Voiko hiilihydraatin aiheuttama insuliinin eritys olla keskeinen energiansaantiin –ja siten lihomiseen vaikuttava tekijä? Ketogeenisen ja lähes vegaanisen, erittäin vähärasvaisen ruokavalion vertailu, hyvin kontrolloitu satunnaistettu tutkimus.
Valtaosa ravitsemustietelijöistä varmaankin allekirjoittaa väitteen, että lihavuus on erittäin monitekijäinen (kompleksi), ympäristö- ja yhteiskunnallisista tekijöistä johtuva tila.
Tälle näkemykselle vastakkainen hypoteesi on, että aterioiden hiilihydraattien aiheuttama insuliinin eritys on keskeisimpiä, jos ei keskeisin, lihavuuden aiheuttaja. Tieteellisessä kirjallisuudessa mallista käytetään nimeä carbohydrate-insulin model of obesity (CIM). Mallin vankkumaton puolesta puhuja on muun muassa amerikkalainen tutkijalääkäri David Ludwig; hän on käynyt tieteellistä väittelyä mallin oikeellisuudesta vuosia esimerkiksi lihavuustutkija Kevin Hallin kanssa.
Metodit tiivistetysti
Kevin Hall ja tutkijakollegat halusivat testata CIM-mallin paikkansa pitävyyttä uudella tutkimuksella, jossa testattiin erittäin runsaasti hiilihydraatteja (n. 400 g/pv, 75 E%) sisältävän lähes vegaanisen ruokavalion ja erittäin vähän hiilihydraatteja (40 g, 15 E%) sisältävän eläinkunnan tuotteita proteiinin ja rasvan lähteinä painottavan ketogeenisen ruokavalion vaikutuksia nälkään, syömismääriin ja energian saantiin. Pääidea oli verrata ruokavalioiden ääripäitä: sellaista ruokavaliota, joka aiheuttaa runsaan aterianjälkeisen insuliinin erityksen (runsashiilihydraattinen) ja toisaalta ruokavaliota, joka aiheuttaa vain lattean aterianjälkeisen insuliinin erityksen (ketogeeninen).
Tutkimus kesti 14+14 vuorokautta, se toteutettiin suljetussa tutkimusyksikössä (metabolic ward) ja se oli vaihtovuorokoe ilman wash-out -jaksoa. Kaikki ruoka annettiin tutkittaville ilmaiseksi, eikä heillä ollut mahdollisuuksia syödä muuta ruokaa kuin mitä heille tarjottiin. Kaikille tarjottiin kaksi kertaa oman tarpeen mukainen määrä energiaa päivittäin, josta tutkijat saivat syödä itsensä kylläiseksi oman halunsa mukaan (ad libitum). Tarjolla oli kolme pääateriaa ja välipaloja vapaasti. Tarjotut ruokavaliot olivat isokaloriset, eli niiden energiamäärissä ei ollut eroa, ei ultra-prosessoidun ruuan määrissä, kuten ei myöskään proteiinipitoisuuksissa (15 E% molemmilla tutkimusjaksoilla).
Tutkittavat olivat terveitä (n=20), ja heidän painoindeksinsä vaihteli 20-40 välillä. Tutkittavien ei ollut määrä laihtua. Tutkimuksessa tehtiin runsaasti erilaisia verikokeita ja ruokahaluun sekä kylläisyyteen liittyviä kyselyitä.
Tulokset
Erittäin runsaasti hiilihydraatteja sisältävällä ruokavaliolla energian saanti oli lähes 700 kcal/pv (p < 0.0001) vähäisempää kuin ketogeenisella ruokavaliolla (taulukko 1) huolimatta siitä, että ateriakokeessa insuliinin eritys oli 3,2-kertainen runsaasti hiilihydraatteja sisältävällä aterialla (47,6 ± 5,2 μU ml versus 14,9 ± 5,0 μU p = 0,0003) (Taulukko 1)
Verensokeri oli sekä ateriakokeessa että jatkuvalla verensokerin seurantalaitteella mitattuna tilastollisesti merkitsevästi matalammalla tasolla ketogeenisella ruokavaliolla. Ketogeenisella ruokavaliojaksolla tehdyn oraalisen sokerirasituksen aikana verensokeri oli kuitenkin korkeammalla kuin runsaasti hiilihydraatteja sisältäneen jakson aikana.
Tutkittavat eivät raportoineet tilastollisesti merkitseviä eroja ruokavalioiden välillä ruokavalioiden aiheuttamassa kylläisyyden, nälän tai täyttymyksen tunteessa, kuten ei myöskään tuttuudessa tai miellettävyydessä. Tutkittavat söivät hitaammin runsashiilihydraattista ruokaa kuin ketogeenista ruokaa.
Kehon paino laski hiukan molempien ruokavalioiden aikana, mutta ryhmien välillä ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa. Rasvamassa väheni runsaasti hiilihydraatteja sisältävällä ruokavaliolla, mutta ei ketogeenisella ruokavaliolla –ryhmien välillä ei kuitenkaan ollut eroja.
LDL-kolesterolin määrässä, partikkelikoossa ja -määrässä, verenpaineessa, herkässä CRP:ssä (lievän tulehduksen mittari) sekä apolipoproteiini B:ssä tapahtui suotuisia tilastollisesti merkitseviä muutoksia runsaasti hiilihydraatteja sisältävällä ruokavaliolla verrattuna ketogeeniseen ruokavalioon (Taulukko 2).
Sen sijaan triglyseridien määrä nousi runsaasti hiilihydraatteja sisältävällä ruokavaliolla, ja oli korkeammalla jakson lopussa kuin ketogeenisella ruokavaliolla.
Taulukko 1. Energian saannissa havaittu ero 14 päivää kestäneiden jaksojen aikana sekä insuliinin erityksessä havaittu ero ateriakokeessa.
| Ryhmien välinen ero | Kumman ryhmän eduksi? | |
| Energian saanti | 689 ± 73 kcal/päivä | Runsashiilihydraattisella syötiin keskimäärin 689 kcal/pv vähemmän |
| Insuliinin eritys aterian jälkeen | 47,6 ± 5,2 μU ml vs. 14,9 ± 5,0 μU | Ketogeenisen aterian jälkeen insuliinin eritys oli pienempi (p < 0.0001) |
Taulukko 2. Poimintoja veriarvoista vain niiden surrogaattimarkkereiden osalta, joissa havaittiin jaksojen välillä ollut tilastollisesti merkitsevä ero.
| Ketogeeninen ruokavalio | Runsashiilihydraattinen ruokavalio | |
| Aterianjälkeinen insuliini | ↓ | ↑ |
| Aterianjälkeinen glukoosi | ↓ | ↑ |
| 24 h verensokeri (CGM) | ↓ | ↑ |
| OGTT (75 g glukoosia, 2 h) | ↑ | ↓ |
| LDL-kolesteroli | ↑ | ↓ |
| LDL-partikkelimäärä | ↑ | ↓ |
| Apolipoproteiini B | ↑ | ↓ |
| Triglyseridit | ↓ | ↑ |
| hs-CRP | ↑ | ↓ |
↓ tutkimuksen lopussa arvo tilastollisesti matalampi kuin vertailujaksolla, ↑ tutkimuksen lopussa arvo tilastollisesti merkitsevästi korkeampi kuin vertailujaksolla
Pohdinta
Tutkimuksen päätulos oli, että 75 E % hiilihydraatteja sisältävän ruokavalion aiheuttama runsas insuliinin eritys aterioiden yhteydessä ei lisännyt energian saantia, kun vertailun kohteena oli vain vähäisen insuliinin erityksen aiheuttama erittäin vähähiilihydraattinen (15 E%) ruokavalio. Itse asiassa tulos oli päinvastainen: runsaan insuliininerityksen aiheuttanut hyvin hiilihydraattipitoinen vegaaninen ruokavalio vähensi ruuan käyttöä ja siten energiansaantia lähes 700 kcal/pv kahden viikon jaksolla. Tällainen energian saannin väheneminen (700 kcal/pv) jatkuessaan johtaisi laskennallisesti puolen vuoden seurannassa noin 11 kilon laihtumiseen keski-ikäisen lihavan (BMI=30) miehen kohdalla. On kuitenkin tähdennettävä, että tämä tutkimus ei ollut varsinainen laihdutustutkimus (kesto 14 pv); tutkimus ei kumoa mitenkään aiempien pitkäkestoisten suorien vertailevien satunnaistettujen tutkimuksien tuloksia.
Tutkimus osoittaa, että insuliinin eritys aterialla ei ole määräävä syömisen määrään tai ruokahaluun vaikuttava tekijä, vaan sellaiset seikat, kuten ruokavalion kuidun määrä, energiatiheys, ruuan muut laadulliset ominaisuudet, syömiseen kuluva aika –ja monet muut tutkimuksessa mittaamattomat tekijät – vaikuttavat siihen kuinka paljon ihminen syö.
Tutkimus osoittaa myös, että erittäin vähän hiilihydraatteja sisältävällä ruokavaliolla on verensokeria laskeva vaikutus jopa terveillä henkilöillä. Mielenkiintoista kuitenkin on, että oraalisessa sokerirasituksessa tuli huonompi tulos, kun tutkittavat olivat noudattaneet ketogeenista ruokavaliota. Tämä johtunee ainakin siitä, että elimistö on lisännyt rasvan oksidaatiota ja vähentänyt hiilihydraatin oksidaatiota, ja näin sopeutunut runsasrasvaiseen-vähähiilihydraattiseen ruokaan, ja tämä heijastuu äkkinäisen hiilihydraattiboluksen (75 glukoosia) heikompaan käsittelykykyyn ketogeenisen ruokavalion aikana.
Tutkimuksessa on useita lipidien aineenvaihduntaa koskevia tuloksia. LDL-kolesterolin, sen partikkelikoon, ja -määrän, verenpaineen, CRP:n sekä apolipoproteiini B:n muutokset olivat kauttaaltaan suotuisammat runsashiilihydraattisella ruokavaliolla. Tulokset lipidimuuttujissa olisivat todennäköisesti olleet ketogeenisen ruokavalion aikana olleet erilaiset, jos eläinkunnan rasvojen (muun muassa voin) ja proteiinivalintojen sijaan olisi suosittu margariinia, juoksevia kasviöljyjä, rasvaista kalaa sekä terveyttä edistäviä proteiinivalintoja, kuten kasviproteiinin lähteitä ja rasvaista kalaa.
Mielenkiintoinen havainto oli, että vaikka tutkittaville annettiin syötäväksi kaksi kertaa sellainen määrää ruokaa, jonka he todellisuudessa tarvitsivat niin, tämä ei kuitenkaan johtanut lihomiseen vaan jopa vähäiseen laihtumiseen. Tutkimuksessa liitemateriaaleissa on havainnollisia kuvia aterioista, joista voi päätellä perinteisten ”herkuiksi” luokiteltavien ruokien määrän olleen lähes nolla. Kumpaankaan ruokavalioon ei kuulunut leivonnaisia, kaloripitoisia sokerijuomia, makeisia, suklaata tai muita voimakkaan palkitsemisarvon (food reward) sisältäviä runsaskalorisia ruokia, jotka yhdistävät hiilihydraatin-rasvan-suolan makuhermoja kutkuttavalla tavalla.
Insuliinin eritys aterian yhteydessä ei ole määräävä muut tekijät alleen alistava nälän tunteeseen, syömisen määrään, energian saantiin ja lihomiseen vaikuttava tekijä, vaan energian saantimme on riippuvainen huomattavan monesta muusta yksittäisestä tekijästä tai näiden summasta.
Olemme Tiina Jääskeläisen kanssa ruotineet tutkimuksen tarkemmin podcastissamme ”Ravistettava ennen käyttöä”
Ravitsemusterapeutti, FT, Reijo Laatikainen. Booston Oy, Lääkärikeskus Aava, Syöpäsairaala Docrates, Helsingin yliopisto
Lähde
Hall KD, Guo J, Courville AB, Boring J, Brychta R, Chen KY, Darcey V, Forde CG, Gharib AM, Gallagher I, Howard R, Joseph PV, Milley L, Ouwerkerk R, Raisinger K, Rozga I, Schick A, Stagliano M, Torres S, Walter M, Walter P, Yang S, Chung ST. Effect of a plant-based, low-fat diet versus an animal-based, ketogenic diet on ad libitum energy intake. Nat Med. 2021 Jan 21. doi: 10.1038/s41591-020-01209-1. PMID: 33479499.
Lue myös:
Guyenet S: Why the carbohydrate-insulin model of obesity is probably wrong.
Ludwig D & Ebbeling C: The Carbohydrate-Insulin Model of Obesity Beyond “Calories In, Calories Out”
Hall KD, Guyenet SJ, Leibel RL. The Carbohydrate-Insulin Model of Obesity Is Difficult to Reconcile With Current Evidence.