Carboidrati vs. grassi e proteine: cosa provoca un maggiore rilascio di insulina?

Un nuovo studio pubblicato su Cell Metabolism fa luce su come diversi macronutrienti (carboidrati, proteine e grassi) possono influenzare la secrezione di insulina.

Lo studio ha esaminato le risposte insuliniche nelle isole pancreatiche di donatori deceduti, con e senza diabete di tipo 2, e nelle isole pancreatiche derivate da cellule staminali.

Le isole pancreatiche sono piccoli gruppi di cellule del pancreas, tra cui le cellule beta, che svolgono un ruolo fondamentale nella regolazione dei livelli di zucchero nel sangue producendo ormoni come l'insulina e il glucagone in risposta ai nutrienti.

È noto da tempo che i carboidrati hanno un impatto significativo sui livelli di zucchero nel sangue, provocando un aumento dell'insulina, mentre le proteine hanno un effetto moderato e i grassi hanno un effetto immediato minimo.

Tuttavia, questo studio suggerisce che la secrezione di insulina in risposta ai nutrienti potrebbe essere più complessa e personalizzata di quanto si pensasse in precedenza.

Per la prima volta, i ricercatori hanno identificato sottogruppi di isole pancreatiche umane che mostravano una maggiore risposta insulinica alle proteine o ai grassi rispetto ai carboidrati.

Sebbene gli studi di laboratorio sulle isole pancreatiche potrebbero non essere direttamente applicabili alle persone viventi, i risultati potrebbero avere implicazioni significative per le future strategie nutrizionali personalizzate volte a controllare meglio i livelli di zucchero nel sangue, migliorando in definitiva i risultati generali sulla salute.

Effetto di ciascun macronutriente sulle risposte insuliniche

I ricercatori dell'Università della British Columbia hanno studiato il modo in cui le isole pancreatiche umane secernono insulina in risposta a diversi nutrienti.

Tra il 2016 e il 2022, i ricercatori hanno studiato le isole pancreatiche di 140 donatori deceduti di età diverse, compresi quelli con e senza diabete di tipo 2.

Hanno esposto gli isolotti al glucosio (carboidrati), agli amminoacidi (proteine) e agli acidi grassi (grassi), monitorando la secrezione di insulina.

I ricercatori hanno anche analizzato i cambiamenti nell'espressione genica nelle cellule pancreatiche di donatori con e senza diabete di tipo 2 per comprenderne l'impatto sulla produzione di insulina.

Utilizzando il sequenziamento dell'acido ribonucleico (RNA) e l'analisi proteomica, hanno misurato oltre 20.000 mRNA e circa 8.000 proteine. Questo li ha aiutati a valutare la relazione tra la produzione di insulina e le variazioni dell'espressione genica in campioni di isole pancreatiche.

I macronutrienti inducono risposte insuliniche uniche nelle cellule pancreatiche

Secondo le conoscenze attuali, la maggior parte degli isolotti donatori ha mostrato una risposta insulinica più forte al glucosio, una risposta moderata agli amminoacidi e una piccola risposta agli acidi grassi.

Come previsto, rispetto agli isolotti di donatori non diabetici, gli isolotti di donatori con diabete di tipo 2 presentavano meno cellule beta produttrici di insulina, un picco di insulina ritardato in risposta a livelli elevati di glucosio e una risposta al glucosio complessivamente inferiore.

Sebbene la maggior parte dei risultati fossero prevedibili, alcuni sono stati sorprendenti.

Circa il 9% degli isolotti pancreatici dei donatori ha risposto più fortemente alle proteine che ai carboidrati, mentre l'8% ha risposto più fortemente ai grassi.

Gli isolotti che hanno risposto più intensamente alle proteine provenivano spesso da donatori con diabete di tipo 2, ma presentavano livelli di glicemia a lungo termine (misurati tramite HbA1c) simili a quelli degli altri. Tuttavia, questa maggiore risposta alle proteine è stata associata a tempi di coltura più lunghi in laboratorio.

D'altra parte, le isole che hanno risposto più intensamente ai grassi provenivano solitamente da donatori con valori di HbA1c peggiori, ma per il resto erano simili ad altri donatori. I ricercatori ipotizzano che questa risposta ai grassi possa essere correlata all'immaturità delle cellule beta, come si osserva nelle isole derivate da cellule staminali immature.

Per indagare la fonte di questa variazione, hanno confrontato le caratteristiche dei donatori e non hanno riscontrato differenze nell'indice di massa corporea (BMI) o nell'età. Tuttavia, hanno osservato differenze di genere nelle risposte insuliniche.

Nello specifico, rispetto agli uomini, gli isolotti di cellule staminali provenienti da donatrici secernevano meno insulina in risposta a un'esposizione moderata al glucosio, il che significa che le loro cellule erano meno efficienti nel produrre insulina.

Ciò potrebbe essere correlato alle note differenze tra i sessi nel diabete, ma le ragioni di ciò restano da determinare.

Come si possono applicare i risultati alle persone viventi?

Discutendo della potenziale rilevanza per le persone viventi, il Dott. Jason Fung, medico e autore dei best-seller "The Obesity Code" e "The Diabetes Code", non coinvolto nello studio, ha osservato: "I donatori deceduti sono considerati rappresentativi della popolazione generale. È un'ipotesi ragionevole, ma non necessariamente vera".

Ulteriori dettagli sono stati forniti dal Dott. Thomas M. Holland, medico-scienziato e professore associato presso il RUSH Institute for Healthy Aging presso la RUSH University, anch'egli non coinvolto nello studio.

"I risultati dello studio sugli isolotti di donatori deceduti offrono informazioni davvero preziose sulla produzione di insulina in risposta a diversi macronutrienti, [ma] ci sono dei limiti nel trasferire direttamente questi risultati alle persone viventi", ha detto a MNT.

L'ambiente interno degli organismi viventi, inclusi fattori come il flusso sanguigno, i livelli di ormoni per la segnalazione e le interazioni con il sistema nervoso, può influenzare le risposte insuliniche e può differire dall'ambiente "isolato" delle isole beta. Sebbene lo studio evidenzi una variabilità tra gli individui, gli esseri umani viventi subiscono ulteriori influenze come lo stile di vita, la dieta, lo stress e l'attività fisica che possono modulare ulteriormente le nostre risposte insuliniche.

"Inoltre, i donatori deceduti potrebbero non rappresentare perfettamente la popolazione sana, soprattutto se soffrivano di patologie pregresse che potrebbero compromettere la funzionalità del pancreas", ha osservato.

Gli autori dello studio hanno anche riconosciuto i limiti nell'applicazione dei loro risultati, come la mancanza di diagnosi confermate di diabete di tipo 2 nei donatori di organi e l'assenza di studi clinici sull'uomo per confermare le loro scoperte.

Quali implicazioni ha questo per i medici e i cittadini?

"I risultati di questo studio aprono la possibilità di un piano dietetico più personalizzato per la cura del diabete", ha affermato Sheri Gou, RDN, CDCES, dietista registrata, specialista certificata nella cura e nell'educazione al diabete e proprietaria di The Plant Strong Dietitian, che non è stata coinvolta nello studio.

Fung ha anche sottolineato che i risultati di questo studio potrebbero avere implicazioni significative per le scelte alimentari.

"L'insulina può causare aumento di peso e, per la maggior parte delle persone, ridurre l'assunzione di carboidrati raffinati è un ottimo modo per abbassare i livelli di insulina e indurre la perdita di peso. Ma per alcune persone, una dieta a basso contenuto di grassi può essere più efficace", ha spiegato.

Gli autori dello studio, d'altra parte, hanno suggerito che le diete ricche di proteine potrebbero essere benefiche per le persone con diabete di tipo 2, sulla base dei loro risultati. Tuttavia, hanno sottolineato la necessità di ulteriori ricerche.

In definitiva, "le diete tradizionali per i diabetici si concentrano sul controllo dei carboidrati basandosi sul legame ormai consolidato tra glucosio e secrezione di insulina, in particolare da cereali raffinati e zucchero", ma questo studio suggerisce la necessità di approcci individualizzati basati sulle singole risposte insuliniche ai diversi macronutrienti, ha affermato Holland.

"Come indica lo studio, la differenza è in gran parte determinata geneticamente", ha concordato Fung.

A questo proposito, Gou ha affermato: "In futuro, potrebbero esserci dei test genetici che un medico potrà utilizzare per determinare il miglior rapporto di macronutrienti per la risposta insulinica di un individuo".

Nel frattempo, Holland consiglia di seguire le attuali raccomandazioni dietetiche con una mentalità aperta ad apportare modifiche. Collaborate a stretto contatto con il vostro medico di base o con un dietista qualificato per individuare le abitudini alimentari e i cambiamenti di stile di vita più adatti alle vostre specifiche esigenze per livelli di glicemia sani e una salute ottimale.