Гликемические ответы на богатые углеводами продукты зависят от инсулинорезистентности, этнической принадлежности и микробиома

Постпрандиальные гликемические ответы (ПГО), то есть изменения уровня глюкозы в крови после приема пищи, являются независимыми предикторами риска развития сахарного диабета 2 типа, сердечно-сосудистых заболеваний и общей смертности. Известно, что ПГО на одни и те же продукты варьируют у разных людей, но физиологические и молекулярные причины вариабельности слабо изучены. Предыдущие исследования указывали на влияние состава пищи, микробиоты, этнической принадлежности и других факторов, однако не учитывали в полной мере метаболические характеристики организма, такие как инсулинорезистентность и функции бета-клеток. Ученые из США, Индии и Норвегии провели исследование, в котором стремились восполнить этот пробел, используя непрерывный мониторинг глюкозы (НМГ) в сочетании с глубоким метаболическим и молекулярным профилированием. В работе участвовали исследователи из Стэнфордского университета под руководством Майкла Снайдера и сотрудники компании Ultima Genomics.

В исследование включили 55 человек без диагноза «диабет», у которых с помощью устройства для НМГ измерялись гликемические реакции на семь различных продуктов питания с равноценным содержанием углеводов (рис, хлеб, картофель, макароны, фасоль, виноград, ягоды). Каждый из продуктов содержал 50 г углеводов на порцию употреблялся в пищу как минимум дважды. Дополнительно проверяли влияние клетчатки (гороховое волокно), белка (яичный белок) или жира (сливки), которые участник съедал за 10 минут до углеводного продукта. Экспериментальные порции участники съедали утром натощак и затем около трех часов избегали значительных физических нагрузок. Метаболическое состояние оценивали с помощью «золотых стандартов», включающих тесты на инсулинорезистентность (SSPG), функционирование бета-клеток (disposition index), а также проводили анализы крови, мочи и состава микробиоты.

Гликемические ответы на одни и те же углеводы оказались устойчивыми у одного человека, но сильно различались у разных людей. Наиболее высокий средний гликемический пик вызывал рис, тогда как фасоль и ягоды имели минимальное влияние. После винограда пик был высоким, но максимум достигался раньше, чем у риса или картофеля.

Были выявлены определенные типы углеводного ответа — например, у некоторых людей самый выраженный ответ был на картофель, у других — на рис, виноград или хлеб. (авторы статьи называют их potato-spikers, rice-spikers, grape-spikers и bread-spikers). У людей с максимальным ответом на картофель чаще наблюдалась выраженная инсулинорезистентность и сниженная функция бета-клеток, люди с ответом на виноград отличались лучшей чувствительностью к инсулину. У участников с максимальным ответом на хлеб было зафиксировано повышенное артериальное давление. В группе с преимущественным ответом на рис чаще встречались лица азиатского происхождения.

Потребление клетчатки, белка или жира перед приемом углеводного продукта (митигация) в среднем немного снижало уровень глюкозы, но этот эффект тоже варьировал: у чувствительных к инсулину участников он был заметнее, у инсулинорезистентных он был минимален или отсутствовал. Особенно эффективным оказался белок у людей с нормальной функцией бета-клеток.

Также были выявлены молекулярные маркеры, ассоциированные с ПГО и типами метаболического здоровья, включая триглицериды, белки печени и компоненты микробиоты. Анализ микробиоты показал, что определенные бактерии (например, представители родов Klebsiella и Sutterella) положительно коррелировали с эффективностью митигации, а определенные ферменты, такие как гликозидгидролаза GH85 в Roseburia intestinalis, были связаны с повышенным ПГО при употреблении всех углеводных продуктов. (Этот фермент расщепляет гликозилированные белки; бактерии рода Roseburia могут утилизировать клетчатку, а повышение уровня GH85 может быть ассоциировано с распадом муцинов и недостаточным количеством клетчатки в пище.)

Таким образом, гликемический ответ на пищу — это индивидуальная характеристика, тесно связанная с метаболическим статусом. Инсулинорезистентность человека, функция его бета-клеток, этническая принадлежность и состав микробиоты определяют, как организм реагирует на те или иные углеводы. Это открывает перспективы персонализированного подхода к здоровому питанию, основанного на метаболических подтипах, что особенно актуально для профилактики диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.

Эволюция человека от охотника до земледельца изменила гены ферментов, расщепляющих углеводы