Carbohydrate so với chất béo và protein: loại nào giải phóng nhiều insulin hơn?

Một nghiên cứu mới được công bố trên Cell Metabolism đã làm sáng tỏ cách các chất dinh dưỡng đa lượng khác nhau - carbohydrate, protein và chất béo - có thể ảnh hưởng đến quá trình tiết insulin.

Nghiên cứu này đã kiểm tra phản ứng insulin ở các đảo tụy của người hiến tặng đã chết, cả những người mắc và không mắc bệnh tiểu đường loại 2, và ở các đảo tụy có nguồn gốc từ tế bào gốc.

Các đảo tụy là những cụm tế bào nhỏ trong tuyến tụy, bao gồm các tế bào beta, đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh lượng đường trong máu bằng cách sản xuất các hormone như insulin và glucagon để đáp ứng với chất dinh dưỡng.

Từ lâu người ta đã biết rằng carbohydrate có tác động đáng kể đến lượng đường trong máu, gây ra sự gia tăng insulin, trong khi protein có tác động vừa phải và chất béo có tác động tức thời rất ít.

Tuy nhiên, nghiên cứu này cho thấy việc tiết insulin để đáp ứng với chất dinh dưỡng có thể phức tạp và mang tính cá nhân hơn so với suy nghĩ trước đây.

Lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã xác định được các phân nhóm đảo tụy ở người biểu hiện phản ứng insulin mạnh hơn với protein hoặc chất béo so với carbohydrate.

Mặc dù các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về các đảo tụy có thể không áp dụng trực tiếp cho người sống, nhưng kết quả có thể có ý nghĩa quan trọng đối với các chiến lược dinh dưỡng cá nhân hóa trong tương lai nhằm kiểm soát tốt hơn lượng đường trong máu, từ đó cải thiện kết quả sức khỏe tổng thể.

Tác dụng của từng chất dinh dưỡng đa lượng đối với phản ứng insulin

Các nhà nghiên cứu từ Đại học British Columbia đã nghiên cứu cách các đảo tụy của con người tiết ra insulin để đáp ứng với các chất dinh dưỡng khác nhau.

Từ năm 2016 đến năm 2022, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu các đảo tụy từ 140 người hiến tặng đã chết ở nhiều độ tuổi khác nhau, bao gồm cả những người mắc và không mắc bệnh tiểu đường loại 2.

Họ cho các đảo tụy tiếp xúc với glucose (carbohydrate), axit amin (protein) và axit béo (chất béo), theo dõi quá trình tiết insulin.

Các nhà nghiên cứu cũng phân tích những thay đổi trong biểu hiện gen ở tế bào tuyến tụy từ những người hiến tặng mắc và không mắc bệnh tiểu đường loại 2 để hiểu tác động của chúng đến quá trình sản xuất insulin.

Sử dụng giải trình tự axit ribonucleic (RNA) và phân tích proteomics, họ đã đo được hơn 20.000 mRNA và khoảng 8.000 protein. Điều này giúp họ đánh giá mối quan hệ giữa sản xuất insulin và những thay đổi trong biểu hiện gen trong các mẫu đảo tụy.

Các chất dinh dưỡng đa lượng tạo ra phản ứng insulin độc đáo trong tế bào tuyến tụy

Theo hiểu biết hiện tại, hầu hết các tiểu đảo tụy cho phản ứng insulin mạnh nhất với glucose, phản ứng vừa phải với axit amin và phản ứng nhỏ với axit béo.

Đúng như dự kiến, so với các tiểu đảo từ người hiến tặng không bị tiểu đường, các tiểu đảo từ người hiến tặng bị tiểu đường loại 2 có ít tế bào beta sản xuất insulin hơn, đỉnh insulin chậm lại khi đáp ứng với lượng glucose cao và phản ứng glucose nhìn chung thấp hơn.

Trong khi hầu hết các kết quả đều có thể dự đoán được thì vẫn có một số kết quả đáng ngạc nhiên.

Khoảng 9% đảo tụy của người hiến tặng phản ứng mạnh hơn với protein so với carbohydrate và 8% phản ứng mạnh hơn với chất béo.

Các đảo tụy phản ứng mạnh hơn với protein thường đến từ những người hiến tặng mắc bệnh tiểu đường loại 2 nhưng có mức đường huyết dài hạn tương tự (được đo bằng HbA1c) như những người khác. Tuy nhiên, phản ứng tăng lên này với protein có liên quan đến thời gian nuôi cấy dài hơn trong phòng thí nghiệm.

Mặt khác, các đảo tụy phản ứng mạnh hơn với chất béo thường đến từ những người hiến tặng có giá trị HbA1c kém hơn, nhưng về mặt khác thì tương tự như những người hiến tặng khác. Các nhà nghiên cứu suy đoán rằng phản ứng này với chất béo có thể liên quan đến sự chưa trưởng thành của tế bào beta, như thấy ở các đảo tụy có nguồn gốc từ tế bào gốc chưa trưởng thành.

Để điều tra nguồn gốc của sự thay đổi, họ đã so sánh các đặc điểm của người hiến tặng và không tìm thấy sự khác biệt nào về chỉ số khối cơ thể (BMI) hoặc tuổi tác. Tuy nhiên, họ đã quan sát thấy sự khác biệt về giới tính trong phản ứng insulin.

Cụ thể, so với nam giới, các tiểu đảo tụy từ người hiến tặng là phụ nữ tiết ra ít insulin hơn để đáp ứng với lượng glucose vừa phải, nghĩa là các tế bào của họ kém hiệu quả hơn trong việc sản xuất insulin.

Điều này có thể liên quan đến sự khác biệt giới tính trong bệnh tiểu đường, nhưng lý do vẫn chưa được xác định.

Làm thế nào để áp dụng những kết quả này vào con người đang sống?

Thảo luận về mối liên quan tiềm tàng với những người còn sống, Tiến sĩ Jason Fung, một bác sĩ và là tác giả bán chạy nhất của The Obesity Code và The Diabetes Code, người không tham gia vào nghiên cứu, lưu ý: "Những người hiến tặng đã chết được coi là đại diện cho dân số nói chung. Đó là một giả định hợp lý, nhưng không nhất thiết là đúng."

Tiến sĩ Thomas M. Holland, một bác sĩ-nhà khoa học và phó giáo sư tại Viện RUSH về Lão hóa Khỏe mạnh thuộc Đại học RUSH, người cũng không tham gia vào nghiên cứu, đã cung cấp thêm thông tin chi tiết.

Ông nói với MNT rằng: "Kết quả từ nghiên cứu về các tiểu đảo tụy của người hiến tặng đã chết cung cấp những hiểu biết thực sự có giá trị về quá trình sản xuất insulin để đáp ứng với các chất dinh dưỡng đa lượng khác nhau [nhưng] có những hạn chế trong việc áp dụng trực tiếp những kết quả này cho người còn sống".

Môi trường bên trong của các sinh vật sống, bao gồm các yếu tố như lưu lượng máu, mức độ hormone để truyền tín hiệu và tương tác của hệ thần kinh, có thể ảnh hưởng đến phản ứng insulin và có thể khác với môi trường "cô lập" của các đảo beta. Mặc dù nghiên cứu này nhấn mạnh đến sự khác biệt giữa các cá nhân, nhưng con người sống cũng chịu những ảnh hưởng bổ sung như lối sống, chế độ ăn uống, căng thẳng và hoạt động thể chất có thể điều chỉnh thêm phản ứng insulin của chúng ta.

"Ngoài ra, những người hiến tặng đã chết có thể không đại diện hoàn hảo cho nhóm dân số khỏe mạnh, đặc biệt nếu họ mắc các bệnh tiềm ẩn có thể ảnh hưởng đến chức năng tuyến tụy", ông lưu ý.

Các tác giả nghiên cứu cũng thừa nhận những hạn chế trong việc áp dụng kết quả của họ, chẳng hạn như việc thiếu chẩn đoán xác nhận bệnh tiểu đường loại 2 ở người hiến tặng nội tạng và không có bất kỳ thử nghiệm lâm sàng nào trên người để xác nhận phát hiện của họ.

Điều này có ý nghĩa gì đối với bác sĩ đang hành nghề và công chúng?

Sheri Gou, RDN, CDCES, một chuyên gia dinh dưỡng đã đăng ký, chuyên gia giáo dục và chăm sóc bệnh tiểu đường được chứng nhận, đồng thời là chủ sở hữu của The Plant Strong Dietitian, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết: "Kết quả của nghiên cứu này mở ra khả năng xây dựng một chế độ ăn uống cá nhân hóa hơn để điều trị bệnh tiểu đường".

Fung cũng nhấn mạnh rằng những phát hiện của nghiên cứu này có thể có ý nghĩa quan trọng đối với việc lựa chọn chế độ ăn uống.

"Insulin có thể gây tăng cân và đối với hầu hết mọi người, việc giảm lượng carbohydrate tinh chế là một cách rất tốt để giảm mức insulin và thúc đẩy giảm cân. Nhưng đối với một số người, chế độ ăn ít chất béo có thể hiệu quả hơn", ông giải thích.

Mặt khác, các tác giả nghiên cứu cho rằng chế độ ăn giàu protein có thể có lợi cho những người mắc bệnh tiểu đường loại 2 dựa trên những phát hiện của họ. Tuy nhiên, họ nhấn mạnh cần phải nghiên cứu thêm.

Cuối cùng, "chế độ ăn kiêng truyền thống cho bệnh nhân tiểu đường tập trung vào việc kiểm soát carbohydrate dựa trên mối liên hệ rõ ràng giữa glucose và quá trình tiết insulin, đặc biệt là từ ngũ cốc tinh chế và đường", nhưng nghiên cứu này cho thấy cần phải có những phương pháp tiếp cận cá nhân hóa dựa trên phản ứng insulin của từng người đối với các chất dinh dưỡng đa lượng khác nhau, Holland cho biết.

Fung đồng ý rằng "Sự khác biệt phần lớn là do di truyền, như nghiên cứu đã chỉ ra".

Về điểm này, Gou cho biết: "Trong tương lai, có thể sẽ có các xét nghiệm di truyền mà bác sĩ có thể sử dụng để xác định tỷ lệ chất dinh dưỡng đa lượng tốt nhất cho phản ứng insulin của một cá nhân".

Trong khi đó, Holland khuyên mọi người nên tuân theo các khuyến nghị về chế độ ăn uống hiện tại với một tâm trí cởi mở để điều chỉnh. Làm việc chặt chẽ với bác sĩ chăm sóc chính hoặc chuyên gia dinh dưỡng đã đăng ký của bạn để xác định các chế độ ăn uống và thay đổi lối sống hỗ trợ tốt nhất cho nhu cầu riêng của bạn về lượng đường trong máu khỏe mạnh và sức khỏe tối ưu.