Koolhydraten vs. vetten en eiwitten: wat veroorzaakt meer insulineafgifte?

Een nieuw onderzoek gepubliceerd in Cell Metabolism werpt licht op hoe verschillende macronutriënten – koolhydraten, eiwitten en vetten – de insulinesecretie kunnen beïnvloeden.

In het onderzoek werd de insulinerespons onderzocht in pancreaseilandjes van overleden donoren, zowel met als zonder diabetes type 2, en in pancreaseilandjes afkomstig van stamcellen.

Pancreaseilandjes zijn kleine groepjes cellen in de pancreas, waaronder bètacellen. Deze cellen spelen een belangrijke rol bij het reguleren van de bloedsuikerspiegel door hormonen zoals insuline en glucagon te produceren als reactie op voedingsstoffen.

Het is al langer bekend dat koolhydraten een aanzienlijke invloed hebben op de bloedsuikerspiegel, doordat ze een piek in insuline veroorzaken. Eiwitten hebben daarentegen een matig effect en vetten hebben op korte termijn een minimaal effect.

Uit dit onderzoek blijkt echter dat de insulinesecretie als reactie op voedingsstoffen complexer en individueler is dan eerder werd gedacht.

Voor het eerst hebben onderzoekers subgroepen van menselijke pancreaseilandjes geïdentificeerd die een grotere insulinerespons op eiwitten of vetten vertonen dan op koolhydraten.

Hoewel laboratoriumonderzoek naar eilandjes van de pancreas mogelijk niet direct toepasbaar is op levende mensen, kunnen de resultaten belangrijke gevolgen hebben voor toekomstige, gepersonaliseerde voedingsstrategieën om de bloedsuikerspiegel beter te reguleren. Dit zou uiteindelijk kunnen leiden tot een betere algehele gezondheid.

Effect van elke macronutriënt op insulinerespons

Onderzoekers van de University of British Columbia hebben onderzocht hoe menselijke pancreaseilandjes insuline afscheiden als reactie op verschillende voedingsstoffen.

Tussen 2016 en 2022 bestudeerden de onderzoekers pancreaseilandjes van 140 overleden donoren van verschillende leeftijden, waaronder donoren met en zonder diabetes type 2.

Ze stelden de eilandjes bloot aan glucose (koolhydraten), aminozuren (eiwitten) en vetzuren (vetten) en controleerden zo de insulinesecretie.

De onderzoekers analyseerden ook veranderingen in genexpressie in pancreascellen van donoren met en zonder diabetes type 2 om inzicht te krijgen in de invloed hiervan op de insulineproductie.

Met behulp van ribonucleïnezuur (RNA)-sequencing en proteomics-analyse maten ze meer dan 20.000 mRNA's en ongeveer 8.000 eiwitten. Dit hielp hen de relatie te onderzoeken tussen insulineproductie en veranderingen in genexpressie in monsters van pancreaseilandjes.

Macronutriënten induceren unieke insulineresponsen in pancreascellen

Volgens de huidige inzichten vertoonden de meeste donor-eilandjes de sterkste insulinerespons op glucose, een matige respons op aminozuren en een geringe respons op vetzuren.

Zoals verwacht hadden de eilandjes van donoren met diabetes type 2, vergeleken met eilandjes van niet-diabetische donoren, minder insulineproducerende bètacellen, een vertraagde insulinepiek in reactie op een hoge glucosespiegel en een over het algemeen lagere glucoserespons.

Hoewel de meeste uitkomsten voorspelbaar waren, waren er ook enkele verrassende resultaten.

Ongeveer 9% van de donoralvleeskliereilandjes reageerde sterker op eiwitten dan op koolhydraten, en 8% reageerde sterker op vetten.

De eilandjes die sterker reageerden op de eiwitten waren vaak afkomstig van donoren met diabetes type 2, maar hadden een vergelijkbare langetermijnbloedsuikerspiegel (gemeten met HbA1c) als de andere. Deze verhoogde respons op de eiwitten ging echter gepaard met langere kweektijden in het laboratorium.

Eilandjes die sterker reageerden op vetten waren daarentegen meestal afkomstig van donoren met lagere HbA1c-waarden, maar waren verder vergelijkbaar met die van andere donoren. De onderzoekers vermoeden dat deze reactie op vetten verband houdt met de onvolgroeidheid van bètacellen, zoals te zien is bij onvolgroeide eilandjes afkomstig van stamcellen.

Om de bron van de variatie te onderzoeken, vergeleken ze donorkenmerken en vonden geen verschillen in body mass index (BMI) of leeftijd. Ze observeerden echter wel sekseverschillen in insulinerespons.

In vergelijking met mannen scheidden de eilandjes van vrouwelijke donoren minder insuline af bij een matige blootstelling aan glucose. Dit betekent dat hun cellen minder efficiënt insuline produceerden.

Dit zou te maken kunnen hebben met de bekende geslachtsverschillen bij diabetes, maar de oorzaak hiervoor is nog niet vastgesteld.

Hoe kunnen de resultaten worden toegepast op levende mensen?

Dr. Jason Fung, arts en bestsellerauteur van The Obesity Code en The Diabetes Code, die niet bij het onderzoek betrokken was, besprak de mogelijke relevantie voor levende mensen en merkte op: "Overleden donoren worden beschouwd als representatief voor de algemene bevolking. Dat is een redelijke aanname, maar niet per se waar."

Dr. Thomas M. Holland, arts-wetenschapper en universitair hoofddocent aan het RUSH Institute for Healthy Aging van de RUSH University, die eveneens niet bij het onderzoek betrokken was, gaf meer details.

"De resultaten van het onderzoek naar eilandjes van overleden donoren bieden waardevolle inzichten in de insulineproductie als reactie op verschillende macronutriënten, maar er zijn beperkingen als we deze resultaten rechtstreeks willen vertalen naar levende mensen", vertelde hij aan MNT.

De interne omgeving van levende organismen, waaronder factoren zoals de bloedstroom, de hormoonspiegels voor signalering en de interacties met het zenuwstelsel, kan de insulinerespons beïnvloeden en kan verschillen van de 'geïsoleerde' omgeving van bèta-eilandjes. Hoewel de studie de variabiliteit tussen individuen benadrukt, ervaren levende mensen aanvullende invloeden zoals levensstijl, voeding, stress en fysieke activiteit die onze insulinerespons verder kunnen beïnvloeden.

"Bovendien zijn overleden donoren mogelijk geen exacte afspiegeling van de gezonde bevolkingsgroep, vooral als ze onderliggende ziekten hadden die de alvleesklierfunctie konden beïnvloeden", merkte hij op.

De auteurs van het onderzoek erkenden ook dat er beperkingen waren bij de toepassing van hun resultaten, zoals het gebrek aan bevestigde diagnoses van diabetes type 2 bij orgaandonoren en het ontbreken van klinische proeven op mensen om hun bevindingen te bevestigen.

Welke gevolgen heeft dit voor praktiserende artsen en het publiek?

"De resultaten van dit onderzoek openen de mogelijkheid voor een meer geïndividualiseerd voedingsplan voor de behandeling van diabetes", aldus Sheri Gou, RDN, CDCES, een gediplomeerd diëtist, gecertificeerd specialist in diabeteszorg en -educatie en eigenaar van The Plant Strong Dietitian, die niet bij het onderzoek betrokken was.

Fung benadrukte ook dat de bevindingen van dit onderzoek belangrijke gevolgen kunnen hebben voor voedingskeuzes.

"Insuline kan leiden tot gewichtstoename, en voor de meeste mensen is het verminderen van de inname van geraffineerde koolhydraten een zeer goede manier om de insulinespiegel te verlagen en gewichtsverlies te bevorderen. Maar voor sommige mensen kan een vetarm dieet effectiever zijn", legde hij uit.

De auteurs van de studie suggereerden daarentegen op basis van hun bevindingen dat eiwitrijke diëten gunstig zouden kunnen zijn voor mensen met diabetes type 2. Ze benadrukten echter de noodzaak van verder onderzoek.

Uiteindelijk "richten traditionele diabetesdiëten zich op koolhydraatbeheersing op basis van het bekende verband tussen glucose en insulinesecretie, met name uit geraffineerde granen en suiker", maar deze studie suggereert dat er behoefte is aan geïndividualiseerde benaderingen op basis van individuele insulinereacties op verschillende macronutriënten, aldus Holland.

"Het verschil is grotendeels genetisch bepaald, zoals het onderzoek aangeeft", beaamde Fung.

Gou zei hierover: "In de toekomst komen er wellicht genetische testen waarmee een arts de beste macronutriëntenverhouding voor de insulinerespons van een individu kan bepalen."

In de tussentijd adviseert Holland mensen om de huidige voedingsadviezen te volgen en open te staan voor aanpassingen. Werk nauw samen met uw huisarts of diëtist om de voedingspatronen en leefstijlveranderingen te bepalen die het beste aansluiten op uw unieke behoeften voor een gezonde bloedsuikerspiegel en een optimale gezondheid.