Insuliiniherkkyys ja sen säätely

Voisiko pelkkä insuliiniherkkyyden parantaminen auttaa sinua voimaan paremmin ja pudottamaan painoasi? Onko proteiinien ja hiilihydraattien ajoittamisella ja aamupalan koostumuksella sittenkään merkitystä painonhallinnan kannalta vai onko ongelma alun alkaenkin solutason glukoosinsäätelyssä?

Toissapäiväisestä aamupalatekstistä tuli palautteita joissa epäiltiin proteiinin tarvetta aamuisin, sekä palautetta joissa kyseenalaistettiin hiilihydraattien tarve tai välttely aamuisin. Rupesin sitten pohdiskelemaan, että aika moni dieettiguru todellakin suosittelee jättämään hiilihydraatit aamulla väliin ja perustelee tämä seikan esimerkiksi siten, että hiilarit aiheuttavat elimistössä nopean insuliinipiikin joka aiheuttaa muun muassa verensokerin heittelyitä, väsymystä ja rasvojen varastointia elimistöön.

Moni guru vetoaa kokemukseen jonka perusteella hiilarit eivät vain sovi ihmisille ja jättämällä ne pois on olo kohentunut ja rasva palaa. Kokemuksia ei pidä vähätellä, mutta entäs jos ihminen onkin vain enemmän insuliiniresistenssi kuin -herkkä? On nimittäin vähintään yhtä paljon kokemuksia ihmisistä, jotka pystyvät vetämään aamiaisella ison kasan hiilareita eikä ongelmia tule.

Pitäisikö ennen hiilihydraattien pois jättämistä kokeillakin parantaa insuliiniherkkyyttä ja katsoa mitä siitä seuraa?

Insuliiniherkkyys tarkoittaa sitä kuinka paljon elimistön tarvitsee tuottaa insuliinia että saadaan otettua soluun glukoosia. Se on oleellinen tekijä verensokerin säätelyssä. Jos olet insuliiniresistentti, tarvitset insuliinia enemmän kuin jos olisit insuliiniherkkä. Resistenttiys on riskitekijä esimerkiksi tyypin 2 diabtekselle, mutta sensitiivisyys on vain hyvä asia, sillä glukoosin hyötykäyttö on silloin suurempaa. Insuliiniherkkyys ja -resistenttiys voi ilmetä joko maksassa (maksan kyky käyttää insuliinia hyväkseen glukoosin uudismuodostuksessa), haimassa (beeta-solujen kyky tuottaa insuliinia) tai solutasolla (solun kyky käyttää glukoosia hyväkseen insuliinin avustuksella).

Voisiko hiilihydraattien sietokyvyn parantamisella olla samanlaisia hyötyjä kuin vain vähentämällä hiilihydraatteja ja lisäämällä proteiineja?

Hiilihydraatit eivät ole automaattisesti mitään helvetinkoneen polttoainetta, joita tulisi välttää kuin ruttoa. Mitä enemmän ihminen liikkuu, sitä enemmän hiilihydraatteja tarvitsee. Jos on liikkunut paljon edellisenä iltana ja tulee liikkumaan seuraavana päivänä, on yksinkertaisesti pakko syödä reilummin hiilihydraatteja. Insuliiniherkkyyden parantamisen ei tarvitse liittyä painonpudotukseen (1). Liikunta onkin yksi parhaista keinoista parantaa insuliiniherkkyyttä. Iästä riippuen, aerobinen liikunta (25-60 minuuttia 60-95% VO2MAX 2-7 kertaa viikossa) vaikuttaa insuliiniherkkyyteen lisäämällä glukoosinottoa soluihin (2, 3, 4). Vaikutus näkyy lähes välittömästi, noin 3-7 päivän kuluttua. Säännöllinen liikunta pitää myös yllä insuliiniherkkyyttä, eli on tyypin 2 diabeteksen riskiä alentava tekijä (5).

Myös vastusharjoittelulla voidaan lisätä insuliiniherkkyyttä (6). Viimeisimpien tutkimusten mukaan myös lihassolutyypillä on merkitystä, sillä tyypin I soluilla näyttäisi olevan parempi kyky hyödyntää glukoosia (7). On myös viitteitä siitä, että jos mTOR-signalointi (lihaskasvun käynnistykseen liittyvä solutason toiminto) estyy, se lisää insuliiniresistenttiyttä (8). Insuliiniherkkyyden säätely ei luonnollisesti ole vain hiilihydraateista kiinni vaan myös esimerkiksi adiponektiini, joka on rasvasolusta erittyvä hormoni, toimii liikunnan avulla insuliiniherkkyyttä lisäävästi (9).

Voiko insuliinisensitiivisyyteen vaikuttaa proteiinin ja hiilihydraattien määrällä? Luonnollisesti jatkuva verensokerin epätasaisuus ja/tai korkea verensokeri vähentävät insuliiniherkkyyttä. Eräässä tutkimuksessa ei itse asiassa saatu merkitsevää eroa diabeetikkojen painonpudotuksessa tai insuliinisensitiivisyydessä korkean proteiinipitoisen ja korkean hiilihydraattipitoisen dieetin välillä (10). Myös vastakkaisia tuloksia on saatu, mutta dieetin ei tarvitse olla proteiinipitoisuudeltaan korkea (11). Iäkkäiden kohdalla on todettu, että muun muassa rasvattoman maidon, hedelmien, täysjyvän ja kasvisten nauttiminen parantaa insuliiniherkkyyttä (12). Insuliiniherkkyys voi johtua osittain myös rasvasolun endoplastisen kalvoston stressistä, mikä voi johtua esim. lihavuudesta tai ravintoaineiden ylimäärästä (13). Myös geenit vaikuttavat siihen kuinka ”hiilariherkkä” on ja seuraako siitä mahdollisesti jotain terveydellisiä ongelmia (14, 15, 16).

On kuitenkin ruoka-aineita joilla pystyy säätelemään insuliiniherkkyyttä. Viinietikka on esimerkiksi yksi tällainen ja sen käyttö hiilihydraattipitoisilla aterioilla lisää insuliinisensitiivisyyttä muun muassa tyypin 2 diabeetikoilla (17). Myös resistentti tärkkelys näyttäisi parantavan insuliiniherkkyyttä metabolisista vaivoista kärsivillä (18, 19). Lisäksi löytyy paljon erilaisia ravintolisiä, joiden insuliiniherkkyyttä parantavista ominaisuuksia löytyy runsaasti näyttöä (20).

Hyvin vahva näyttö

Mutta entäs se aamupala ja paastotila? Aamupalan väliin jättäminen saattaa alentaa insuliiniherkkyyttä ainakin naisilla (21). Soijaperäinen natto ja kasviksia sisältävä japanilaistyylinen aamupala paransivat insuliiniherkkyyttä ylipainoisilla (22). Diabeetikkojen kohdalla on saatu hyviä tuloksia kokeilemalla hypoenergistä ruokavaliota, joka on jaettu kahteen päivittäiseen ateriaan (suuri aamupala ja pienempi lounas) perinteisen kuusi ateriaa päivässä -mallin sijaan (23, 24). Aamupalan syöminen (muroja!) on yhdistetty alentuneeseen sydäntautiriskiin (25) sekä alentuneeseen metabolisen sairauksien riskiin (26).

Myös lapsilla on todettu aamupalan parantavan insuliiniherkkyyttä verrattuna siihen että syödään paljon sokeriherkkuja, suolaisia naksuja ja margariinia (27). Tästä ei tosin voi päätellä hyödyttääkö pelkkä aamupala mitään kun napostelu vaikuttaa kuitenkin negatiivisesti. Korrelaatio häviää myös kun aletaan tutkimaan esim. vyötärönympäryksiä. Myös nuorilla on todettu aamupalan väliin jättämisen, mutta myös napostelun aiheuttavan häiriöitä insuliininsäätelyssä (28).

Yhteenvetona todettakoon, että ruokavalion merkitys insuliiniherkkyydessä on suuri, mutta terveillä kokonaisuus on merkittävämpi seikka kuin yksittäisten ruoka-aineiden ajoitus tai määrä. Sen sijaan ylipainoisilla ja metabolisista ongelmista kärsivillä saatettaisiin päästä parempiin tuloksiin ruoka-aineita ajoittamalla ja esimerkiksi aamupalan syöminen korostuu (toisaalta joissakin tutkimuksissa todetaan että aihe on vielä hieman huonosti tutkittu). Ravintolisien ja esimerkiksi resistentin tärkkelyksen kohdalla tilanne on hieman eri ja varsinkin diabeetikot ja insuliiniresistenttiydestä kärsivät saattavat hyötyä näiden ajoittamisesta ruokailun yhteyteen.

Lapset tarvitsevat aamupalaa. Aikuisten aamupalalla voi olla hiilareita eikä proteiini ole välttämättä aina pakollista, toisaalta terveiden ja normaalipainoisten kohdalla ei haittaa vaikka syöminen joskus jäisikin väliin (29) jos sitä ei myöhemmin kompensoi liiallisella energiansaannilla (30). Naiset tuntuvat reagoivan herkemmin ruoka-aineiden ajoitukseen, varsinkin jos heillä on jokin hormonaalinen sairaus kuten PCOS (31) Kaikenlainen napostelu on insuliininsäätelyn kannalta haitallista. Tämän lisäksi liikunnalla ja perimällä on suuri vaikutus kuinka hiilihydraatit käyttäytyvät kehossa.

1. van der Heijden GJ, Toffolo G, Manesso E, Sauer PJ, Sunehag AL. Aerobic exercise increases peripheral and hepatic insulin sensitivity in sedentary adolescents. J Clin Endocrinol Metab. 2009 Nov;94(11):4292-9.

2. Goulet ED, Mélançon MO, Aubertin-Leheudre M, Dionne IJ. Aerobic training improves insulin sensitivity 72-120 h after the last exercise session in younger but not in older women. Eur J Appl Physiol.

3. Winnick JJ, Sherman WM, Habash DL, Stout MB, Failla ML, Belury MA, Schuster DP. Short-term aerobic exercise training in obese humans with type 2 diabetes mellitus improves whole-body insulin sensitivity through gains in peripheral, not hepatic insulin sensitivity. J Clin Endocrinol Metab. 2008 Mar;93(3):771-8.

4. Kim YS, Nam JS, Yeo DW, Kim KR, Suh SH, Ahn CW. The Effects of Aerobic Exercise Training on Serum Osteocalcin, Adipocytokines, and insulin resistance on Obese Young Males. Clin Endocrinol (Oxf). 2014 Sep 1.

5. Fisher G, Hunter GR, Gower BA. Aerobic exercise training conserves insulin sensitivity for 1 yr following weight loss in overweight women. J Appl Physiol (1985). 2012 Feb;112(4):688-93.

6. Van Der Heijden GJ, Wang ZJ, Chu Z, Toffolo G, Manesso E, Sauer PJ, Sunehag AL. Strength exercise improves muscle mass and hepatic insulin sensitivity in obese youth. Med Sci Sports Exerc. 2010 Nov;42(11):1973-80.

7. Albers PH, Pedersen AJ, Birk JB, Kristensen DE, Vind BF, Baba O, Nøhr J, Højlund K, Wojtaszewski JF. Human muscle fiber type specific insulin signaling – Impact of obesity and type 2 diabetes. Diabetes. 2014 Sep 3.

8. Kleinert M, Sylow L, Fazakerley DJ, Krycer JR, Thomas KC, Oxbøll AJ, Jordy AB, Jensen TE, Yang G, Schjerling P, Kiens B, James DE, Ruegg MA, Richter EA. Acute mTOR inhibition induces insulin resistance and alters substrate utilization in vivo. Mol Metab. 2014 Jun 27;3(6):630-41.

9. Passos MC, Gonçalves MC. Regulation of insulin sensitivity by adiponectin and its receptors in response to physical exercise. Horm Metab Res. 2014 Aug;46(9):603-8.

10. Sargrad KR, Homko C, Mozzoli M, Boden G. Effect of high protein vs high carbohydrate intake on insulin sensitivity, body weight, hemoglobin A1c, and blood pressure in patients with type 2 diabetes mellitus.

11. Arciero PJ, Gentile CL, Pressman R, Everett M, Ormsbee MJ, Martin J, Santamore J, Gorman L, Fehling PC, Vukovich MD, Nindl BC. Moderate protein intake improves total and regional body composition and insulin sensitivity in overweight adults. Metabolism. 2008 Jun;57(6):757-65.

12. Anderson AL, Harris TB, Tylavsky FA, Perry SE, Houston DK, Lee JS, Kanaya AM, Sahyoun NR. Dietary patterns, insulin sensitivity and inflammation in older adults. Eur J Clin Nutr. 2012 Jan;66(1):18-24.

13. Khan S, Wang CH. ER stress in adipocytes and insulin resistance: Mechanisms and significance (Review). Mol Med Rep. 2014 Sep 3.

14. Tang L, Tong Y, Cao H, Xie S, Yang Q, Zhang F, Zhu Q, Huang L, Lü Q, Yang Y, Li D, Chen M, Yu C, Jin W, Yuan Y, Tong N. The MTMR9 rs2293855 polymorphism is associated with glucose tolerance, insulin secretion, insulin sensitivity and increased risk of prediabetes. Gene. 2014 Aug 10;546(2):150-5.

15. Poelkens F, Lammers G, Pardoel EM, Tack CJ, Hopman MT. Upregulation of skeletal muscle inflammatory genes links inflammation with insulin resistance in women with the metabolic syndrome. Exp Physiol. 2013 Oct;98(10):1485-94.

16. Bacci S, Prudente S, Copetti M, Spoto B, Rizza S, Baratta R, Di Pietro N, Morini E, Di Paola R, Testa A, Mallamaci F, Tripepi G, Zhang YY, Mercuri L, Di Silvestre S, Lauro R, Malatino L, Consoli A, Pellegrini F, Pandolfi A, Frittitta L, Zoccali C, Federici M, Doria A, Trischitta V. Joint effect of insulin signaling genes on cardiovascular events and on whole body and endothelial insulin resistance. Atherosclerosis. 2013 Jan;226(1):140-5.

17. Johnston CS, Kim CM, Buller AJ. Vinegar improves insulin sensitivity to a high-carbohydrate meal in subjects with insulin resistance or type 2 diabetes. Diabetes Care. 2004 Jan;27(1):281-2.

18. Robertson MD, Bickerton AS, Dennis AL, Vidal H, Frayn KN. Insulin-sensitizing effects of dietary resistant starch and effects on skeletal muscle and adipose tissue metabolism. Am J Clin Nutr. 2005 Sep;82(3):559-67.

19. Johnston KL, Thomas EL, Bell JD, Frost GS, Robertson MD. Resistant starch improves insulin sensitivity in metabolic syndrome. Diabet Med. 2010 Apr;27(4):391-7.

20. Examine.com – Insulin sensitivity

21. Farshchi HR, Taylor MA, Macdonald IA. Deleterious effects of omitting breakfast on insulin sensitivity and fasting lipid profiles in healthy lean women. Am J Clin Nutr. 2005 Feb;81(2):388-96.

22. Taniguchi-Fukatsu A, Yamanaka-Okumura H, Naniwa-Kuroki Y, Nishida Y, Yamamoto H, Taketani Y, Takeda E. Natto and viscous vegetables in a Japanese-style breakfast improved insulin sensitivity, lipid metabolism and oxidative stress in overweight subjects with impaired glucose tolerance. Br J Nutr. 2012 Apr;107(8):1184-91.

23. Kahleova H, Belinova L, Malinska H, Oliyarnyk O, Trnovska J, Skop V, Kazdova L, Dezortova M, Hajek M, Tura A, Hill M, Pelikanova T. Eating two larger meals a day (breakfast and lunch) is more effective than six smaller meals in a reduced-energy regimen for patients with type 2 diabetes: a randomised crossover study. Diabetologia. 2014 Aug;57(8):1552-60.

24. Jakubowicz D, Barnea M, Wainstein J, Froy O. High caloric intake at breakfast vs. dinner differentially influences weight loss of overweight and obese women. Obesity (Silver Spring). 2013 Dec;21(12):2504-12.

25. Deshmukh-Taskar P, Nicklas TA, Radcliffe JD, O’Neil CE, Liu Y. The relationship of breakfast skipping and type of breakfast consumed with overweight/obesity, abdominal obesity, other cardiometabolic risk factors and the metabolic syndrome in young adults. The National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES): 1999-2006. Public Health Nutr. 2013 Nov;16(11):2073-82.

26. Odegaard AO, Jacobs DR Jr, Steffen LM, Van Horn L, Ludwig DS, Pereira MA. Breakfast frequency and development of metabolic risk. Diabetes Care. 2013 Oct;36(10):3100-6. doi: 10.2337/dc13-0316. Epub 2013 Jun 17.

27. Karatzi K, Moschonis G, Barouti AA, Lionis C, Chrousos GP, Manios Y. Dietary patterns and breakfast consumption in relation to insulin resistance in children. The Healthy Growth Study. Public Health Nutr. 2014 Jan 15:1-8.

28. Sesé MA, Jiménez-Pavón D, Gilbert CC, González-Gross M, Gottrand F, de Henauw S, Breidenassel C, Wärnberg J, Widhalm K, Molnar D, Manios Y, Cuenca-García M, Kafatos A, Moreno LA; HELENA Study Group. Eating behaviour, insulin resistance and cluster of metabolic risk factors in European adolescents. The HELENA study. Appetite. 2012 Aug;59(1):140-7.

29. Martins C, Morgan LM, Robertson MD. Effects of restrained eating behaviour on insulin sensitivity in normal-weight individuals. Physiol Behav. 2009 Mar 23;96(4-5):703-8.

30. Kobayashi F, Ogata H, Omi N, Nagasaka S, Yamaguchi S, Hibi M, Tokuyama K. Effect of breakfast skipping on diurnal variation of energy metabolism and blood glucose. Obes Res Clin Pract. 2014 May-Jun;8(3):e201-98.

31. Jakubowicz D, Barnea M, Wainstein J, Froy O. Effects of caloric intake timing on insulin resistance and hyperandrogenism in lean women with polycystic ovary syndrome. Clin Sci (Lond). 2013 Nov;125(9):423-32.