Вуглеводи проти жирів і білків: що викликає більше виділення інсуліну?

Нове дослідження, опубліковане в журналі Cell Metabolism, проливає світло на те, як різні макронутрієнти — вуглеводи, білки та жири — можуть впливати на секрецію інсуліну.

У дослідженні вивчали реакцію на інсулін у панкреатичних острівцях померлих донорів, як з діабетом 2 типу, так і без нього, а також у панкреатичних острівцях, отриманих зі стовбурових клітин.

Панкреатичні острівці – це невеликі скупчення клітин у підшлунковій залозі, включаючи бета-клітини, які відіграють ключову роль у регулюванні рівня цукру в крові, виробляючи гормони, такі як інсулін та глюкагон, у відповідь на поживні речовини.

Давно відомо, що вуглеводи мають значний вплив на рівень цукру в крові, викликаючи сплеск інсуліну, тоді як білки мають помірний ефект, а жири – мінімальний негайний ефект.

Однак це дослідження показує, що секреція інсуліну у відповідь на поживні речовини може бути складнішою та індивідуальнішою, ніж вважалося раніше.

Вперше дослідники виявили підгрупи острівців підшлункової залози людини, які демонструють більшу інсулінову реакцію на білки або жири, ніж на вуглеводи.

Хоча лабораторні дослідження острівців підшлункової залози можуть не бути безпосередньо застосовані до живих людей, результати можуть мати значні наслідки для майбутніх персоналізованих стратегій харчування для кращого контролю рівня цукру в крові, що зрештою покращить загальний стан здоров'я.

Вплив кожного макронутрієнта на реакцію інсуліну

Дослідники з Університету Британської Колумбії вивчали, як острівці підшлункової залози людини виділяють інсулін у відповідь на різні поживні речовини.

Між 2016 і 2022 роками дослідники вивчали острівці підшлункової залози від 140 померлих донорів різного віку, включаючи тих, хто мав діабет 2 типу та не мав його.

Вони піддали острівцям впливу глюкози (вуглеводів), амінокислот (білків) та жирних кислот (жирів), контролюючи секрецію інсуліну.

Дослідники також проаналізували зміни експресії генів у клітинах підшлункової залози від донорів з діабетом 2 типу та без нього, щоб зрозуміти їхній вплив на вироблення інсуліну.

Використовуючи секвенування рибонуклеїнової кислоти (РНК) та протеомний аналіз, вони виміряли понад 20 000 мРНК та близько 8 000 білків. Це допомогло їм оцінити зв'язок між виробленням інсуліну та змінами експресії генів у зразках острівців підшлункової залози.

Макронутрієнти викликають унікальні інсулінові реакції в клітинах підшлункової залози

Згідно з сучасними знаннями, більшість донорських острівців демонстрували найсильнішу інсулінову реакцію на глюкозу, помірну реакцію на амінокислоти та незначну реакцію на жирні кислоти.

Як і очікувалося, порівняно з острівцями від донорів без діабету, острівці від донорів з діабетом 2 типу мали менше бета-клітин, що продукують інсулін, затримку піку інсуліну у відповідь на високий рівень глюкози та загалом нижчу реакцію на глюкозу.

Хоча більшість результатів були передбачуваними, були й деякі несподівані результати.

Близько 9% панкреатичних острівців донорів сильніше реагували на білки, ніж на вуглеводи, а 8% сильніше реагували на жири.

Острівці, які сильніше реагували на білки, часто були від донорів з діабетом 2 типу, але мали подібний довгостроковий рівень цукру в крові (виміряний за допомогою HbA1c), як і інші. Однак ця підвищена реакція на білки була пов'язана з довшим часом культивування в лабораторії.

З іншого боку, острівці, які сильніше реагували на жири, зазвичай надходили від донорів з гіршими значеннями HbA1c, але в іншому були подібними до інших донорів. Дослідники припускають, що така реакція на жири може бути пов'язана з незрілістю бета-клітин, як це спостерігається в острівцях, отриманих зі стовбурових клітин.

Щоб дослідити джерело варіації, вони порівняли характеристики донорів і не виявили відмінностей в індексі маси тіла (ІМТ) або віці. Однак вони спостерігали статеві відмінності в реакції на інсулін.

Зокрема, порівняно з чоловіками, острівці від жінок-донорів секретували менше інсуліну у відповідь на помірний вплив глюкози, а це означає, що їхні клітини менш ефективно виробляли інсулін.

Це може бути пов'язано з відомими статевими відмінностями у діабеті, але причини цього ще належить з'ясувати.

Як результати можна застосувати до живих людей?

Обговорюючи потенційну актуальність для живих людей, доктор Джейсон Фанг, лікар і автор бестселерів «Код ожиріння» та «Код діабету», який не брав участі в дослідженні, зазначив: «Померлі донори вважаються репрезентативними для загальної популяції. Це розумне припущення, але не обов’язково вірне».

Доктор Томас М. Голланд, лікар-науковець і доцент Інституту здорового старіння RUSH при Університеті RUSH, який також не брав участі в дослідженні, надав додаткові подробиці.

«Результати дослідження острівців від померлих донорів пропонують справді цінну інформацію про вироблення інсуліну у відповідь на різні макронутрієнти, [але] існують обмеження у безпосередньому перенесенні цих результатів на живих людей», – сказав він MNT.

Внутрішнє середовище живих організмів, включаючи такі фактори, як кровотік, рівень гормонів, що відповідають за передачу сигналів, та взаємодія нервової системи, може впливати на реакцію на інсулін і може відрізнятися від «ізольованого» середовища бета-острівців. Хоча дослідження підкреслює мінливість між людьми, живі люди зазнають додаткових впливів, таких як спосіб життя, дієта, стрес і фізична активність, які можуть додатково модулювати нашу реакцію на інсулін.

«Крім того, померлі донори можуть не ідеально представляти здорову популяцію, особливо якщо у них були супутні захворювання, які могли вплинути на функцію підшлункової залози», – зазначив він.

Автори дослідження також визнали обмеження у застосуванні своїх результатів, такі як відсутність підтверджених діагнозів діабету 2 типу у донорів органів та відсутність будь-яких клінічних випробувань на людях для підтвердження їхніх висновків.

Які наслідки це має для практикуючих лікарів та громадськості?

«Результати цього дослідження відкривають можливість для більш індивідуалізованого плану харчування для лікування діабету», – сказала Шері Гоу, RDN, CDCES, зареєстрований дієтолог, сертифікований спеціаліст з лікування та навчання діабетиків, а також власниця The Plant Strong Dietitian, яка не брала участі в дослідженні.

Фунг також наголосив, що результати цього дослідження можуть мати значні наслідки для вибору їжі.

«Інсулін може спричиняти збільшення ваги, і для більшості людей зменшення споживання рафінованих вуглеводів є дуже хорошим способом знизити рівень інсуліну та стимулювати втрату ваги. Але для деяких людей дієта з низьким вмістом жиру може бути ефективнішою», – пояснив він.

З іншого боку, автори дослідження, ґрунтуючись на їхніх висновках, припустили, що багаті на білок дієти можуть бути корисними для людей з діабетом 2 типу. Однак вони наголосили на необхідності подальших досліджень.

Зрештою, «традиційні дієти для діабетиків зосереджені на контролі вуглеводів, виходячи з добре встановленого зв'язку між глюкозою та секрецією інсуліну, особливо з рафінованих зерен та цукру», але це дослідження свідчить про необхідність індивідуалізованих підходів, заснованих на індивідуальних реакціях інсуліну на різні макронутрієнти, сказав Голланд.

«Різниця значною мірою генетично обумовлена, як показує дослідження», – погодився Фунг.

З цього приводу Гоу сказав: «У майбутньому можуть з’явитися генетичні тести, які лікар зможе використовувати для визначення найкращого співвідношення макронутрієнтів для інсулінової реакції людини».

Тим часом, Голланд радить людям дотримуватися чинних рекомендацій щодо харчування, будучи відкритими до внесення коректив. Тісно співпрацюйте зі своїм сімейним лікарем або зареєстрованим дієтологом, щоб визначити моделі харчування та зміни способу життя, які найкраще відповідають вашим унікальним потребам у здоровому рівні цукру в крові та оптимальному здоров'ї.