Insulinowy indeks żywności, czy go potrzebujemy?

Gdyby ktoś zadał mi to pytanie 10 lat temu, odpowiedziałabym, że nie. Znajomość indeksu (GI) i ładunku glikemicznego (GL) wydawała się wystarczająca do przewidzenia odpowiedzi na insulinę. Mój ówczesny doktorant, Jiansong (Jason) Bao, udowodnił to w badaniu naukowym. Obejmowało 121 pojedynczych produktów spożywczych oraz 12 posiłków (1). W ciągu ostatnich kilku lat doszłam do wniosku, że więcej przeprowadzonych badań, obejmujących insulinowy indeks żywności (II) może rzucić światło na przyczyny otyłości, a także na różne postaci cukrzycy.

Źródło: Autor, Zdjęcie, Licencja

Mówię to, ponieważ od tego czasu poszerzam swoją wiedzę na temat metabolizmu energetycznego i zużycia substratów energetycznych, szczególnie w czasie ciąży. Ciąża jest stanem insulinooporności. To oznacza, że organizm matki wymaga wydzielania znacznie większej ilości insuliny. Po to, aby wykonać swoją normalną pracę, polegającą na dostarczeniu glukozy do tkanek i komórek. Największą i najbardziej oporną na insulinę tkanką są mięśnie matki. Łożysko pozostaje wyjątkowo wrażliwe na insulinę. Ponadto pozwala to na przekierowanie glukozy (naszego podstawowego paliwa) z mięśni matki do płodu. Płód wykorzystuje glukozę zarówno do metabolizmu energetycznego, jak i do wzrostu. Jeśli wydzielanie insuliny przez matkę jest upośledzone, być może przez mniejszą lub dysfunkcyjną masę komórek beta w jej trzustce, poziom glukozy we krwi matki zaczyna rosnąć, narażając łożysko na odbiór większej niż zwykle ilości glukozy.

W krajach rozwiniętych kobiety w ciąży są proszone o wykonanie testu obciążenia glukozą w 26-28 tygodniu ciąży, co odpowiada początkowi trzeciego trymestru. Jeśli poziom glukozy we krwi matki przekroczy określony próg, zostaje zdiagnozowana u niej cukrzyca ciążowa. Kobieta i jej zespół opieki zdrowotnej dokładają wszelkich starań, aby obniżyć poziom glukozy w jej krwi do referencyjnego poziomu.

Zalecenia w tym zakresie obejmują:

• ograniczenie całkowitego spożycia dostępnych węglowodanów,
• wkomponowanie węglowodanów, odpowiednio, w poszczególne posiłki w ciągu dnia,
• oraz spożywanie węglowodanów z niskim indeksem glikemicznym (2),
• z kolei, jeśli powyższe wysiłki same w sobie nie wystarczą, przyjmowanie zastrzyków z insuliny, aż do porodu.

Powodem podejmowania powyższych wysiłków jest fakt, że nieleczona cukrzyca ciążowa (również wysoki poziom glukozy, choć pozostający w granicach normy) sprzyja urodzeniu bardzo dużego dziecka. To określa się mianem makrosomii. Dzieje się tak wtedy, gdy masa urodzeniowa noworodka wynosi > 4 kg lub gdy niemowlę jest zbyt duże, jak na swój wiek ciążowy. To jest, gdy jego masa ciała znajduje się > 90 percentyla dla liczby tygodni ciąży. Zbyt duża masa ciała noworodka jest problemem, ponieważ zwiększa ryzyko wystąpienia powikłań ciążowych. Na przykład konieczności wykonania nagłego cięcia cesarskiego. Dystocja barkowa, kiedy ramiona są większe niż głowa, często wskazują na planowy poród przez cesarskie cięcie.

Niestety, rosnące wskaźniki nadwagi i otyłości u kobiet (i prawdopodobnie u mężczyzn) w momencie poczęcia, zwiększają prawdopodobieństwo wystąpienia:

• cukrzycy ciążowej,
• stanu przedrzucawkowego (nadciśnienia tętniczego w czasie ciąży),
• makrosomii.

Wystąpienie powyższych powikłań powoduje większe ryzyko otyłości i cukrzycy typu 2 u tych dzieci. W efekcie cały cykl zatacza koło. Mamy w konsekwencji zwiększenie występowania otyłości i cukrzycy typu 2 w dorosłym życiu, z pokolenia na pokolenie.

Dlaczego insulinowy indeks żywności miałby pomóc?

Moim zdaniem jednym z powodów jest fakt, że sam płód nie doświadcza wysokiego poziomu glukozy. Po prostu wytwarza więcej insuliny w odpowiedzi na wysoki poziom glukozy u matki. Zwiększona ilość insuliny napędza namnażanie się komórek. To skutkuje nadmiernym wzrostem dziecka, które ma większe niż standardowe ilości tkanki tłuszczowej lub mięśniowej (3). Ponadto ważną kwestią jest to, że poziom insuliny jest wysoki, pomimo normalnego poziomu glikemii (glukozy we krwi). Taka zależność dotyczy również produktów, które charakteryzuje niski GI, ale wysoki indeks insulinowy (II). Pierwszą, tak zidentyfikowaną żywnością (niskie GI, wysoki II) były produkty mleczne, w tym mleko i produkty fermentowane (4). Mleko zawiera zarówno białko, jak i węglowodany (cukier, laktozę), które stymulują wydzielanie insuliny. Nawet mleko matki odwzorowuje ten mechanizm niskiej glikemii i wysokiej insulinemii (5). Ponieważ mleko wszystkich ssaków jest przeznaczone do wzrostu młodych zwierząt. Jest prawdopodobne, że ta kombinacja ułatwia normalny wzrost, w normalnych warunkach.

Jednak nasze badania wykazały również, że istnieje wiele innych produktów spożywczych z tą niezwykłą kombinacją. Zdarza się, że są to pokarmy, które mają proporcjonalnie dużą zawartość białka lub tłuszczu w stosunku do węglowodanów. Wiele z nich to również wyjątkowo smaczne produkty spożywcze. Łatwo je zjeść w nadmiernych ilościach. Takie, jak produkty na bazie czekolady (6). Mleko czekoladowe, na przykład, wytwarza wyższą odpowiedź insulinową niż mleko truskawkowe.

Zdecydowana większość produktów zawierających węglowodany, takich jak pieczywo, płatki śniadaniowe, ryż, makaron, zboża, mają: GI i II, które dobrze ze sobą korelują. Wysoki GI oznacza wysoki II, a niskie GI oznacza niski II. W tych okolicznościach GI oraz GL będą dobrymi wskaźnikami zapotrzebowania na insulinę.

Z kolei produkty o niskim GI, a wysokim II powinny wzbudzić naszą czujność. Powodują duży wyrzut insuliny, który może prowadzić do stopniowego przyrostu masy ciała. Odbywa się to w postaci niewielkich przyrostów masy ciała, do których dorośli mają tendencję, aby gromadzić każdego roku (0,5-1,0 kg), rok po roku. W efekcie nagle zdajemy sobie sprawę, że w wielu 40 lat jesteśmy o 10 lub 20 kg ciężsi niż byliśmy w wieku 20 lat. Następnie od 20 do 40 kg ciężsi w wieku 60 lat. Te dodatkowe kilogramy są bardzo trudne do zrzucenia.

Lepszym wskaźnikiem potencjału insulinogennego jest testowanie żywności w równoważnych ilościach energii, np. 1000 kJ lub 240 kcal. Nasz zespół z Uniwersytetu w Sydney przetestował w ten sposób około 40 produktów spożywczych. Następnie opublikował swój „insulinowy indeks żywności” w 1997 roku (7) w nadziei, że może to być przydatne  dla osób z cukrzycą typu 1 (8).

Względne różnice w wydzielaniu insuliny między zdrowymi ochotnikami po spożyciu różnych pokarmów mogą dostarczyć wskazówek co do ilości insuliny, które powinny być podawane osobom bez funkcjonujących komórek beta w trzustce (9).

Mamy nadzieję, że w przyszłości uda nam się zidentyfikować więcej produktów spożywczych, które mają wysoki indeks insulinowy na jednostkę energii. Zwłaszcza produktów o niskim GI a wysokim II. W międzyczasie badanie z udziałem zwierząt porównująca diety o tym samym GI, ale o wysokim i niskim działaniu insulinogennym mogłoby pomóc w zidentyfikowaniu mechanizmów, dzięki którym niektóre pokarmy wpływają bardziej na rozwój otyłości i cukrzycy niż inne.

Źródła:

1. Bao and colleagues. Prediction of postprandial glycemia and insulinemia in lean, young, healthy adults: glycemic load compared with carbohydrate content alone. Am J Clin Nutr 2011.
2. Moses and colleagues. Effect of a low-glycemic-index diet during pregnancy on obstetric outcomes. Am J Clin Nutr 2006.
3. Combs and colleagues. Relationship of fetal macrosomina to maternal postprandial glucose control during pregnancy. Diabetes Care 1992.
4. Ostman and colleagues. Inconsistency between glycemic and insulinemic responses to regular and fermented milk products. Am J Clin Nutr 2001.
5. Brand-Miller and colleagues. Digestion of human milk oligosaccharides by healthy infants evaluated by the lactulose hydrogen breath test. The Journal of Pediatrics 1998.
6. Brand-Miller. Chocolate consumption and glucose response in people with diabetes. Edtion ed. In: Knight IOBS, 1999: 195-207., ed. Chocolate and cocoa: health and nutrition. Oxford: Blackwell Science, 1999:195-207.
7. Holt S and colleagues. An insulin index of foods: the insulin demand generated by 1000-kJ portions of common foods. Am J Clin Nutr 1997.
8. Bao and colleagues. A food insulin index: a physiological basis for predicting insulin demand evoked by composite meals. Am J Clin Nutr 2009.
9. Bell and colleagues. Clinical Application of the Food Insulin Index for Mealtime Insulin Dosing in Adults with Type 1 Diabetes: A Randomized Controlled Trial. Diabetes Technology & Therapeutics 2016.