Kamila Jančeková Diabetologiejaro 2020 • DEFINICE Gl: "plocha pod vzestupnou částí křivky postprandiální glykemie testované potraviny s obsahem 50 g absorbovatelných sacharidů (F), vyjádřená jako procento odezvy na stejné množství sacharidů ze standardní potraviny (B), požité stejnou osobou" Testování hodnot G Glycemic response in healthy adults 4 D OS 1 1.5 2 2.5 3 Time (hrHiT-si Plasma glJCLj&B respon-se (mTisl/LJ rrom a higti vs low Gl fand. The •cJnsngB in hlac-d g UO::.SP concen1r.ar.ion over "irre is e-XDreBsed Hnd deculaLed as Iiis ares Lndsr 1hs curve ^ALfC) (Wnlevsr er al, 1 991 >. Vždy testováno alespoň 10 osob, zdravých dospělých, obou pohlaví Porce sledované potraviny obsahuje 50 g sacharidů (25 g v případě potravin obsahujících nízké množství sacharidů) Testování alespoň 2krát opakovat Tekutiny, v množství 250 ml, by měly být vypity do 10 minut Sacharidové roztoky by měly být vypity do 15 minut Referenční potravina = glukóza/bílý chléb K večeři před testováním jíst stejné jídlo, vyvarovat se neobvyklé pohybové aktivity, testování provádět do 10.h dopolední po 10-14h lačnění Vzorky krve v 0. minutě, 15., 30., 45., 60., 90., 120. minutě po začátku konzumace testované potraviny ???...inzulín senzitivní/nesenzitivní osoby, obézní/nadváha/štíhlí, normální dítě/normální dospělý, etnika, věk, diabetes 1./2. typu BILY CHLEB x GLUKÓZ • Referenční (standardní) potravině je přidělena hodnota glykemického indexu 100 Bílý chléb/glukóza • Př. bílý chléb - upečený z přesně navážených surovin a tím známého složení • Glukóza má o 40 % větší glykemickou odezvu než bílý chléb a naopak chléb má 71% odezvu glukózy • Pokud chceme převést hodnoty založené na indexu, kde je jako referenční potravina použita glukóza (Gl = 100), na hodnoty založené na indexu, kde je referenční potravinou bílý chléb (Gl = 100), je nutné je vynásobit 1,4 a v opačném případě se hodnoty vynásobí 0,7 - Cornflakes: Gl 81 (glukóza) x Gl 116 (bílý chléb) • Dlouhozrnná rýže: Gl 56 x Gl 80 - Parboild rýže: Gl 47xGI 68 - Bulgur:GI 48X68 • Špagety: Gl 42xGI 60 • Kuskus:GI 65x93 - Jablko: Gl 38 xGI 52 - Banán: Gl 52xGI 74 - Čočka: Gl 30xGI 42 Glukóza: Gl 99xGI 141 Fruktóza: Gl 19xGI 27 Med: Gl 55xGI 78 Mrkev:GI47xGI68 Brambory pečené: Gl 85 x Gl 121 Brambory vařené: Gl 56-101 x Gl 80-144 Bramborová kaše: Gl 67-91 x Gl 96-130 Glykemický index X glykemická odpově • Glykemická odpověď-Glycemic Response (GR) • GR = postprandiální glykemie vyvolaná vstřebáním konzumované potraviny či pokrmu, která obsahuje sacharidy • Glykemický index - Glycemic Index (Gl) • Gl = vztažen na potraviny s obsahem 50 g (či 25 g) sacharidů (dále viz základní definice Gl) • Gl není GR Rozdělení dle Gl • Gl > 70 (stupnice glukózy) = potraviny s vysokým Gl = potraviny, které jsou rozštěpeny, vstřebány a metabolizovány rychle • Gl < 55 (stupnice glukózy) = potraviny s nízkým Gl = potraviny, které jsou rozštěpeny, vstřebány a metabolizovány pomalu - Gl KOMBINOVANÉHO JÍDLA A CELKOVÝ DENNÍ Gl...? = podíl celkového množství sacharidů v pokrmu (nebo za den) vynásobené odpovídajícím glykemickým indexem. Součet těchto hodnot vyjadřuje glykemický index pokrmu nebo denní glykemický index Potravina Sacharidy (g) Podíl na celkovém množství sacharidů Gl potraviny Gl potraviny v pokrmu Chléb 25 0,342 100 34,2 Cereálie 25 0,342 72 24,6 Mléko 6 0,082 39 3,2 Sacharóza 5 0,068 87 5,9 Pomerančový džus 12 0,164 74 12,1 Celkem 73 1 80 - G L Y K E M I C K Á N A L O Ž : 1. Glykemický index potraviny, pokrmu nebo celodenní stravy vydělíme 100 a vynásobíme množstvím vstřebatelných sacharidů v gramech 2. Z výsledných hodnot můžeme předvídat akutní metabolický efekt jednotlivých potravin Glykemická nálož: 20 a více je považována za vysokou 11-19 je střední 10 a méně za nízkou. Celodenní glykemická nálož: < 80 je nízká > 120 je vysoká Snídaňové cereálie Gl GN Velikost porce Dostupné sacharidy v porci Cornflakes 81±3 20,8 30 26 Müsli 55±10 10,4 30 19 Ovesná kaše 58±4 12,8 250 22 • Cornflakes: Gl 81 (glukóza) x Gl 116 (bílý chléb), GN 21, 30 g/26 g (velikost porce/dostupné sacharidy) - Dlouhozrnná rýže: Gl 56 x Gl 80, GN 23,150 g/41 g • Parboild rýže: Gl 47 x Gl 68, GN 17,150 g/36 • Bulgur: Gl 48 X 68, GN 12, 150 g/26 g • Špagety: Gl 42 x Gl 60, GN 24, 180 g/48 g - Kuskus: Gl 65 x 93, GN 23, 150 g/35 g • Jablko: Gl 38 x Gl 52, GN 6, 120 g/15 g • Banán: Gl 52 x Gl 74, GN 12, 120 g/24 • Čočka: Gl 30 x Gl 42, GN 5, 150 g/17 g Glukóza: Gl 99 x Gl 141, GN 10, 10 g/10 g Fruktóza: Gl 19 x Gl 27, GN 2, 10 g/10 g Med: Gl 55 x Gl 78, GN 10, 25 g/18 g Mrkev: Gl 47 x Gl 68, GN 3, 80 g/6 g Brambory pečené: Gl 85 x Gl 121, GN 26,150 g/30 g Brambory vařené: Gl 56-101 x Gl 80-144, GN 14-17, 150 g/26-17 g Bramborová kaše: Gl 67-91 x Gl 96-130, GN 13-18,150 g/18-20 g Co vše ovlivňuje glykemický index celkového pokrmu? FAKTORY MODULUJÍCÍ • Délka a složení řetězce (dostupnost enzymatickému trávení) • Amylóza a amylopektin (přímý X větvený řetězec) • Vláknina (zpomalení vyprazdňování žaludku) • Buněčná struktura a technologie přípravy pokrmů - rychle a pomalu dostupná glukóza - těstoviny (denaturací škrobu zhoršené trávení amylázou) - brambory (obsah rezistentního škrobu) • Teplota skladování • Kvásek, kvasnice, organické kyseliny (octová, mléčná) • Bílkoviny • Tuky • Víno • Vliv předchozího jídla • Množství absorbovaných sacharidů DÉLKA A SLOŽENÍ ŘETĚZCE Bílý chléb X těstoviny - podobná délka řetězce, ale chléb má vyšší Gl díky své terciární struktuře a rozpustnosti, která zajišťuje větší expozici slinným a pankreatickým amylázám Disacharidy: sacharóza, laktóza, maltóza - skládají se z jiných monosacharidů AMYLOZA A AMYLOPEKTIN přímý X větvený řetězec • Kompaktnější struktura amylózy způsobuje horší dostupnost pro trávení amylázami • Škroby s vyšším obsahem amylózy mají nižší Gl • Př. Kukuřičný škrob obsahuje cca 30 % amylózy - pro nižší postprandiální glykemii a inzulinemii je vhodnější alespoň 50 % H2 C—OH H 2 C - O H amylopektin VLÁKNINA • Vláknina obsažená v luštěninách, ovoci, ovsu a ječmeni • Tvorba rosolovitých gelů, které zpomalují vyprazdňování žaludku a enzymatické tráven (vytvořením fyzické bariéry kolem sacharidů) BUNECNA STRUKTURA A TECHNOLOGIE PŘÍPRAVY POKRMŮ • Vařením a zpracováním se otevírá škrobová struktura, dochází k otevření škrobových granulí a umožní se tak trávení amylázou, což vede ke zvýšení Gl • Gnocchi: kompaktní struktura , nízký Gl • Kynuté pokrmy: vysoká pórovitost způsobená přítomností vzduchových bublinek, která zvětšuje plochu vystavenou činnosti enzymů TĚSTOVINY - nízký Gl je způsoben denaturací škrobu při jejich sušení, tím je trávení amylázou zhoršeno BRAMBORY: - syrové brambory: škrob je uzavřen ve škrobových granulích (87 % rezistentního škrobu, dále jen RŠ), tím je vysoce odolný trávícím enzymům - po tepelné úpravě: pouze 1,2 % RŠ - nové brambory vařené ve slupce: nejnižší Gl, zřejmě díky menšímu větvení amylopektinu - vychlazení brambor nebo použití octové zálivky vede ke snížení Gl TEPLOTA SKLADOVÁNÍ - během skladování může být část škrobu přeměněna na RŠ, Gl se snižuje KVÁSEK A KVASNICE - kváskové chleby mají nižší Gl než kvasnicové - kváskové chleby mají vyšší hladinu RŠ než kvasnicové PŘIDÁNÍ KYSELINY OCTOVÉ ČI MLÉČNÉ - pomalejší žaludeční vyprazdňování - ovlivnění hydrolýzy škrobu, snížení Gl v přítomnosti glutenu • BÍLKOVINY, TUKY, VÍNO - jako součást pokrmu - vliv na nižší Gl • VLIV PŘEDCHOZÍHO JÍDLA - snídaně s nízkým Gl - následně nižší glykemická odezva po obědě - pomalé trávení a absorpce, které vedou ke kratší době lačnění mezi jídly a potlačen vylučování volných mastných kyselin • MNOŽSTVÍ ABSORBOVANÝCH SACHARIDŮ - s velikostí dávky sacharidů se zvyšuje glykemie a inzulinemie - jakmile dávka přesáhne 50 g má vzestupná část křivky tendenci se zploštit • SACHARÓZA - LAKTÓZA - MALTÓZA • CELÉ ZRNO - BULGUR - HRUBÁ MOUKA • JABLKO-PYRÉ-DŽUS • PIZZA -GNOCCHI-SUCHARY • BRAMBORY ČERSTVĚ UVAŘENÉ - DEN STARÉ • KVÁSKOVÝ CHLÉB - KVASNICOVÝ CHLÉB Gl - nejnizsi Gl - nejvyssi Gl • SACHARÓZA - LAKTÓZA - MALTÓZA • CELÉ ZRNO - BULGUR - HRUBÁ MOUKA • JABLKO-PYRÉ-DŽUS • PIZZA -GNOCCHI- SUCHARY (pizza i suchary jsou vyrobeny z kynutého těsta, mají podobnou gly.odezvu jako bílý chléb - ale pizza má další ingredience, gnocchi mají kompaktní strukturu) • BRAMBORY ČERSTVĚ UVAŘENÉ - DEN STARÉ • KVÁSKOVÝ CHLÉB - KVASNICOVÝ CHLÉB ZDRAVOTNÍ TVRZENÍ Konzumace... jakožto součástí jídla přispívá k omezení nárůstu hladiny glukózy v krvi po tomto jídle • Arabinoxylan z endospermu pšenice (8 g vlákniny bohaté na arabinoxylan) • Beta-glukany z ovsa a ječmene ně 4 g beta-glukanů na každých 30 g využitelných sacharidů v dané potravině) za ně4gHPMC) • Pektiny (10 g pektinů) • Rezistentní škrob (alespoň 14 % celkového obsahu škrobu) • ALFA-cyklodextrin (alespoň 5 g ALFA-cyklodextrinu) ZDRAVOTNÍ TVRZENÍ • Chrom - Chrom va k udrženi lni hladiny zyvkrvi • kv cukru, ti intenzivní sladidla (xylitol, sorbitol, mannitol, maltitol, laktitol, isomalt, erythritol, za a poly- za; - za a isomal- za) Konzumace potravin/ pojů ch ky cukru vede k omezení stu hladiny zy v krvi po jejich konzumaci v porovnání s potravinami/ poji mi cukr • Fruktóza - Konzumace potravin ch zu vede k mu stu hladiny zyvkrvi ve ni s potravinami mi zu nebo zu INZULINEMICKÝ INDEX • Inzulínová odezva • Obecně silná korelace s Gl • VÝJIMKA: mléko a mléčné výrobky (mají větší inzulínovou odezvu, než by se dalo čekat) GLYKEMIE A INZULÍNEM - po konzumaci potravin obsahujících laktózu • Mléko a mléčné produkty mají nižší Gl, ačkoliv zvyšují inzulinemii...? • Pokus: 12 osob a konzumace různých potravin obsahujících stejné množství sacharidů (hl. laktózu) • Výsledky: - převážně přítomnost rozvětvených aminokyselin (valin, leucin, isoleucin) a lysinu zvyšuje vylučování inzulínu a GIP • Pozitivní účinek mléčných bílkovin: - stimulace sekrece inzulínu a zlepšení citlivost tkání na inzulín - možná prevence DM II. typu. NE LAKTÓZA ALE VĚTVENÉ AMINOKYSELINY • ZÁVĚR: Přídavek syrovátky zvyšuje vylučování inzulínu: - syrovátkové proteiny jsou bohaté na větvené AK, které jsou inzulinotropní - uvolnění inkretinových hormonů (GLP-1 a GIP) ZITNY X PSE a post nzuhnemie ZITNE PEČIVO: inzulín, C-peptid a GIP - signifikantně nižší hodnoty VYSVĚTLENI: STRUKTURA ŠKROBU (zabalená škrobová zrna, pomalejší hydrolýza)TABLE i Mznmal gbjcase, insulin. C-pepride. duroM-denůniem LL-jlinurrup:: prJiTipti.dE (GP). aaá eincaepiv-lilK peptidE 1 ( C U - I ) niEcenrratÚHĽ and aiÉSš QDJĚI iba CJEVS In HÍJBLŮ lo lbe rocnin^ĽKí ef dis mr tiiEaii' Re£r5<3 wheil Erdospenn rve Tradirionnl ne TTigK-fiKw rve Tľrľ.J Tľrľ.J Ol^oíí (cnmod-1) : ] • : : 2.0 ± 1.1 2.0 ± 0.1 1.7 =: 0.2 IHEUIÍB IJŮIŮIL; 1P9.2 ± JS.l 2W.1 = I I I ' 220.5 ± 30.1' 222.2 ± 39.1' C-peptillr (EmMll; i ? • ; i 1.4 ± 0 . 1 ' 1.4 ± 0.1= i.? GIP (pmDl'L) 107.2 ± 7.4 Í7.7 => 10 j 5S.I ± *Jfv ».S ± S.O1 -' GLP-1 (pmal'lj 2 U ± 4.J 30.5 - 6.3 153 ±13 16.4 ± 5 4 Area LmdEr 1te cnrre IX^OBÍ (mmo]' x i c L ; W.6 ± 15.1 » . 4 ± 150 TIS ± 11.5 JJ.3 ±23.3 anilin ijůlůl • TI in T \ 33151 ± 123S .:i-A z 1276'" 16J39 ± 1J74' IS2J0 ± 175S C-peplidŕ (DUMIX) 151.4 ± ÍJ6 U5i=>7.41 11S.J ± 61= 112.2 ± 71' GIP (pari - min LJ 1D4M ± 667 8347 => 701' SiíJ ± ÍW-3 5506 531' GLP-1 (jma! • mirl) M U • 301 2557 z 430 13K • 3 l i 2141 - 402 J T ± SEM; n - 19. •'"aiľdžiiarly iLĎfer-iir ŕca: :=-Ďr.řJ •ň^i^r ":ríľ.i P • >.:.'• "ŕ'-.'jivvzi'i :<•". mu H|BMKJ4. B E N E F I T Y P R O Z D R A V Í Postprandiální glykemie a její kontrola • KVO, mortalita DM II., mortalita osob bez diabetu • Snížení rizika KVO - díky snížení hodnot HbAlc • Přetížení systému acetl CoA - vyšší počet volných radikálů - oxidatívni stres může být patogenním mechanismem vyvolávajícím inzulínovou rezistenci, diabetes a KVO • Hyperglykemie - riziko endoteliální dysfunkce a komplikací diabetu • KONTROLA POSPRANDIÁLNÍ GLYKEMIE: = snižuje oxidatívni stres, endoteliální dysfunkce, faktory trombózy, oxidaci lipoproteinů Gl a nádorové onemocnění • Inzulín = jako růstový faktor zvyšuje aktivitu pronádorového IGF-1, který má proliferační angiogenní, antiapoptické a estrogen-stimulující účinky • Nižší Gl - ovlivňuje celkové hospodaření inzulínu • Pozitivní souvislost: nádory prsu a kolorekta Nízký Gl Nízká GL Akarbóza Riziko DM 2. NU NU NU NU NU NU NU NU NU Riziko KVO NU NU NU NU NU NU Riziko n.o. kolorekta - ? Riziko n.o. prsa - ? Riziko n.o. endometria - ? HbAlcu DM Posprandiální glykemie NU NU NU NU NU NU NU NU NU Postprandiální inzulinemie NU NU NU NU NU NU NU NU NU Inzulínová rezistence LDL-cholesterol - HDL-cholesterol ? Triacylglyceroly CRP Krevní tlak ? ? Tělesná hmotnost Tělesný tuk ? Akarbóza je PAD, který ve střevě blokuje alfa glukozidázu, enzym štěpící sacharidy - následně se snižuje postprandiální glykemie GLYKEMICKÝ INDEX A OVOCE - Základní otázka: Je rozdíl v konzumaci ovoce s výším a nižším Gl pro riziko KVO u osob s DM II.? • Závěr: konzumace ovoce s nižším Gl snižuje koncentraci HbAlc, hodnotu systolickeho krevního tlaku a riziko KVO (zvýšení HDL-cholesterolu) • Možné příčiny a souvislosti: - otázka různě upraveného ovoce (celý kus, pyré, šťáva) - obsah jiných složek ovoce, které přispívají k prevenci KVO I a hlť 1 A-^ulioii (:ťb',vii[ 1'iu.il intake, with sViL&j HňťfiiujůúuLLi DL 132 ůHiajilŕ> CÍLTUi («»LgeS, láJLĽ.Onnór, LijgyjhUil.-, Be/fies (stťBuJwTitfi, ,n ILV. hlii.h.niL^ hlj.kh.ni.v. .ľjjih.ni.•• i Pears 1': li :• •• -• l_i-iili :1.3i. ]5ŮílLri, lLČCWÍlljčS) Hnal bw Gl Eruil II:-\ . .- aiM -0.219 -Ů22A 0121 -0.073 -0.2 Ig .'• 0O96 0,007 0003 0.136 0.372 0,007 r -0,123 -Ú ÜUK -0.167 -aoM -0,030 -0.141 í- 0,124 •••.si? 0O40 Ú.A63 0713 O.Ofi We^lll r -0016 •••. 11J -QjQM a 133 -0.136 -0.014 í- ojt46 Ú.17Ů 0239 a 132 aoss Ů.JUÍ5 Tc-i JI du»läiäx'»l .•• -Ů09* -0.001 0019 -0 052 Ü 1ŮŮ -0.000 022* Q,SW QJ8I3 0.322 0.20H O.MM LDL-dLrtleaeml .•• Ú.Ú n -Ú ÜÜ7 -ÜÜ7Ü -Q,0(0 ao» O.OOT .'• Ú.A72 Ú.«LA 0393 •"•Ml 0.473 0.930 HDL^Iiňl^Ľid .- 0223 0.136 -0.103 Q,Q98 0.060 0.216 ,•• 0006 0,05í 0.231 0439 O.OOft JI, .- -021Ú -0.069 0233 -0.0» a IQ -Ů.OW í- 0009 ti 5 * 6 0004 0.26ft Ü20H 0.394 r 0.031 -a«M -007] 0.131 0030 0.063 í- 1 1 r- o.96o 0.403 0073 0.339 0.443 ŠvilrtUhJ Wňňd |H<.-iůh>u.it r -04)17 -a HO -0.162 0.033 0.069 -0.067 0.833 ÜM6 am 0400 0.410 CHDriafc .- -aaii -0,089 -0067 -0.0» 0.039 -0.192 .. 0JW9 0.274 0 * » 0.223 0.633 O.Ol A DLE STUDIÍ... Gestační DM: konzumace potravin s nižším Gl...vyrovnanější hladina glykemie - snižuje se výskyt fetální ma krosom ie Přídavek octu do pokrmu s vysokým Gl snižuje hodnotu Gl Přídavek isomaltu snižuje hodotu HbAlc, fruktosaminu, glykemie na lačno, inzulínu, proinzulinu, C-peptidu, inzulínové rezistence a oxidovaného LDL...celkové zlepšení metabolické kontroly diabetu Hodnota glykemické nálože je vyšší v jídelníčku žen s inzulínovou rezistencí Asociace vysoké GN se zvýšeným rizikem pálení žáhy a chronické dyspepsie u mužů a asociace vysokého Gl a téhož u neobézních jedinců. Vliv konzumace stravy s nízkým Gl na epilepsii - zlepšení stavu a snížení výskytu záchvatů, jako mírnější alternativa dobře fungující ketogenní diety Gl a GN v diabetické dietě • Následky diety založené na sacharidech s vyšším Gl: - reaktivní hypoglykemie (zvýšená hladina glykemie i inzulínu) a zvýšení koncentrace volných mastných kyselin...následuje dysfunkce fc-buněk, dyslipidemie a endoteliální dysfunkce - zvýšené riziko hemoragické mrtvice a jiných aterosklerotickych procesů u žen s nadváhou, straších žen a žen po menopauze (HbAlc a zvýšená glykemie na lačno, oxidatívni stres)