelji možda ne predstavljaju savršeno zdravu populaciju, posebno ako su imali temeljne bolesti koje bi mogle utjecati na funkciju gušterače“, napomenuo je.

Autori studije također su priznali ograničenja u primjeni svojih rezultata, poput nedostatka potvrđenih dijagnoza dijabetesa tipa 2 kod donora organa i nedostatka bilo kakvih kliničkih ispitivanja na ljudima koja bi potvrdila njihove nalaze.

Kakve implikacije ovo ima za liječnike u praksi i javnost?

„Rezultati ove studije otvaraju mogućnost za individualiziraniji plan prehrane za liječenje dijabetesa“, rekla je Sheri Gou, RDN, CDCES, registrirana dijetetičarka, certificirana stručnjakinja za njegu i edukaciju dijabetičara i vlasnica tvrtke The Plant Strong Dietitian, koja nije bila uključena u studiju.

Fung je također naglasio da bi nalazi ove studije mogli imati značajne implikacije na prehrambene izbore.

„Inzulin može uzrokovati debljanje, a za većinu ljudi smanjenje unosa rafiniranih ugljikohidrata vrlo je dobar način za snižavanje razine inzulina i poticanje gubitka težine. Ali za neke ljude prehrana s niskim udjelom masti može biti učinkovitija“, objasnio je.

Autori studije, s druge strane, sugerirali su da bi prehrana bogata proteinima mogla biti korisna za osobe s dijabetesom tipa 2 na temelju njihovih nalaza. Međutim, naglasili su potrebu za daljnjim istraživanjima.

U konačnici, „tradicionalne dijete za dijabetes usredotočuju se na kontrolu ugljikohidrata na temelju dobro utvrđene veze između glukoze i lučenja inzulina, posebno iz rafiniranih žitarica i šećera“, ali ova studija sugerira potrebu za individualiziranim pristupima temeljenim na individualnim odgovorima inzulina na različite makronutrijente, rekao je Holland.

„Razlika je uvelike genetski određena, kao što studija pokazuje“, složio se Fung.

O tome je Gou rekao: „U budućnosti bi mogli postojati genetski testovi koje liječnik može koristiti za određivanje najboljeg omjera makronutrijenata za inzulinski odgovor pojedinca.“

U međuvremenu, Holland savjetuje ljudima da slijede trenutne prehrambene preporuke s otvorenim umom za prilagodbe. Usko surađujte sa svojim liječnikom obiteljske medicine ili registriranim dijetetičarom kako biste utvrdili prehrambene obrasce i promjene načina života koje najbolje podržavaju vaše jedinstvene potrebe za zdravom razinom šećera u krvi i optimalnim zdravljem.