Incretines en insuline – het belang van voedselkwaliteit
Wat zijn incretines?
Incretines zijn stoffen die vanuit de dunne darm de insulinesecretie en/of glucagon in de pancreas kunnen stimuleren, maar ze beïnvloeden ook andere organen en cellen in het lichaam. (1-5)
Het gaat hier over :
> GIP (glucose-dependent insulinotropic peptide)
heeft onder ander invloed op :
- de pancreas
- het brein
- de lever, maag, …
- de botformatie
- de vetcellen
> GLP-1 (glucagon-like peptide-1)
heeft onder andere invloed op:
- de pancreas
- het brein
- de lever, maag, nieren, …
- de botformatie
- de vetcellen
GIP vooral in het hoger gelegen gedeelte van de dunne darm en GLP-1 in het lager gelegen gedeelte.
Onze darmvilli, met name de brush border van de darmwand, bevat K-cellen en L-cellen. Deze cellen hebben een soort van borsteltje langs de kant waar het voedsel passeert en langs de andere kant geven zij stoffen af in de bloedbaan. (6-7)
Afhankelijk van welk voedsel, kunnen deze cellen incretines (GIP of de GLP-1) afgeven in onze bloedstroom.
Herwerkte afbeelding uit de studie van Pais, R., Gribble, F.M., & Reimann, F. (2015). Stimulation of incretin secreting cells. Therapeutic Advances in Endocrinology and Metabolism, 7, 24 – 42. (6)
Wat doen incretines?
En welke impact hebben ze?
In 1962, in het Colorado Medical Center, deden ze onderzoek naar wat de impact zou kunnen zijn. (8)
Ze lieten de deelnemers een standaard OGTT (orale glucose tolerantie test) doen en bootsten dit na met intraveneus toegediende glucose om zo te kijken wat de insulinerespons zou zijn.
Bij de intraveneus toegediende glucose was de insulinerespons veel lager dan bij de orale glucose tolerantie test, waarbij de glucose door het verteringsstelsel moest gaan. Daar werd er een heel duidelijke (hoge) insulinerespons gezien.
Vereenvoudigde voorstelling grafiek op basis van gegevens van Nauck, M., Stöckmann, F., Ebert, R. et al. Reduced incretin effect in Type 2 (non-insulin-dependent) diabetes. Diabetologia 29, 46–52 (1986) (8)
Het verschil tussen beide resultaten wordt het ‘incretin effect’ genoemd.
Dr. Micheal Eades, legt het mooi uit tijdens zijn lezing over Incretins, Insulin and Food quality. (19)
Hij vernoemt hierin ook geneticus en evolutionair bioloog, Theodosius Dobzhansky, die het beroemde statement maakte :
Nothing in biology makes sense, except in the light of evolution.
Dat is ook de manier waarop Dr. Eades naar de dingen kijkt. Dus vroeg hij zich af wat de evolutionaire basis is van die incretines en insuline.
Er wordt gedacht dat insuline evolueerde om energie-opslag en -efficiëntie te maximaliseerden zodat mensen niet constant naar voedsel zouden moeten zoeken.
Dus organismen (en mensen) die deze mogelijkheid ontwikkelden, konden veel makkelijker overleven en floreerden over de hele wereld.
Evolutionair gezien, denken biologen dat er zich insuline producerende cellen bevonden op de binnenkant van onze verteringsstelsel. Wanneer er dan voedsel passeerde, produceren zij insuline om zo de stijging in bloedsuiker te counteren.
Aangezien de binnenkant van onze darm, technisch gezien, eigenlijk tot de buitenwereld behoort, wordt deze vaak en makkelijk blootgesteld aan toxines en kunnen deze cellen beschadigd raken.
Deze cellen zouden dan op termijn gemigreerd zijn en samen de pancreas gevormd hebben.
Er moest echter nog een manier zijn om met de pancreas te communiceren, anders dan door bloedsuiker en dat zou dan gebeuren via de K-cellen (en L-cellen) die zich op de darmwand bevinden.
Deze cellen produceren dus de incretines GIP en GLP-1.
Dr. Eades werkte als co-auteur mee aan een wetenschappelijk onderzoek “ Hyperinsulinemic diseases of civilization: more than just Syndrome X ” gepubliceerd in 2003, waarin ook al de GIP (glucose-dependent insulinotropic peptide) en GLP-1 (glucagon-like peptide 1) vermeld worden als insuline secretie stimulerend. (9)
GIP (glucose-dependent insulinotropic peptide)
De GIP (glucose-dependent insulinotropic peptide) beïnvloedt niet alleen de pancreas om die te stimuleren om insuline aan te maken en om glucagon aan te maken, maar beïnvloedt ook het brein, stimuleert vetopslag in onze vetcellen en vermindert vetverbranding. Deze GIP heeft ook een belangrijke invloed op onze botten. Het stimuleert namelijk ook de botaanmaak.
Bij mensen die geruime tijd alleen maar parenterale voeding krijgen, waarbij er dus geen echte voeding door het verteringskanaal gaat, ziet men ook botverlies. Dit zou te maken hebben met de GIP die niet gestimuleerd wordt, waardoor de botaanmaak niet gestimuleerd wordt.
GIP is dus belangrijk en het gaat dus om meer dan alleen insuline.
Maar hoe werken deze incretines nu juist in het registreren van de voeding die door onze darm passeert.
Incretine effect van koolhydraten
In een studie van Haber G.B.et al. (1977), vergeleek men het effect van appelsap met appelmoes en met appels in zijn geheel. (10)
De tijdspanne van het drinken/eten van het appelsap en de appelmoes werd aangepast aan de tijd van eten van de hele appels om zo een betere vergelijking te kunnen maken.
Uit dit onderzoek blijkt dat, ook al hebben appels en appelsap bijna eenzelfde glycemische index (respectievelijk 41 t.o.v. 38), de insulinerespons beduidend verschillend was.
Hoe meer de structuur van deze plantaardige voeding verstoord werd, hoe hoger de insulinerespons, ondanks bijna dezelfde stijging in bloedsuiker.
Dit is ook belangrijk omdat incretines verschillend reageren op de structuur van voedsel.
Hoe meer de structuur verstoord is, hoe groter de incretine reactie.
In een ander onderzoek vergelijk men de glucose- en insulinerespons van fijne witte bloem, natuurlijk meel, gebroken granen en volkoren granen.
Ook daar ziet men een verschil in insulinerespons, waarbij de fijne witte bloem (met andere woorden de meest bewerkte) de grootste stijging laat zien. Te verwachten en logisch? Ja, misschien.
Plant structuur, vezels en incretine respons.
Maar wat gebeurt er als men tarwebrood, volkoren roggebrood, roggebrood verrijkt met vezels en volkoren pasta met elkaar vergelijkt?
In de studie van Juntune K.S. et al, nam men bovenstaande graanproducten en vergeleek men het effect op de bloedsuiker en incretine (GIP) respons. (11)
Bij het met vezels verrijkte roggebrood, haalden ze een deel van de rogge eruit en vervingen ze dit door B-glucanen (vezels). Ze wouden uitzoeken of het toevoegen van de extra vezels een (positieve) invloed had op de incretine respons.
Uit de resultaten bleek dat de met vezels verrijkte rogge een veel grotere reactie liet zien dat het volle roggebrood.
Ook de insuline curve laat hetzelfde resultaat zien, waarbij het gewone tarwebrood (wit bewerkt brood) de grootste insulinereactie teweegbracht, gevolgd door het met vezels verrijkt roggebrood, dan het gewone roggebrood en dan de volkoren pasta.
Hieruit concludeerden de onderzoekers dat het toevoegen van vezels eigenlijk weinig doet om de insulinerespons te verlagen.
Het gaat dus niet zozeer om het effect van vezels, maar wel om de structuur. M.a.w. bewerkte voeding, waarbij de structuur kapot gemaakt wordt, zorgt voor een veel grotere insulinerespons dan onbewerkte voeding waar de structuur intact is.
Het toevoegen van extra vezels levert niets op, in tegendeel zelfs.
Uit de studie:
‘The data suggest that the structural and compositional properties of fiber play more of a role in the regulation of the insulin response than does the amount of fiber consumed because the rye bread with B-glucan contained more fiber than did the whole-kernel rye bread.
… the present study showed that the lowered insulin response was not dependent on the type of cereal consumed because pasta made from wheat and bread made from rye lowered the insulin response as well.‘
In een andere studie van Golay et al, zagen de onderzoekers een gelijkaardige reactie bij zowel de controlegroep als bij mensen met niet-insuline afhankelijke diabetes. (12)
Er werd gekeken naar het verschil in glucose en insulinerespons bij een maaltijd met onbewerkte witte bonen, dus de bonen in hun geheel met de structuur intact, en gepureerde witte bonen waarbij de structuur van de witte bonen dus gebroken werd en de zetmeeldeeltjes vrijkwamen.
Ook hier zag men weinig verschil in de glucoserespons bij de controlegroep, maar een enorm verschil in de insulinerespons.
Bij de niet-insuline afhankelijke diabeten zag men een duidelijk lagere glucose- en insulinerespons bij onbewerkte bonen t.o.v. de bonen die gepureerd werden en waarvan de structuur dus niet intact was.
Het gaat hem dus zoals eerder vermeld niet om de vezels die van nature in voeding aanwezig zijn, maar wel om de structuur die aangetast of vernietigd wordt door het bewerken van voedsel.
Een andere goede studie is die van Nishi SK et al, waarin men de biologische beschikbaarheid van amandelen in zijn geheel tegenover amandelpasta (amandelboter) en amandelmeel vergelijk. (13)
Lees er meer over in ‘de ene calorie is de andere niet”
Tot dusver ging het over de incretinerespons bij koolhydraten.
Incretine effect van proteïne
Bij proteïnen blijkt er weinig reactie te zijn, zelfs al wordt het vlees eerst gemalen en dan pas geconsumeerd, de reactie is miniem. Zo ook bij gehydroliseerde eiwitten. (16)
Incretine effect van vetten
En wat met de incretinerespons bij vetten?
In een onderzoek uit 2011, vergeleken ze de reactie bij orale inname van vetten t.o.v. de intraveneuze toediening van vetten. Gelijkaardig als bij het onderzoek met glucose, wouden de onderzoekers de glucosereactie bij de orale inname van vetten nabootsen met de intraveneus toegediende vetten. (14)
Beide dienden eenzelfde glucoserespons te hebben om het verschil in insulinerespons en incretinerespons duidelijk te maken.
Zowel glucose als vrije vetzuren (FFA) bleven gelijk, maar de incretinerespons niet.
Bij de intraveneus toegediende vetten was er geen reactie want die passeerde de cellen niet. Bij de orale vetten daarentegen, was er wel een respons van zowel GIP als GLP-1.
Misschien denk je dan, maar vetten bevatten toch geen glucose?
Neen, dat klopt, maar vetten moeten worden opgeslagen in onze vetcellen en daarvoor hebben we insuline nodig.
Daar komt dus de GIP voor in werking. Dus we krijgen wel een kleine stijging in insuline.
Maar als we insuline aanmaken en er is geen glucose aanwezig, dan kan dit een hypoglycemie (te lage bloedsuiker) veroorzaken, dus maken de cellen ook GIP (glucose-dependent insulinotropic polypeptide) aan om glucagon te stimuleren. Glucagon zorgt er dan voor dat er glucose in ons bloed komt om de homeostase te bewaren.
Er is dus wel degelijk een incretine-effect.
Incretinerespons bij koolhydraten + vetten
In een andere studie met 6 obese mannen, vergeleek men de waarden van intraveneus toegediende glucose met de waarden na het drinken van 150ml maïsolie (= aan 100g triglyceriden), alsook een combinatie van intraveneuze glucose + orale vetten. (15)
De metingen gebeurden vóór en na een vastenperiode van 3 weken, waarbij de mannen gemiddeld 10 kg lichaamsvet verloren.
Wat men zag is dat de IV glucose de hoogste bloedsuikerrespons gaf, gevolgd door de orale vetten gecombineerd met de IV glucose en de laagste reactie uiteraard bij enkel de orale vetten.
Maar dat is de glucoserespons.
Als ze dan gingen kijken naar de insulinerespons, dan was het de combinatie van IV glucose + vetten die de hoogste insulinerespons teweegbracht, gevolgd door IV glucose alleen. De orale vetten gaven opnieuw weinig of geen respons.
Dit bevestigt enerzijds wat we al langer weten, nl. dat de combinatie van glucose en vetten de grootste insulinerespons geeft.
In de natuur vind je geen (of misschien hoogst uitzonderlijk) voedingsmiddelen die zowel veel glucose (koolhydraten) als veel vetten bevatten. Het is ofwel het ene ofwel het andere.
De door de mens gemaakte, hoog bewerkte voeding daarentegen, bevat vaak zowel veel glucose (koolhydraten) als veel vet.
Dat is ook het probleem van gemengde maaltijden waarbij men voedingsmiddelen met veel koolhydraten (suikers) combineert met veel vetten. Het kan dus zowel om zelfgemaakte, maar ook om de (hoog) bewerkte voeding gaan. Voeding waarbij die verhoudingen helemaal zoek zijn en totaal niet meer stroken met hoe ons voedsel van nature is samengesteld.
Men keek ook naar de incretinerespons (GIP), waarbij men vooral zag dat alles toch een beetje modereerde nadat de mannen gevast hadden en gewicht verloren hadden.
Incretinerespons bij samengestelde maaltijden
Wat betreft de samengestelde maaltijden, is er een andere studie van Carrel et al, waar men het incretine effect van proteïnen en vetten in een gemengde maaltijd onderzocht. (16)
Zoals de resultaten in de eerder genoemde studie lieten zien, is het de combinatie van veel glucose (suiker) en veel vetten die de grootste insulinereactie veroorzaken.
Het gaat dan nog niet eens over de taartjes van bij de bakker of over die hoog bewerkte kant en klare maaltijden uit pakjes.
Men vergeleek namelijk gewoon de glucose-, insuline- en incretinerespons na het eten van een belegde sandwich met boter en vlees, met het eten van alleen boter, het eten van alleen gedroogd vlees t.o.v. de waarden in nuchtere toestand.
Ook hier zag men dus de grootste insulinerespons bij de belegde sandwich, een lagere respons bij de boter en een minimale respons (quasi geen) bij het gedroogde vlees.
Zoals eerder gezegd, heeft proteïne zelf weinig of geen invloed.
Bij de GLP-1 zag men de enigszins verwachte resultaten, maar bij de GIP zagen ze ook in deze studie een veel hogere incretinerespons bij de gemengde maaltijd (belegde sandwich), een veel lagere respons bij de boter en quasi geen respons bij het gedroogde vlees.
Men ziet dus dat de incretines ook hier een veel grotere insulinerespons teweeg brengen, nl. 3 x meer dan het gedroogde vlees.
De volgorde van de macronutriënten
Ook de volgorde in de welke we de macronutriënten consumeren heeft een invloed volgens de studie van Nishino K. et al in 2018. (17)
Ze onderzochten de glucose- en insulinerespons na het eten van 3 dezelfde samengestelde maaltijden maar met de macronutriënten in andere volgorde.
Er waren uiteraard meer combinaties mogelijk, maar de combinaties die zij maakten waren als volgt.
# Combinatie 1 : Eerst de koolhydraten (rijst) , gevolgd door de groenten (dewelke ook wel koolhydraten bevatten, maar veel minder), gevolgd door het vlees.
# Combinatie 2 : Eerst de groenten, dan de rijst, dan het vlees.
# Combinatie 3 : Eerst de groenten, dan het vlees en dan de rijst.
Afbeelding overgenomen en aangepast van de studie van Nishino K. et al in 2018 (17)
Glucose en insuline werden gemeten na 30, 45, 60, 90 en 120 min.
De laagste glucoserespons was te zien wanneer de koolhydraten (rijst) als laatste geconsumeerd werd.
De hoogste respons was te zien wanneer de koolhydraten (rijst) eerst gegeten werden.
De andere zat er ergens tussenin.
Hetzelfde zagen ze bij de insulinerespons.
De hoogste insulinerespons werd dus gezien wanneer de koolhydraten eerst gegeten werden en de laagste respons wanneer de koolhydraten als laatste gegeten werden.
Vereenvoudigde voorstelling grafiek op basis van gegevens van de studie van Nishino K. et al. (17)
Uit onderzoek blijkt dat ook bij ghreline, het hongerhormoon, een andere reactie gezien wordt wanneer koolhydraten als eerste of als laatste gegeten worden.
Zo gaat dit hormoon veel sneller opnieuw de hoogte in wanneer koolhydraten als eerste gegeten worden en pas veel later wanneer koolhydraten als laatste gegeten worden. M.a.w. je krijgt dus sneller weer honger wanneer koolhydraten als eerste gegeten worden dan wanneer ze als laatste gegeten worden. (18)
Belangrijk dus om te weten is dat incretines, de GIP (glucose-dependent insulinotropic peptide), afhankelijk zijn van glucose.
Hoe meer glucose, hoe groter de incretinerespons.
Dus hoe minder suiker (koolhydraten) men eet, zoals bij een koolhydraatarm dieet, hoe kleiner de suikerspiegelschommelingen en dus hoe kleiner de incretinerespons.
Ook als je dan toch een keer iets niet zo gezond eet, dan zal de reactie veel minder zijn of sneller terug genormaliseerd zijn wanneer je koolhydraatarm dieet eet t.o.v. een standaard Westers dieet.
Wil je dus een goede metabole gezondheid in stand houden of terug krijgen :
# Eet zo weinig mogelijk koolhydraten
(m.a.w. eet keto of low-carb)
# Eet je wel koolhydraten, kies dan voor onbewerkte koolhydraten
(uit echte voeding)
# Eet koolhydraten als laatste in je maaltijd
# Eet niet tussendoor
(en al zeker geen koolhydraten)
# Eet minder, maar wel grotere maaltijden per dag
(in plaats van meerdere, kleine maaltijden)
# Eet vooral proteïnen
(en vul naar behoeven aan met gezonde vetten)
referenties en bronnen
- Seino, Y., Fukushima, M., & Yabe, D. (2010). GIP and GLP-1, the two incretin hormones: Similarities and differences. Journal of diabetes investigation, 1(1-2), 8–23. https://doi.org/10.1111/j.2040-1124.2010.00022.x
- Gasbjerg, L. S., Gabe, M. B. N., Hartmann, B., Christensen, M. B., Knop, F. K., Holst, J. J., & Rosenkilde, M. M. (2018). Glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP) receptor antagonists as anti-diabetic agents. Peptides, 100, 173–181. https://doi.org/10.1016/j.peptides.2017.11.021
- Zhao, C., Liang, J., Yang, Y., Yu, M., & Qu, X. (2017). The Impact of Glucagon-Like Peptide-1 on Bone Metabolism and Its Possible Mechanisms. Frontiers in endocrinology, 8, 98. https://doi.org/10.3389/fendo.2017.00098
- Baggio, L. L., & Drucker, D. J. (2021). Glucagon-like peptide-1 receptor co-agonists for treating metabolic disease. Molecular metabolism, 46, 101090. https://doi.org/10.1016/j.molmet.2020.101090
- Ben-Shlomo, S., Zvibel, I., Shnell, M., Shlomai, A., Chepurko, E., Halpern, Z., Barzilai, N., Oren, R., & Fishman, S. (2011). Glucagon-like peptide-1 reduces hepatic lipogenesis via activation of AMP-activated protein kinase. Journal of hepatology, 54(6), 1214–1223. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2010.09.032
- Pais, R., Gribble, F. M., & Reimann, F. (2016). Stimulation of incretin secreting cells. Therapeutic advances in endocrinology and metabolism, 7(1), 24–42. https://doi.org/10.1177/2042018815618177
- Gribble, F.M., Reimann, F. Function and mechanisms of enteroendocrine cells and gut hormones in metabolism. Nat Rev Endocrinol15, 226–237 (2019). https://doi.org/10.1038/s41574-019-0168-8
- Nauck, M., Stöckmann, F., Ebert, R. et al.Reduced incretin effect in Type 2 (non-insulin-dependent) diabetes. Diabetologia 29, 46–52 (1986). https://doi.org/10.1007/BF02427280
- Cordain, L., Eades, M. R., & Eades, M. D. (2003). Hyperinsulinemic diseases of civilization: more than just Syndrome X. Comparative biochemistry and physiology. Part A, Molecular & integrative physiology, 136(1), 95–112. https://doi.org/10.1016/s1095-6433(03)00011-4
- Haber, G. B., Heaton, K. W., Murphy, D., & Burroughs, L. F. (1977). Depletion and disruption of dietary fibre. Effects on satiety, plasma-glucose, and serum-insulin. Lancet (London, England), 2(8040), 679–682. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(77)90494-9
- Juntunen, K. S., Niskanen, L. K., Liukkonen, K. H., Poutanen, K. S., Holst, J. J., & Mykkänen, H. M. (2002). Postprandial glucose, insulin, and incretin responses to grain products in healthy subjects. The American journal of clinical nutrition, 75(2), 254–262. https://doi.org/10.1093/ajcn/75.2.254
- Alain Golay, Ann M Coulston, Clarie B Hollenbeck, Lucia L Kaiser, Pierre Würsch, Gerald M Reaven; Comparison of Metabolic Effects of White Beans Processed Into Two Different Physical Forms. Diabetes Care1 May 1986; 9 (3): 260–266. https://doi.org/10.2337/diacare.9.3.260
- Nishi SK, Kendall CWC, Bazinet RP, Hanley AJ, Comelli EM, Jenkins DJA, Sievenpiper JL. Almond Bioaccessibility in a Randomized Crossover Trial: Is a Calorie a Calorie? Mayo Clin Proc. 2021 Mar 30:S0025-6196(21)00131-2. doi: 10.1016/j.mayocp.2021.01.026. Epub ahead of print. PMID: 33853731.
- Ola Lindgren, Richard D. Carr, Carolyn F. Deacon, Jens J. Holst, Giovanni Pacini, Andrea Mari, Bo Ahrén, Incretin Hormone and Insulin Responses to Oral VersusIntravenous Lipid Administration in Humans, The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, Volume 96, Issue 8, 1 August 2011, Pages 2519–2524, https://doi.org/10.1210/jc.2011-0266
- Creutzfeldt W. (1979). The incretin concept today. Diabetologia, 16(2), 75–85. https://doi.org/10.1007/BF01225454
- Guillaume Carrel, Léonie Egli, Christel Tran, Philippe Schneiter, Vittorio Giusti, David D’Alessio, Luc Tappy, Contributions of fat and protein to the incretin effect of a mixed meal, The American Journal of Clinical Nutrition, Volume 94, Issue 4, October 2011, Pages 997–1003, https://doi.org/10.3945/ajcn.111.017574
- Nishino, K., Sakurai, M., Takeshita, Y., & Takamura, T. (2018). Consuming Carbohydrates after Meat or Vegetables Lowers Postprandial Excursions of Glucose and Insulin in Nondiabetic Subjects. Journal of nutritional science and vitaminology, 64(5), 316–320. https://doi.org/10.3177/jnsv.64.316
- Alpana P. Shukla, Elizabeth Mauer, Leon I. Igel, Wanda Truong, Anthony Casper, Rekha B. Kumar, Katherine H. Saunders, Louis J. Aronne; Effect of Food Order on Ghrelin Suppression. Diabetes Care 1 May 2018; 41 (5): e76–e77. https://doi.org/10.2337/dc17-2244
- Lezing van Dr. Michael Eades – ‘Incretins, Insulin, and Food Quality‘
