„Mięsko i surówkę zjedz, ziemniaczki zostaw na koniec”… Tak to chyba jakoś szło. Każdy zapewne kojarzy z dzieciństwa te słowa, wypowiadane przez babcię przy obiedzie. Czy babcie mają naturalnie zakodowaną biochemię oraz fizjologię człowieka? Czy wyprzedzają literaturę naukową? Tego nie wiem. Aczkolwiek, umyślnie lub nie, mogą mieć rację w swoich „zaleceniach”. Wydaje się bowiem, że rozpoczęcie posiłku od warzyw oraz źródeł białka i tłuszczów, a zostawienie produktów węglowodanowych na koniec, może nieść pewne benefity w obrębie kontroli glikemii, a co za tym również idzie – przyczyniać się do poprawy zdrowia oraz postępów treningowych.
W poprzednim artykule (jeśli jeszcze się z nim nie zapoznałeś/aś, to polecam to zrobić zanim przeczytasz poniższy tekst) przybliżyłem temat hiperglikemii, szczególnie tej poposiłkowej (poposiłkowa glikemia – PPG). Wspomniałem również o tradycyjnych rekomendacjach mających na celu „trzymanie glikemii w ryzach” oraz o potrzebie odnalezienia prostych, łatwych w implementacji metod, które mogłyby dodatkowo wspomóc proces kontroli glikemii. Dzisiaj chciałbym przedstawić ciekawą strategię, potencjalnie pomocną w obrębie omawianego zagadnienia. Zanim jednak do niej przejdziemy, warto odrobinę rozwinąć dwa ze wspomnianych w poprzednim artykule mechanizmów regulacji glikemii.
Tempo opróżniania żołądka
O ile stężenie glukozy na czczo determinowane jest przez sekrecję insuliny i glukagonu oraz wątrobową i peryferyjną absorpcję glukozy, tak po posiłku czynniki te odpowiadają jedynie za ~50% zmienności w glikemiii. [2] Rośnie natomiast w tym czasie znaczenie tempa opróżniania żołądka – odpowiada ono za ~35% zmienności w PPG, zarówno wczesnej jak i całkowitej. [1] [2] U osób zdrowych żołądek opróżnia się zwykle w tempie 1-4 kcal/min, a im wolniej zachodzi ten proces, tym więcej czasu zajmuje składnikom odżywczym przedostanie się do jelita cienkiego, gdzie są wchłaniane. [2] To z kolei wpływa na wzrost glikemii.
Podobnie jak sam profil PPG, tak i tempo opróżniania żołądka regulowane jest przez wiele czynników. Obejmują one fizyczne właściwości pokarmu (płynny czy stały), zawartość składników odżywczych (białka, tłuszcze, węglowodany, błonnik), regulację zwrotną ze strony jelita cienkiego (np. pod wpływem tłuszczów), a także hormony przewodu pokarmowego takie jak GLP-1, GIP, CCK, peptyd YY, grelina czy motylina. [2]
I tak posiłki stałe, bogatsze w białko, tłuszcze i błonnik będą spowalniały opróżnianie żołądka, podobnie jak CCK, peptyd YY, GLP-1 czy amylina. Z kolei po spożyciu posiłku płynnego oraz na skutek działania greliny i motyliny, żołądek będzie opróżniał się szybciej. Warto również wspomnieć, że zależność między tempem opróżniania żołądka a glikemią zachodzi w dwie strony – również sama w sobie hiperglikemia działa zwrotnie na żołądek, opóźniając przejście treści do jelita, z kolei hipoglikemia działa odwrotnie – żołądek opróżnia się szybciej. [1] Jest to jak najbardziej uzasadnione, jeśli pomyślimy logicznie, i po raz kolejny przypomina nam, jak sprytnie „zaprogramowane” są nasze organizmy.
Inkretyny – GLP-1 i GIP
Drugim istotnym z naszego punktu widzenia czynnikiem regulującym PPG jest sekrecja i działanie hormonów inkretynowych. Są one wydzielane przez przewód pokarmowy i przede wszystkim nasilają zależną od glukozy sekrecję insuliny. Główne inkretyny to glukagonopodobny peptyd 1 (GLP-1) oraz glukozozależny peptyd insulinotropowy (GIP) i to właśnie na nich skupię się w tym wątku. GIP produkowany jest głównie w górnej części jelita cienkiego, GLP-1 z kolei w dolnej. Oba wykazują pewną bazową sekrecję, ale przede wszystkim są wydzielane w odpowiedzi na posiłek, obecność składników odżywczych. [3] [4]
Zarówno GLP-1 jak i GIP, po połączeniu się ze swoistymi dla siebie receptorami związanymi z białkiem G, poprzez aktywację cyklazy adenylanowej i dalsze związane z tym mechanizmy, nasilają zależną od glukozy sekrecję insuliny. [3] [4] Oba te hormony działają również ogólnie tropowo na komórki beta trzustki, stymulując ich proliferację i różnicowanie, co może być ciekawym zastosowaniem w pewnych przypadkach klinicznych. [3] GLP-1 tłumi też wydzielanie glukagonu, co dodatkowo przyczynia się do obniżenia koncentracji glukozy we krwi. Ponadto, GLP-1 spowalnia tempo opróżniania żołądka, a także wydaje się być jednym z fizjologicznych regulatorów apetytu oraz spożycia energii. Te ostatnie działania wykazuje za pośrednictwem stymulacji dróg nerwu błędnego. [3] [4] Funkcja GIP jest trochę bardziej skomplikowana, bo mimo iż może obniżać glikemię dzięki insulinotropowemu działaniu, to wykazuje pewne funkcje niekorzystne z punktu widzenia kontroli glikemii, przede wszystkim nasilając sekrecję rezystyny, a zmniejszając aktywność AMPK oraz wydzielanie adiponektyny. [3]
Jednakże, pożądane z naszego punktu widzenia działanie inkretyn, szczególnie GLP-1, a także fakt, iż ich sekrecja stymulowana jest przez obecność składników odżywczych sprawiają, że elementy te mogą okazać się potencjalnie korzystne i istotne w kontekście kontroli PPG.
„Preload” białkiem
Skoro profil PPG jest w dużej mierze zależny od tempa opróżniania żołądka, ono z kolei regulowane jest m.in. przez hormony inkretynowe, które dodatkowo mogą działać hipoglikemizująco poprzez wpływ na trzustkę, a ich sekrecja stymulowana jest przez składniki odżywcze takie jak białka czy tłuszcze – może dałoby się poprawić kontrolę glikemii, poprzez pewne proste manipulacje żywieniowe?
Taki złożony tok myślenia towarzyszył zapewne naukowcom z Australii, którzy postanowili sprawdzić wpływ „preloadu” (wstępne obciążenie, w tym przypadku mowa o spożyciu „czegoś” przed głównym posiłkiem) białkiem na sekrecję inkretyn, tempo opróżniania żołądka oraz PPG. [5]
Ośmiu uczestników z cukrzycą typu 2 przyszło trzykrotnie do laboratorium. Za pierwszym razem otrzymali bezkaloryczny wywar, a 30 minut po nim posiłek węglowodanowy (ziemniaki). Za drugim razem wszystko wyglądało podobnie, ale do ziemniaków dodano białko serwatkowe. Za trzecim razem, białko zostało dodane do wywaru, 30 minut przez węglowodanami. Dodanie białka zwiększyło sekrecję GLP-1 oraz insuliny, spowolniło tempo opróżniania żołądka, a także obniżyło całkowite pole pod krzywą dla stężenia glukozy we krwi. Chociaż pozytywne wyniki zaobserwowano już po dodaniu białka do głównego posiłku, to efekt był jednak zdecydowanie większy, kiedy zastosowano „preload” białkiem, czyli dodano go do wywaru, 30 minut przed posiłkiem. Spożyte białko, po dotarciu do jelita, nasiliło sekrecję GLP-1, który z kolei zwiększył wydzielanie insuliny, opóźnił opróżnianie żołądka oraz obniżył PPG.
„Preload” tłuszczem
Naukowcy z tego samego uniwersytetu w Australii postanowili też zbadać czy „preload” tłuszczem przyniesie podobne efekty jak białkiem. [6] Sześciu uczestników z cukrzycą typu 2 przyszło trzykrotnie do laboratorium. Za pierwszym razem otrzymali 30ml wody, a pół godziny później posiłek węglowodanowy (i tym razem były to ziemniaki), za drugim razem zamiast wody dostali 30ml oliwy, za trzecim razem dostali znowu 30ml wody, natomiast oliwa została włączona do głównego posiłku (ziemniaków). I tym razem w grupie stosującej „preload” zaobserwowano zwiększenie sekrecji GLP-1 oraz spowolnienie tempa opróżniania żołądka, co skutkowało opóźnieniem wzrostu PPG. W przeciwieństwie do „preloadu” białkiem, stłumione zostało jednak wydzielanie GIP oraz insuliny.
„Preload” warzywami
Inna grupa badaczy, z Japonii, chciała sprawdzić czy „preload” warzywami (źródło błonnika) może wpłynąć na PPG. [7] 15 uczestników z cukrzycą typu 2 przyszło dwukrotnie do laboratorium. Za pierwszym razem otrzymali sałatkę z kapusty, pomidorów oraz odrobiny oleju, a 10 minut później porcję ryżu. Za drugim razem jedzenie podano w odwrotnej kolejności. „Preload” warzywami skutkował obniżeniem stężeń glukozy oraz insuliny 30 i 60 minut po posiłku. Nie było różnic między grupami 2h po jedzeniu.
Ci sami naukowcy przetestowali tę metodę w praktyce – 40 uczestników (19 z cukrzycą typu 2 i 21 z normalną tolerancją glukozy) spożywało przez jeden dzień posiłki w kolejności najpierw warzywa, a 10 minut później główna część dania (z większą ilością węglowodanów), a innego dnia na odwrót. [8] Stale monitorowano ich glikemię, przez całą dobę. Spożywanie warzyw przed węglowodanami (ryżem) skutkowało redukcją poposiłkowych wyrzutów glukozy w stosunku do odwrotnego schematu, zarówno u osób z cukrzycą typu 2 jak i tych z prawidłową tolerancją glukozy.
„Preload” białkiem i tłuszczem w konwencjonalnej postaci
Jakkolwiek powyższe eksperymenty pokazują nam jaki wpływ ma „preload” konkretnymi makroskładnikami, tak niewiele wnoszą do praktyki. W końcu nikt raczej nie będzie wypijał szota z oliwy pół godziny przed posiłkiem (z białkiem serwatkowym kwestia jest już bardziej prawdopodobna).
Stąd powstał eksperyment, w którym 22 uczestników (12 z cukrzycą, 10 zdrowych) spożyło jednego dnia porcję ryby, a po 15 minutach ryż, innego dnia porcję mięsa, a po 15 minutach ryż, z kolei jeszcze innego dnia porcję ryżu, a po 15 minutach mięso. [9] Rozpoczęcie posiłku od mięsa lub ryby skutkowało nasileniem sekrecji GLP-1, spowolnieniem tempa opróżniania żołądka, a także obniżeniem całkowitego pola pod krzywą dla koncentracji glukozy oraz insuliny na przestrzeni 4h po jedzeniu. Powyższe rezultaty zaobserwowano zarówno u uczestników z cukrzycą jak i zdrowych.
Najbardziej praktyczne badania!
Omawiane powyżej prace w większości nie badały spożywanych na co dzień posiłków, raczej szukały mechanizmów, zależności, wpływu poszczególnych składników odżywczych. Dlatego wyjątkowo ciekawe i istotne wydają się być dwa świeże badania, z 2017 i 2018 roku, których projekt znacznie bardziej odpowiadał rzeczywistym warunkom, „normalnym” posiłkom. [10] [12]
W pierwszym eksperymencie, uczestnicy (16 osób z cukrzycą typu 2) w trzech różnych dniach otrzymali ten sam posiłek, ale spożywali poszczególne jego elementy w innej kolejności: [10]
1) sałatka warzywna z kurczakiem, a po 10 minutach pieczywo i sok
2) pieczywo i sok, a po 10 minutach sałatka warzywna z kurczakiem
3) połowa wszystkich produktów w postaci kanapki, a po 10 minutach druga połowa
Rozpoczęcie posiłku od warzyw i mięsa skutkowało większą sekrecją GLP-1 i mniejszą insuliny, a także znacznym obniżeniem szczytowej koncentracji glukozy i całkowitego pola pod krzywą dla glukozy w ciągu 3h po posiłku (odpowiednio o 53% i 54%) w stosunku do rozpoczęcia posiłku od pieczywa i soku. Konsumpcja posiłku w formie kanapki skutkowała pośrednimi rezultatami, jednak bliżej jej było do modelu z węglowodanami na początku. [10] Co ciekawe, w tym badaniu w okresie poposiłkowym oznaczano również stężenie greliny (często nazywanej „hormonem głodu”) we krwi – było ono najdłużej stłumione w przypadku rozpoczęcia posiłku od sałatki z kurczakiem, co może sugerować potencjalny korzystny wpływ na kontrolę apetytu. [11]
Drugi eksperyment obejmował 8 zdrowych, młodych uczestników i zakładał spożycie typowego posiłku obiadowego, składającego się z trzech elementów – ryżu, mięsa i sałatki warzywnej, w różnej kolejności, ale bez przerw pomiędzy (jest to dużo bardziej praktyczne, codzienne podejście):
1) ryż → warzywa → mięso
2) warzywa → ryż → mięso
3) warzywa → mięso → ryż
Całkowite pola pod krzywymi dla glukozy i insuliny, na przestrzeni 2h po posiłku były najniższe w przypadku spożycia warzyw i mięsa, a na koniec ryżu, co oznacza że profil PPG był korzystniejszy oraz że mniejsza ilość insuliny była wymagana do „rozdysponowania” takiej samej ilości glukozy.
Już prawie koniec – czyli „warzywa przed węglowodanami” w praktyce
Dostępne jest jedno długoterminowe badanie, które miało na celu sprawdzenie skuteczności prostej metody rozpoczynania posiłku od warzyw na przestrzeni 2 lat. [13] Naukowcy podzielili 101 uczestników z cukrzycą typu 2 na dwie grupy – jedna dostała zalecenie aby przed posiłkiem spożywać warzywa, druga otrzymała porady zgodne z tradycyjnym podejściem do kontroli glikemii (wspominałem o tym w poprzednim artykule). W obu grupach obniżyło się stężenie glikowanej hemoglobiny (marker długoterminowej kontroli glikemii) oraz ciśnienie krwi – rezultaty były jednak lepsze w grupie która miała po prostu rozpoczynać posiłki od warzyw. Ponadto, w tej grupie zanotowano mniejszy odsetek osób rezygnujących z badania (tzw. drop-out rate). Dodatkowo, w obu grupach zaobserwowano poprawę nawyków żywieniowych. To badanie pokazuje nam, że w praktyce zalecenie rozpoczynania posiłku od warzyw jest skuteczne we wspomaganiu kontroli glikemii, a także relatywnie proste do wprowadzenia i utrzymania.
Wnioski, podsumowanie, dalszy kierunek badań
Warzywa, białko i tłuszcz mogą nasilać sekrecję hormonów inkretynowych, opóźniać opróżnianie żołądka, a w konsekwencji obniżać poposiłkową glikemię oraz insulinemię. Zatem, rozpoczynanie posiłku od warzyw oraz źródeł białka i tłuszczu (np. mięso, ryby, tofu, nasiona/pestki), a zostawienie źródeł węglowodanów (ryż, ziemniaki, makaron etc.) na koniec może stanowić skuteczną metodę wspomagającą kontrolę glikemii, a co za tym idzie może przyczyniać się do poprawy pewnych parametrów zdrowotnych, a także treningowych/sylwetkowych. Dodatkowym plusem tej metody wydaje się być relatywna łatwość w jej wprowadzaniu i przestrzeganiu.
Z uwagi na potencjalne zastosowanie tej strategii w prewencji i leczeniu cukrzycy typu 2 i ogólnej poprawie zdrowia, a także fakt iż ten obszar badań jest relatywnie nowy, istnieje potrzeba dalszych eksperymentów sprawdzających wpływ wspomnianych metod, a także łatwość ich przestrzegania. Interesujący wydaje się być również wpływ spożywania węglowodanów w ostatniej kolejności na poposiłkowe stężenia greliny we krwi – sugeruje to możliwe zastosowanie tej strategii w zakresie kontroli bilansu energetycznego/redukcji masy ciała. Stąd potrzebne są dalsze badania sprawdzające wpływ tej metody na spożycie energii ad libitum, wskaźniki sytości czy też zarządzanie masą ciała. O ile mi wiadomo – takie prace już obecnie trwają. Pozostaje zatem tylko czekać na rozwój wydarzeń.
Literatura:
[1] Rayner CK, Samsom M, Jones KL, Horowitz M 2001 Relationships of upper gastrointestinal motor and sensory function with glycemic control. Diabetes Care 24:371–381
[2] Phillips LK, Deane AM, Jones KL, Rayner CK, Horowitz M. Gastric emptying and glycaemia in health and diabetes mellitus. Nat Rev Endocrinol. 2015 Feb;11(2):112-28. doi: 10.1038/nrendo.2014.202.
[3] Seino Y, Fukushima M, Yabe D. GIP and GLP-1, the two incretin hormones: Similarities and differences. J Diabetes Investig. 2010;1(1-2):8–23. doi:10.1111/j.2040-1124.2010.00022.x
[4] Holst JJ. The Physiology of Glucagon-like Peptide 1. Physiol Rev. 2007 Oct;87(4):1409-39.
[5] Ma J, Stevens JE, Cukier K, et al. Effects of a protein preload on gastric emptying, glycemia, and gut hormones after a carbohydrate meal in diet-controlled type 2 diabetes. Diabetes Care. 2009;32(9):1600–1602.
[6] Diana Gentilcore, Reawika Chaikomin, Karen L. Jones, Antonietta Russo, Christine Feinle-Bisset, Judith M. Wishart, Christopher K. Rayner, Michael Horowitz, Effects of Fat on Gastric Emptying of and the Glycemic, Insulin, and Incretin Responses to a Carbohydrate Meal in Type 2 Diabetes, The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, Volume 91, Issue 6, 1 June 2006, Pages 2062–2067
[7] Imai S, Matsuda M, Miyatani S, Hasegawa G, Fukui M, Kajiyama S. Crossover Study of the Effect of „Vegetables Before Carbohydrates” on the Reduction of the Postprandial
Glucose and Insulin Levels in Japanese Patients with Type 2 Diabetes Mellitus. J Japan Diabetes Soc. 2010;53:112-5.
[8] Imai S., Fukui M., Ozasa N., Ozeki T., Kurokawa M., Komatsu T., Kajiyama S., Eating vegetables before carbohydrates improves postprandial glucose excursions. Diabet. Med. 30, 370–372 (2013)
[9] Kuwata H., Iwasaki M., Shimizu S., Minami K., Maeda H., Seino S., Nakada K., Nosaka C., Murotani K., Kurose T., Seino Y., Yabe D., Meal sequence and glucose excursion, gastric emptying and incretin secretion in type 2 diabetes: a randomised, controlled crossover, exploratory trial. Diabetologia (2016) 59:453–461
[10] Shukla AP, Andono J, Touhamy SH, et al. Carbohydrate-last meal pattern lowers postprandial glucose and insulin excursions in type 2 diabetes. BMJ Open Diab Res Care 2017;5:e000440. doi:10.1136/ bmjdrc-2017-000440
[11] Shukla AP, Mauer E., Igel LI, Truong W., Casper A., Kumar RB, Saunders KH, Aronne LJ, Effect of Food Order on Ghrelin Suppression. Diabetes Care 2018 May; 41(5): e76-e77.
[12] Nishino K., Sakurai M., Takeshita Y., Takamura T., Consuming Carbohydrates after Meat or Vegetables Lowers Postprandial Excursions of Glucose and Insulin in Nondiabetic Subjects. J Nutr Sci Vitaminol, 64, 316–320, 2018
[13] Imai S., Matsuda M., Hasegawa G., Fukui M., Obayashi H., Ozasa N., Kajiyama S., A simple meal plan of ‘eating vegetables before carbohydrate’ was more effective for achieving glycemic control than an exchange–based meal plan in Japanese patients with type 2 diabetes. Asia Pac J Clin Nutr 2011;20 (2):161-168
