Углеводы против жиров и белков: что вызывает большее выделение инсулина?

Новое исследование, опубликованное в Cell Metabolism, проливает свет на то, как различные макронутриенты — углеводы, белки и жиры — могут влиять на секрецию инсулина.

Исследование изучало реакции инсулина в островках поджелудочной железы от умерших доноров, как с диабетом 2 типа, так и без него, а также в островках поджелудочной железы, полученных из стволовых клеток.

Островки поджелудочной железы — это небольшие кластеры клеток поджелудочной железы, включая бета-клетки, которые играют ключевую роль в регулировании уровня сахара в крови, производя гормоны, такие как инсулин и глюкагон, в ответ на поступление питательных веществ.

Давно известно, что углеводы значительно влияют на уровень сахара в крови, вызывая выброс инсулина, в то время как белки имеют умеренное воздействие, а жиры имеют минимальное немедленное влияние.

Однако это исследование предполагает, что секреция инсулина в ответ на питательные вещества может быть более сложной и индивидуализированной, чем считалось ранее.

Впервые исследователи выявили подмножества человеческих островков поджелудочной железы, которые проявляли большую реакцию инсулина на белки или жиры, чем на углеводы.

Хотя лабораторные исследования на островках поджелудочной железы могут не переводиться напрямую на живых людей, результаты могут существенно повлиять на будущие персонализированные стратегии питания для лучшего контроля уровня сахара в крови, что в конечном итоге улучшит общие результаты для здоровья.

Влияние каждого макронутриента на инсулиновые реакции

Исследователи из Университета Британской Колумбии изучили, как островки поджелудочной железы человека выделяют инсулин в ответ на различные питательные вещества.

Между 2016 и 2022 годами исследователи изучили островки поджелудочной железы от 140 умерших доноров разного возраста, включая тех, у кого был диабет 2 типа, и тех, у кого его не было.

Они подвергали островки воздействию глюкозы (углеводов), аминокислот (белков) и жирных кислот (жиров), отслеживая секрецию инсулина.

Исследователи также анализировали изменения экспрессии генов в клетках поджелудочной железы от доноров с диабетом 2 типа и без него, чтобы понять их влияние на производство инсулина.

Используя секвенирование рибонуклеиновой кислоты (РНК) и анализ протеомики, они измеряли более 20 000 мРНК и около 8 000 белков. Это помогло им оценить связь между производством инсулина и изменениями экспрессии генов в образцах островков поджелудочной железы.

Макронутриенты вызывают уникальные инсулиновые реакции в клетках поджелудочной железы

В соответствии с текущими представлениями, у большинства доноров островки показывали самую сильную инсулиновую реакцию на глюкозу, умеренную реакцию на аминокислоты и небольшую реакцию на жирные кислоты.

Как и ожидалось, по сравнению с островками от доноров без диабета, островки от доноров с диабетом 2 типа имели меньше инсулин-продуцирующих бета-клеток, задержку пика инсулина в ответ на высокую глюкозу и общую более низкую реакцию на глюкозу.

Хотя большинство результатов было предсказуемым, были и удивительные результаты.

Около 9% островков поджелудочной железы доноров сильнее реагировали на белки, чем на углеводы, и 8% — сильнее на жиры.

Островки, которые сильнее реагировали на белки, часто были от доноров с диабетом 2 типа, но имели схожие долгосрочные уровни сахара в крови (измеренные по HbA1c), как и другие. Однако эта повышенная реакция на белки была связана с более длительным временем культивирования в лаборатории.

С другой стороны, островки, которые сильнее реагировали на жиры, обычно были от доноров с худшими показателями HbA1c, но в остальном были похожи на других доноров. Исследователи предполагают, что эта реакция на жиры может быть связана с незрелостью бета-клеток, как наблюдается в незрелых клетках островков, полученных из стволовых клеток.

Изучая источник вариаций, они сравнили характеристики доноров и не нашли различий по индексу массы тела (ИМТ) или возрасту. Однако они наблюдали половые различия в инсулиновых реакциях.

В частности, по сравнению с мужчинами, островки доноров-женщин секретировали меньше инсулина в ответ на умеренное воздействие глюкозы, что означает, что их клетки были менее эффективны в производстве инсулина.

Это может быть связано с известными половыми различиями в диабете, но причины этого еще предстоит выяснить.

Как могут быть применены результаты к живым людям?

Обсуждая потенциальную релевантность для живых людей, доктор Джейсон Фунг, врач и автор бестселлеров The Obesity Code и The Diabetes Code, который не участвовал в исследовании отметил: «Умершие доноры считаются отражением общей популяции. Это разумное предположение, но не обязательно верное.»

Доктор Томас М. Холланд, врач-ученый и доцент Института здорового старения RUSH при Университете RUSH, который также не участвовал в исследовании, предоставил дальнейшие детали.

«Результаты исследования на островках поджелудочной железы умерших доноров предлагают действительно ценные сведения о производстве инсулина в ответ на различные макронутриенты [но] существуют ограничения при прямом переводе этих результатов на живых людей,» сказал он MNT.

Внутренняя среда живых организмов, включая такие факторы, как кровоток, уровни гормонов для сигнализации и взаимодействия нервной системы, может влиять на реакцию инсулина и может отличаться от «изолированной» среды бета-островков. Хотя исследование подчеркивает вариабельность среди индивидов, живые люди испытывают дополнительные влияния, такие как образ жизни, диета, стресс и физическая активность, которые могут дополнительно модулировать наши инсулиновые реакции.

«Кроме того, умершие доноры могут не идеально представлять здоровую популяцию, особенно если у них были основные заболевания, которые могли повлиять на функцию поджелудочной железы,» он отметил.

Авторы исследования также признали ограничения при применении своих результатов, такие как отсутствие подтвержденных диагнозов диабета 2 типа у доноров органов и отсутствие каких-либо клинических испытаний на людях для подтверждения своих выводов.

Какие последствия это имеет для практикующих врачей и общественности?

«Результаты этого исследования открывают возможность для более индивидуализированного плана диетического ухода для лечения диабета,» сказала Шери Гоу, RDN, CDCES, зарегистрированный диетолог, сертифицированный специалист по уходу и обучению диабету и владелец The Plant Strong Dietitian, которая не участвовала в исследовании.

Фунг также подчеркнул, что результаты этого исследования могут иметь значительное значение для диетических выборов.

«Инсулин может вызвать увеличение веса, и для большинства людей снижение потребления рафинированных углеводов является очень хорошим методом снижения уровня инсулина и провокации потери веса. Но для некоторых людей низкожировая диета может быть более эффективной,» объяснил он.

Авторы исследования, с другой стороны, предложили, что диеты, богатые белками, могут быть полезны для людей с диабетом 2 типа, основываясь на их выводах. Однако они подчеркнули необходимость дальнейших исследований.

В конечном итоге, «традиционные диеты для диабета сосредотачиваются на контроле углеводов, основываясь на хорошо установленной связи между глюкозой и секрецией инсулина, особенно рафинированных зерен и сахара,» но это исследование предполагает необходимость индивидуализированных подходов, основанных на индивидуальных реакциях на инсулин на различные макронутриенты, сказал Холланд.

«Различие в основном генетически определено, как указано в исследовании,» согласился Фунг.

На этот счет Гоу сказала: «В будущем могут появиться генетические тесты, которые врач сможет использовать для определения лучшего соотношения макронутриентов для индивидуальной реакции на инсулин.»

В то же время Холланд советует людям следовать текущим диетическим рекомендациям с готовностью к внесению корректировок. Тесно сотрудничайте с вашим врачом общей практики или зарегистрированным диетологом, чтобы определить диетические паттерны и изменения образа жизни, которые лучше всего поддерживают ваши уникальные потребности для поддержания здорового уровня сахара в крови и оптимального здоровья.