คาร์โบไฮเดรต ไขมันและโปรตีน อะไรทำให้มีการปล่อยอินซูลินมากขึ้น?

การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในCell Metabolismเปิดเผยความชัดเจนว่าสารอาหารหลักต่างๆ ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมัน มีอิทธิพลต่อการหลั่งอินซูลินอย่างไร

การศึกษานี้ตรวจสอบการตอบสนองของอินซูลินในเกาะของตับอ่อนจากผู้บริจาคที่เสียชีวิต ทั้งที่มีและไม่มีเบาหวานชนิดที่ 2 และในเกาะของตับอ่อนที่ได้มาจากเซลล์ต้นกำเนิด

เกาะของตับอ่อนเป็นกลุ่มเซลล์ขนาดเล็กในตับอ่อน ซึ่งรวมถึงเซลล์เบต้า ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดโดยสร้างฮอร์โมน เช่น อินซูลินและกลูคากอน เพื่อตอบสนองต่อสารอาหาร

เป็นที่ทราบมานานแล้วว่าคาร์โบไฮเดรตมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อระดับน้ำตาลในเลือด ทำให้ระดับอินซูลินพุ่งสูงขึ้น ในขณะที่โปรตีนมีผลปานกลาง และไขมันมีผลทันทีน้อยมาก

อย่างไรก็ตาม การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าการหลั่งอินซูลินเพื่อตอบสนองต่อสารอาหารอาจมีความซับซ้อนและแตกต่างกันเป็นรายบุคคลมากกว่าที่เคยคาดไว้

เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยสามารถระบุกลุ่มย่อยของเกาะตับอ่อนของมนุษย์ที่แสดงการตอบสนองต่ออินซูลินต่อโปรตีนหรือไขมันมากกว่าคาร์โบไฮเดรต

แม้ว่าการศึกษาในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับเกาะของตับอ่อนอาจไม่สามารถถ่ายทอดโดยตรงไปยังคนที่มีชีวิตได้ แต่ผลลัพธ์ดังกล่าวอาจมีความสำคัญอย่างมากต่อกลยุทธ์ทางโภชนาการส่วนบุคคลในอนาคตเพื่อควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดได้ดีขึ้น ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะช่วยให้สุขภาพโดยรวมดีขึ้น

ผลของสารอาหารหลักแต่ละชนิดต่อการตอบสนองของอินซูลิน

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียได้ศึกษาว่าเกาะของตับอ่อนของมนุษย์หลั่งอินซูลินตอบสนองต่อสารอาหารต่างๆ ได้อย่างไร

ระหว่างปี 2559 ถึง 2565 นักวิจัยได้ศึกษาเกาะของตับอ่อนจากผู้บริจาคที่เสียชีวิตแล้ว 140 ราย ซึ่งมีอายุต่างกัน รวมถึงผู้ที่มีและไม่มีเบาหวานชนิดที่ 2

พวกเขาเปิดเผยเกาะแก่กลูโคส (คาร์โบไฮเดรต) กรดอะมิโน (โปรตีน) และกรดไขมัน (ไขมัน) โดยตรวจสอบการหลั่งอินซูลิน

นักวิจัยยังวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของการแสดงออกของยีนในเซลล์ตับอ่อนจากผู้บริจาคที่มีและไม่มีเบาหวานชนิดที่ 2 เพื่อทำความเข้าใจถึงผลกระทบต่อการผลิตอินซูลิน

โดยใช้การจัดลำดับกรดนิวคลีอิกไรโบโบร (RNA) และการวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์ นักวิจัยสามารถวัด mRNA มากกว่า 20,000 ตัวและโปรตีนประมาณ 8,000 ตัว ซึ่งช่วยให้พวกเขาประเมินความสัมพันธ์ระหว่างการผลิตอินซูลินและการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีนในตัวอย่างเกาะของตับอ่อนได้

สารอาหารหลักกระตุ้นการตอบสนองอินซูลินที่เป็นเอกลักษณ์ในเซลล์ตับอ่อน

ตามความเข้าใจในปัจจุบัน เกาะของผู้บริจาคส่วนใหญ่แสดงให้เห็นการตอบสนองอินซูลินต่อกลูโคสที่แข็งแกร่งที่สุด การตอบสนองปานกลางต่อกรดอะมิโน และการตอบสนองเล็กน้อยต่อกรดไขมัน

ตามที่คาดไว้ เมื่อเปรียบเทียบกับเกาะเซลล์จากผู้บริจาคที่ไม่ได้เป็นเบาหวาน เกาะเซลล์จากผู้บริจาคที่เป็นเบาหวานชนิดที่ 2 จะมีเบตาเซลล์ที่สร้างอินซูลินน้อยกว่า มีระดับอินซูลินพีคที่ล่าช้าในการตอบสนองต่อระดับกลูโคสที่สูง และมีการตอบสนองต่อระดับกลูโคสโดยรวมต่ำกว่า

แม้ว่าผลลัพธ์ส่วนใหญ่จะคาดเดาได้ แต่ก็ยังมีผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจอยู่บ้าง

ประมาณ 9% ของเกาะตับอ่อนของผู้บริจาคตอบสนองต่อโปรตีนมากกว่าคาร์โบไฮเดรต และ 8% ตอบสนองต่อไขมันได้ดีกว่า

เกาะที่ตอบสนองต่อโปรตีนได้ดีกว่ามักมาจากผู้บริจาคที่เป็นโรคเบาหวานประเภท 2 แต่มีระดับน้ำตาลในเลือดระยะยาวที่ใกล้เคียงกัน (วัดโดย HbA1c) เช่นเดียวกับผู้บริจาครายอื่นๆ อย่างไรก็ตาม การตอบสนองต่อโปรตีนที่เพิ่มขึ้นนี้เกี่ยวข้องกับระยะเวลาในการเพาะเลี้ยงที่ยาวนานขึ้นในห้องแล็บ

ในทางกลับกัน เกาะเซลล์ที่ตอบสนองต่อไขมันได้ดีกว่ามักมาจากผู้บริจาคที่มีค่า HbA1c ต่ำกว่า แต่โดยรวมแล้วมีความคล้ายคลึงกับผู้บริจาครายอื่น นักวิจัยคาดเดาว่าการตอบสนองต่อไขมันนี้อาจเกี่ยวข้องกับความไม่เจริญของเซลล์เบตา ซึ่งพบในเกาะเซลล์ที่ได้จากเซลล์ต้นกำเนิดที่ยังไม่เจริญ

เพื่อตรวจสอบแหล่งที่มาของความแปรปรวน พวกเขาเปรียบเทียบลักษณะของผู้บริจาคและพบว่าไม่มีความแตกต่างในดัชนีมวลกาย (BMI) หรืออายุ อย่างไรก็ตาม พวกเขาสังเกตเห็นความแตกต่างทางเพศในการตอบสนองอินซูลิน

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อเปรียบเทียบกับผู้ชาย เกาะของผู้บริจาคหญิงจะหลั่งอินซูลินน้อยลงเมื่อได้รับกลูโคสในระดับปานกลาง ซึ่งหมายความว่าเซลล์ของพวกเขามีประสิทธิภาพน้อยลงในการผลิตอินซูลิน

สิ่งนี้อาจเกี่ยวข้องกับความแตกต่างทางเพศที่ทราบกันดีในโรคเบาหวาน แต่เหตุผลของสิ่งนี้ยังคงต้องพิสูจน์กันต่อไป

ผลลัพธ์ที่ได้สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับคนที่มีชีวิตอยู่ได้อย่างไร?

เมื่อกล่าวถึงความเกี่ยวข้องที่อาจเกิดขึ้นกับคนที่ยังมีชีวิตอยู่ ดร. เจสัน ฟุง แพทย์และผู้เขียนหนังสือขายดีเรื่อง The Obesity Code และ The Diabetes Code ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ กล่าวว่า “ผู้บริจาคที่เสียชีวิตถือเป็นตัวแทนของประชากรทั่วไป นั่นเป็นการสันนิษฐานที่สมเหตุสมผล แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นความจริงเสมอไป”

ดร. โทมัส เอ็ม. ฮอลแลนด์ แพทย์นักวิทยาศาสตร์และรองศาสตราจารย์ของสถาบัน RUSH Institute for Healthy Aging แห่งมหาวิทยาลัย RUSH ซึ่งไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ ได้ให้รายละเอียดเพิ่มเติม

“ผลลัพธ์จากการศึกษาเกาะเซลล์จากผู้บริจาคที่เสียชีวิตนั้นให้ข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าอย่างแท้จริงเกี่ยวกับการผลิตอินซูลินในการตอบสนองต่อสารอาหารหลักที่แตกต่างกัน [แต่] มีข้อจำกัดในการแปลผลลัพธ์เหล่านี้โดยตรงไปยังคนที่มีชีวิตอยู่” เขากล่าวกับ MNT

สภาพแวดล้อมภายในของสิ่งมีชีวิต รวมถึงปัจจัยต่างๆ เช่น การไหลเวียนของเลือด ระดับฮอร์โมนสำหรับการส่งสัญญาณ และปฏิสัมพันธ์ของระบบประสาท สามารถส่งผลต่อการตอบสนองของอินซูลิน และอาจแตกต่างจากสภาพแวดล้อมที่ “แยกตัว” ของเบตาไอส์เล็ต แม้ว่าการศึกษาจะเน้นย้ำถึงความแตกต่างในแต่ละบุคคล แต่มนุษย์ที่มีชีวิตยังได้รับอิทธิพลเพิ่มเติม เช่น ไลฟ์สไตล์ อาหาร ความเครียด และกิจกรรมทางกาย ซึ่งอาจปรับเปลี่ยนการตอบสนองของอินซูลินของเราเพิ่มเติม

“นอกจากนี้ ผู้บริจาคที่เสียชีวิตอาจไม่สามารถแสดงภาพประชากรที่มีสุขภาพดีได้อย่างสมบูรณ์แบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากพวกเขามีโรคประจำตัวที่อาจส่งผลต่อการทำงานของตับอ่อน” เขากล่าว

ผู้เขียนผลการศึกษายังยอมรับถึงข้อจำกัดในการนำผลการศึกษาไปใช้ เช่น การขาดการวินิจฉัยที่ได้รับการยืนยันของโรคเบาหวานประเภท 2 ในผู้บริจาคอวัยวะ และไม่มีการทดลองทางคลินิกในมนุษย์ใดๆ เพื่อยืนยันการค้นพบของพวกเขา

สิ่งนี้มีความหมายอย่างไรต่อแพทย์ผู้ประกอบวิชาชีพและประชาชนทั่วไป?

“ผลการศึกษาครั้งนี้เปิดโอกาสให้มีการวางแผนการดูแลโภชนาการแบบรายบุคคลมากขึ้นเพื่อรักษาโรคเบาหวาน” Sheri Gou, RDN, CDCES นักโภชนาการที่ลงทะเบียน ผู้เชี่ยวชาญด้านการดูแลและให้ความรู้เกี่ยวกับโรคเบาหวานที่ได้รับการรับรอง และเจ้าของ The Plant Strong Dietitian ผู้ไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว

ฟุงยังเน้นย้ำด้วยว่าผลการศึกษาครั้งนี้อาจส่งผลต่อการเลือกรับประทานอาหารอย่างมีนัยสำคัญ

“อินซูลินอาจทำให้เกิดน้ำหนักขึ้นได้ และสำหรับคนส่วนใหญ่ การลดการบริโภคคาร์โบไฮเดรตขัดสีเป็นวิธีที่ดีในการลดระดับอินซูลินและลดน้ำหนัก แต่สำหรับบางคน การรับประทานอาหารไขมันต่ำอาจมีประสิทธิภาพมากกว่า” เขากล่าวอธิบาย

อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนผลการศึกษาแนะนำว่าอาหารที่มีโปรตีนสูงอาจเป็นประโยชน์ต่อผู้ป่วยเบาหวานประเภท 2 จากผลการศึกษา อย่างไรก็ตาม พวกเขาเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการค้นคว้าเพิ่มเติม

ในที่สุดแล้ว "อาหารสำหรับผู้ป่วยเบาหวานแบบดั้งเดิมจะเน้นที่การควบคุมคาร์โบไฮเดรตโดยอาศัยความเชื่อมโยงที่ชัดเจนระหว่างกลูโคสและการหลั่งอินซูลิน โดยเฉพาะจากธัญพืชขัดสีและน้ำตาล" แต่การศึกษานี้ชี้ให้เห็นถึงความจำเป็นในการใช้วิธีการแบบรายบุคคลโดยพิจารณาจากการตอบสนองของอินซูลินของแต่ละคนต่อสารอาหารหลักที่แตกต่างกัน ฮอลแลนด์กล่าว

“ความแตกต่างนั้นถูกกำหนดโดยทางพันธุกรรมเป็นส่วนใหญ่ ดังที่การศึกษาบ่งชี้” ฟุงเห็นด้วย

เกี่ยวกับประเด็นนี้ โกกล่าวว่า “ในอนาคต อาจมีการทดสอบทางพันธุกรรมที่แพทย์สามารถใช้เพื่อกำหนดอัตราส่วนของสารอาหารหลักที่ดีที่สุดสำหรับการตอบสนองต่ออินซูลินของแต่ละบุคคล”

ในระหว่างนี้ ฮอลแลนด์แนะนำให้ทุกคนปฏิบัติตามคำแนะนำด้านโภชนาการในปัจจุบันด้วยใจที่เปิดกว้างในการปรับเปลี่ยนพฤติกรรม ควรทำงานร่วมกับแพทย์ประจำตัวหรือผู้เชี่ยวชาญด้านโภชนาการเพื่อกำหนดรูปแบบการรับประทานอาหารและการเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตที่เหมาะสมที่สุดเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะตัวของคุณในการรักษาระดับน้ำตาลในเลือดให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมและสุขภาพที่ดี