الكربوهيدرات مقابل الدهون والبروتينات: أيهما يسبب إفراز المزيد من الأنسولين؟

تسلط دراسة جديدة نشرت في مجلة Cell Metabolism الضوء على كيفية تأثير العناصر الغذائية الكبرى المختلفة - الكربوهيدرات والبروتينات والدهون - على إفراز الأنسولين.

وركزت الدراسة على دراسة استجابات الأنسولين في جزر البنكرياس المأخوذة من متبرعين متوفين، سواء مصابين بمرض السكري من النوع 2 أو غير مصابين به، وفي جزر البنكرياس المشتقة من الخلايا الجذعية.

جزر البنكرياس هي مجموعات صغيرة من الخلايا في البنكرياس، بما في ذلك خلايا بيتا، والتي تلعب دورا رئيسيا في تنظيم مستويات السكر في الدم عن طريق إنتاج هرمونات مثل الأنسولين والجلوكاجون استجابة للعناصر الغذائية.

من المعروف منذ فترة طويلة أن الكربوهيدرات لها تأثير كبير على مستويات السكر في الدم، مما يسبب ارتفاعًا في الأنسولين، في حين أن البروتينات لها تأثير معتدل والدهون لها تأثير فوري ضئيل.

ومع ذلك، تشير هذه الدراسة إلى أن إفراز الأنسولين استجابة للعناصر الغذائية قد يكون أكثر تعقيدًا وخصوصية مما كان يُعتقد سابقًا.

ولأول مرة، تمكن الباحثون من تحديد مجموعات فرعية من جزر البنكرياس البشرية التي أظهرت استجابة أكبر للأنسولين للبروتينات أو الدهون مقارنة بالكربوهيدرات.

ورغم أن الدراسات المعملية على جزر البنكرياس قد لا تنطبق بشكل مباشر على الأشخاص الأحياء، فإن النتائج قد تكون لها آثار كبيرة على استراتيجيات التغذية الشخصية المستقبلية للتحكم بشكل أفضل في مستويات السكر في الدم، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى تحسين النتائج الصحية العامة.

تأثير كل عنصر غذائي كبير على استجابات الأنسولين

قام باحثون من جامعة كولومبيا البريطانية بدراسة كيفية إفراز جزر البنكرياس البشرية للأنسولين استجابةً لعناصر غذائية مختلفة.

بين عامي 2016 و2022، درس الباحثون جزر البنكرياس من 140 متبرعًا متوفى من أعمار مختلفة، بما في ذلك المصابين بمرض السكري من النوع 2 وغيرهم.

وقد قاموا بتعريض الجزر للجلوكوز (الكربوهيدرات)، والأحماض الأمينية (البروتينات)، والأحماض الدهنية (الدهون)، ومراقبة إفراز الأنسولين.

وقام الباحثون أيضًا بتحليل التغيرات في التعبير الجيني في خلايا البنكرياس من المتبرعين المصابين بمرض السكري من النوع 2 ومن غير المصابين به لفهم تأثيرها على إنتاج الأنسولين.

باستخدام تسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA) وتحليل البروتينات، قاس الباحثون أكثر من 20,000 حمض نووي ريبوزي مرسال (mRNA) وحوالي 8,000 بروتين. ساعدهم ذلك على تقييم العلاقة بين إنتاج الأنسولين والتغيرات في التعبير الجيني في عينات خلايا جزر البنكرياس.

المغذيات الكبرى تحفز استجابات الأنسولين الفريدة في خلايا البنكرياس

وفقًا للفهم الحالي، أظهرت معظم جزر المتبرع أقوى استجابة للأنسولين للجلوكوز، واستجابة معتدلة للأحماض الأمينية، واستجابة صغيرة للأحماض الدهنية.

وكما كان متوقعًا، وبالمقارنة مع جزر البنكرياس من متبرعين غير مصابين بالسكري، فإن جزر البنكرياس من متبرعين مصابين بالسكري من النوع 2 كان لديها عدد أقل من خلايا بيتا المنتجة للأنسولين، وذروة الأنسولين متأخرة استجابة لارتفاع مستوى الجلوكوز، واستجابة إجمالية أقل للجلوكوز.

وفي حين كانت معظم النتائج متوقعة، كانت هناك بعض النتائج المفاجئة.

استجاب حوالي 9% من جزر البنكرياس المانحة بشكل أقوى للبروتينات مقارنة بالكربوهيدرات، واستجاب 8% بشكل أقوى للدهون.

كانت الجزر التي استجابت بشكل أقوى للبروتينات غالبًا من متبرعين مصابين بداء السكري من النوع الثاني، ولكن مستويات سكر الدم لديهم على المدى الطويل (مُقاسة بـ HbA1c) مماثلة للجزر الأخرى. ومع ذلك، ارتبطت هذه الاستجابة المتزايدة للبروتينات بإطالة مدة زراعة الخلايا في المختبر.

من ناحية أخرى، كانت الجزر التي استجابت بشكل أقوى للدهون عادةً من متبرعين ذوي قيم HbA1c أسوأ، ولكنها كانت مشابهة لغيرهم من المتبرعين. ويتوقع الباحثون أن هذه الاستجابة للدهون قد تكون مرتبطة بعدم نضج خلايا بيتا، كما هو الحال في الجزر غير الناضجة المشتقة من الخلايا الجذعية.

للتحقق من مصدر التباين، قارن الباحثون خصائص المتبرعين ولم يجدوا أي اختلافات في مؤشر كتلة الجسم أو العمر. ومع ذلك، لاحظوا اختلافات بين الجنسين في استجابات الأنسولين.

على وجه التحديد، وبالمقارنة مع الرجال، تفرز جزر البنكرياس من المتبرعات الإناث كمية أقل من الأنسولين استجابة للتعرض المعتدل للجلوكوز، مما يعني أن خلاياها كانت أقل كفاءة في إنتاج الأنسولين.

وقد يكون هذا مرتبطًا بالاختلافات المعروفة بين الجنسين في الإصابة بمرض السكري، ولكن أسباب ذلك لا تزال بحاجة إلى تحديد.

كيف يمكن تطبيق النتائج على الأشخاص الأحياء؟

في معرض مناقشة أهمية هذه الدراسة المحتملة على الأحياء، أشار الدكتور جيسون فونغ، الطبيب ومؤلف كتابي "قانون السمنة" و"قانون السكري" الأكثر مبيعًا، والذي لم يشارك في الدراسة، إلى أن "المتبرعين المتوفين يُعتبرون ممثلين لعامة السكان. هذا افتراض معقول، ولكنه ليس صحيحًا بالضرورة".

وقدم الدكتور توماس إم هولاند، وهو طبيب وعالم وأستاذ مشارك في معهد راش للشيخوخة الصحية بجامعة راش، والذي لم يشارك أيضًا في الدراسة، مزيدًا من التفاصيل.

وأضاف في تصريح لـ MNT: "إن النتائج التي توصلت إليها الدراسة التي أجريت على خلايا البنكرياس المأخوذة من متبرعين متوفين تقدم رؤى قيمة للغاية حول إنتاج الأنسولين استجابةً لعناصر غذائية كبرى مختلفة [ولكن] هناك قيود في ترجمة هذه النتائج مباشرة إلى أشخاص أحياء".

يمكن للبيئة الداخلية للكائنات الحية، بما في ذلك عوامل مثل تدفق الدم، ومستويات الهرمونات المسؤولة عن الإشارات، وتفاعلات الجهاز العصبي، أن تؤثر على استجابات الأنسولين، وقد تختلف عن البيئة "المعزولة" لجزر بيتا. على الرغم من أن الدراسة تُسلّط الضوء على التباين بين الأفراد، إلا أن الكائنات الحية تُواجه تأثيرات إضافية، مثل نمط الحياة، والنظام الغذائي، والتوتر، والنشاط البدني، والتي قد تُعدّل استجاباتنا للأنسولين بشكل أكبر.

وأضاف أنه "بالإضافة إلى ذلك، فإن المتبرعين المتوفين قد لا يمثلون السكان الأصحاء بشكل مثالي، خاصة إذا كانوا يعانون من أمراض كامنة يمكن أن تؤثر على وظائف البنكرياس".

وأقر مؤلفو الدراسة أيضًا بالقيود في تطبيق نتائجهم، مثل عدم وجود تشخيصات مؤكدة لمرض السكري من النوع 2 لدى المتبرعين بالأعضاء وغياب أي تجارب سريرية بشرية لتأكيد نتائجهم.

ما هي الآثار المترتبة على ذلك بالنسبة للأطباء الممارسين والجمهور؟

قالت شيري جو، أخصائية التغذية المسجلة والمعتمدة في رعاية وتعليم مرضى السكري، ومالكة مركز The Plant Strong Dietitian، والتي لم تشارك في الدراسة: "إن نتائج هذه الدراسة تفتح المجال أمام إمكانية وضع خطة رعاية غذائية أكثر تخصيصًا لعلاج مرض السكري".

وأكد فونج أيضًا أن نتائج هذه الدراسة قد يكون لها تأثيرات كبيرة على الاختيارات الغذائية.

يمكن أن يُسبب الأنسولين زيادة الوزن، وبالنسبة لمعظم الناس، يُعدّ تقليل تناول الكربوهيدرات المُكررة طريقةً فعّالة لخفض مستويات الأنسولين وتحفيز فقدان الوزن. ولكن بالنسبة لبعض الناس، قد يكون اتباع نظام غذائي منخفض الدهون أكثر فعالية، كما أوضح.

من ناحية أخرى، أشار مؤلفو الدراسة إلى أن الأنظمة الغذائية الغنية بالبروتين قد تكون مفيدة لمرضى السكري من النوع الثاني، بناءً على نتائجهم. ومع ذلك، أكدوا على الحاجة إلى مزيد من البحث.

وفي نهاية المطاف، "تركز الأنظمة الغذائية التقليدية لمرضى السكري على التحكم في الكربوهيدرات استناداً إلى الارتباط الراسخ بين الجلوكوز وإفراز الأنسولين، وخاصة من الحبوب المكررة والسكر"، لكن هذه الدراسة تشير إلى الحاجة إلى اتباع نهج فردي يعتمد على استجابات الأنسولين الفردية لمختلف العناصر الغذائية الكبرى، كما قال هولاند.

واتفق فونج قائلاً: "إن الاختلاف يتم تحديده إلى حد كبير وراثياً، كما تشير الدراسة".

وفي هذا الصدد، قال جو: "في المستقبل، قد تكون هناك اختبارات جينية يمكن للطبيب استخدامها لتحديد أفضل نسبة من المغذيات الكبرى لاستجابة الفرد للأنسولين".

في هذه الأثناء، تنصح هولاند باتباع التوصيات الغذائية الحالية بعقل منفتح لإجراء تعديلات. تعاون بشكل وثيق مع طبيبك أو أخصائي التغذية المعتمد لتحديد الأنماط الغذائية وتغييرات نمط الحياة التي تلبي احتياجاتك الخاصة لمستويات سكر دم صحية وصحة مثالية.