Польза клетчатки и ее компонентов - Часть 3 - клетчатка при ожирении - клетчатка при диабете

ожирение
Приблизительно 66% взрослого населения США имеют избыточный вес или страдают ожирением [16], что приводит к повышенному риску проблем со здоровьем, включая, но не ограничиваясь ими, сахарный диабет, сердечно-сосудистые заболевания и некоторые виды рака [30]. Хотя существуют несколько факторов, которые могут способствовать развитию ожирения, основной причиной является увеличение поглощения калорий и уменьшением их расхода. Таким образом, употребление низкокалорийной пищи имеет решающее значение при лечении ожирения. Ученые сделали шаг вперед и изучили влияние других пищевых аспектов, которые могут служить для регуляции веса, в том числе диетические волокна. Увеличение потребления клетчатки может уменьшить поглощение калорий при сохранении других важных питательных веществ.
Значительное исследование было проведено, чтобы оценить влияние употребления диетических волокон и индекса массы тела, почти все из которых показывают обратную зависимость между пищей и изменением массы тела. Такер и Томас [1] поддержали это заявление в ходе исследования, проводимом с участием 252 женщин среднего возраста. Они отметили, что более 20 участников в месячный период потеряли в среднем 4,4 фунта за счет увеличения употребления на 8 г диетического волокна на каждую 1000 ккал. Эта потеря веса была вызвана в первую очередь снижением запасов жира в организме. Следует признать, что корреляция между употреблением диетических волокон и изменением веса не зависит от многих других потенциальных факторов, включая возраст, потребление белка и жира, уровень активности и расходов энергии.
Кох-Банерджи и др. [31] согласились с вышеуказанными выводами, а также предложили зависимость доза-реакция. Они сообщили, что для каждых 40 г / сут увеличения общего потребления цельного зерна, зафиксировано снижение веса на 1,1 кг в месяц. Как оказалось, отруби играют важную роль в уменьшении прироста массы от 0,8 фунтов на 20 г / д приема.
Способность диетических волокон снижать массу тела и служить профилактикой ожирения может быть обусловлена несколькими факторами. Во-первых, растворимые волокна, при ферментации в толстом кишечнике, производит глюкагон-подобный пептид (GLP-1) и пептид YY (PYY) [32]. Эти гормоны толстого кишечника играют важную роль индукции насыщения. Во-вторых, пищевые волокна могут значительно уменьшить потребление калорий [1]. Женщины, которые употребляли более 35 г клетчатки в ежедневном рационе питания, как правило, получали меньше пищевых жиров. В-третьих, диетические волокна могут снизить обмен энергии (ME) диеты, который является валовой энергией минус потери энергии в кале, моче и газах. Баером и др. [33] отмечено, что увеличение потребления пищевых волокон приводит к снижению ME диеты. Это может быть связано с тем, что перевариваемость жиров уменьшилась из-за пищевых волокон. Кроме того, употребление углеводов в виде клетчатки снижает употребление простых углеводов. Хотя, пищевые волокна по-прежнему вносят свой вклад в общую калорийность диеты, они гораздо более устойчивы к перевариванию в тонком кишечнике и даже устойчивы к перевариванию в толстой кишке.
Следует также отметить, что обратная связь между употреблением диетических волокон и ME не зависит от пищевых жиров. Таким образом, ME уменьшалось с употреблением в пищу клетчатки, как в диетах с высоким содержанием жира, так и в низких. Однако, когда пищевые волокна были разделены на растворимые и нерастворимые, результаты были неубедительными. Растворимые волокна снижали ME, когда добавлялись к обезжиренной диете, но увеличили ME в диетах с высоким содержанием жиров [33]. На самом деле не известно, как пищевой жир изменяет действие растворимого волокна. Искен и др. [34] получили подтверждающие данные у мышей применив для питания их диету с высоким содержанием жиров. У мышей повышался вес при добавлении растворимых волокон к диете с высоким содержанием жиров. Есть несколько гипотез, которые могут объяснить, почему растворимые волокна могут увеличить ME или способствовать набору веса. Во-первых, увеличение бактериальных популяций в толстом кишечнике за счет увеличения растворимых волокон [35]. Это может привести к увеличению ферментации и использования короткоцепочных жирных кислот, тем самым увеличивая поглощение калорий. Во-вторых, растворимые волокна увеличивают время нахождения пищи в желудочно-кишечном тракте, образуя вязкий материал, который задерживает транзит по кишечнику [36]. Вследствие, это увеличение времени пищи в желудочно-кишечном тракте обеспечивает более полное переваривание и всасывание. С другой стороны, некоторые считают, что это увеличение вязкости имеет противоположный эффект и замедляет всасывание [26]. Необходимы дополнительные исследования в этой области.
Нерастворимые волокна имеют противоположный эффект, чем растворимые. Когда количество нерастворимой клетчатки было увеличено в рационе мышей, потребляющих диету с высоким содержанием жира, вес тела снижался [34]. Исследования свиноматок показали, что нерастворимые волокна снижали усвояемость пищи, а употребление растворимой клетчатки – увеличивало. [37]. Объяснение этих результатов может быть связано с тем, что нерастворимые волокна приводят к увеличению скорости прохождения пищи через желудочно-кишечный тракт [38], что приводит к уменьшению переваривания и всасывания питательных веществ.
По данным, представленным выше, как растворимые, так и нерастворимые волокна, могут привести к потере веса. Тем не менее, есть зависимость отношения между типом диеты (диета с высоким или низким содержанием жира) и типом потребляемой клетчатки. Нерастворимые волокна играют более важную роль в процессе потери веса при потреблении пищи с высоким содержанием жиров. Поскольку устойчивый крахмал является составной частью пищевых волокон и проходит один и тот же путь пищеварения, как и нерастворимые волокна, по сравнению с ним нерастворимые волокна могут дать лучшее понимание того, как клетчатка может быть использована для лечения и профилактики ожирения. Добавление устойчивого крахмала в рацион разбавляет МЕ диеты, но не до такой степени как нерастворимые волокна [39].
Многочисленные исследования [31,40] обнаружили такую же обратную связь между диетическими волокнами и увеличением веса. Тем не менее, данные являются более противоречивыми при сравнении растворимых и нерастворимых волокон. Увеличение потребления клетчатки в целом способствует снижению массы тела, но требует проведения дальнейших исследований, чтобы определить оптимальные пищевые волокна для целей управления весом.

диабет
Заболеваемость диабетом 2 типа увеличилось экспоненциально за последние несколько лет. С 1990 года, постановка диагноза «диабет», увеличилась на 61% [17]. Хотя есть и другие факторы риска, такие как ожирение, отсутствие физической активности и курение, которые являются предшественниками заболевания, диетические факторы также играют важную роль. Диабет 2 типа вызывается снижением чувствительности к инсулину и гипергликемии. По этой причине основным диетическим фактором является чрезмерное потребление углеводов. Читайте подробную статью о лечении и профилактике этого заболевания.
Майер и др. [41] отметили, что общее употребление углеводов не имеют никакого влияния на риск диабета. Однако, тип углеводов (неструктурных углеводов или пищевых волокон) в значительной степени влиял. Гликемический индекс - общее потребление углеводов в зависимости от их непосредственной постпрандиального уровня глюкозы в крови по сравнению с контрольной группой, такой как глюкоза или белый хлеб. Углеводы с низким гликемическим индексом имеют меньший ответ глюкоза / инсулин. Простые короткоцепочные углеводы – имеют более высокий гликемический индекс, поскольку он производит более высокие концентрации глюкозы в крови.
В то время как Ху и др. [42] обнаружили, что избыток жира в организме является важным фактором, возникновения диабета 2 типа, плохое питание также является влиятельным фактором. Кроме того, женщины, потребляющие плохое питание значительно увеличивали риск развития сахарного диабета 2 типа. Плохое питание было классифицировано как диета с высоким содержанием насыщенных жиров, низким содержанием диетических волокон и высоким – неструктурных углеводов. Эта диета будет соответствовать высокому гликемическиму индексу и высокому содержанию легко усваиваемых и быстро рассасывающиеся углеводов. В долгосрочном (восемь лет) исследовании более чем 90 000 медицинских сестер, Шульцем и др. [43] была обнаружена положительная корреляция между гликемическим индексом и риском диабета 2 типа. Эта корреляция была значительной, даже после поправки на возраст, индекс массы тела (ИМТ) и семейный анамнез. Были предложены несколько выводов, для того, чтобы понять физиологию отношения между гликемическим индексом и риском диабета. Во-первых, углеводы с более высоким гликемическим индексом дают более высокие уровни глюкозы в крови. Эта хроническая гипергликемия предположительно приводит к дисфункции бета-клеток в поджелудочной железе, понижая таким образом высвобождение инсулина. Во-вторых, из-за более высокой гликемической нагрузки тканей, таких как скелетных мышц, печени и жировой, они приобретают устойчивость к инсулину.
Хотя большинство исследований показывают положительную корреляцию между высоким гликемическим индексом продуктов питания и диабетом 2 типа, некоторые исследователи не согласны с этими выводами. Майер и др. [41] обнаружили, что гликемический индекс не оказывает никакого влияния на распространенность сахарного диабета среди пожилых женщин. Тем не менее, была сильная (P = 0,005) обратная связь между употреблением клетчатки и сахарном диабетом, с учетом возраста и ИМТ. Женщины, потребляющие в среднем 26 г / сут диетических волокон, имели на 22% более низкий риск развития диабета по сравнению с женщинами, потребляющими только 13 г / сут. Шульц и др. [43] согласились с этими выводами, в исследовании мужчин и женщин, показав снижение риска развития сахарного диабета (P <0,001), при потреблении дополнительных 12 г пищевых волокон в день. В соответствии с этими результатами, важнее сосредоточить внимание на увеличение потребления диетических волокон, чтобы предотвратить диабет, чем на соотношение гликемического индекса / нагрузки.
Важно отметить, что обратная связь между употреблением диетических волокон и риском возникновения сахарного диабета, которую установили Мейер и др. [41], и Шульц и др. [43] не зависит от возраста и массы тела. Ху и др. [42] подтвердил эти выводы и для различий по возрасту, употреблению жиров, курению, алкоголю, наследственности, физических упражнений и весу тела. Таким образом, оказалось, что клетчатка является профилактическим средством от диабета 2-типа независимо от усугубляющих факторов.
Согласно недавнему исследованию, сопоставление свойств растворимых и нерастворимых волокон может дать некоторое представление об эффективности клетчатки в профилактике диабета и о механизме её действия. Ранние исследования в отношении растворимой клетчатки показали, что она замедляет опорожнение желудка и снижает усваиваемость макроэлементов, что приводит к снижению уровня постпрандиальной глюкозы и инсулина в крови [44]. Это, скорее всего связано с вязкостью растворимых волокон внутри желудочно-кишечного тракта. Интересно, что различные типы растворимых волокон имели различные вязкость и влияние абсорбцию питательных веществ. Так, например, гуаровая камедь показала самую высокую вязкость и наибольшее влияние на снижение уровня глюкозы в крови после приема пищи. Исходя из этого  можно было бы предположить, что повышенный уровень растворимых волокон в рационе будет вызывать уменьшение риска диабета. Тем не менее, некоторые недавние исследования показали обратное, не выявив никакой корреляции между потреблением растворимой клетчатки и уменьшением риска диабета [41,43,45].
Хотя некоторые исследования были противоречивыми, не показывая никакого различия между влиянием употреблением растворимых и нерастворимых волокон на риск диабета [43], большинство исследований демонстрируют сильную обратную связь между включением в рацион нерастворимых волокон и риск возникновения диабета 2-типа. Майер и др. [41] в исследовании здоровых женщин среднего возраста, наблюдали сильную (р = 0,0012) обратную связь между употреблением нерастворимых волокон и риском диабета 2-типа, в то время как растворимые волокна не оказали никакого влияния. Монтонен и др. [45] обнаружили те же результаты у здоровых мужчин и женщин среднего возраста, употребляющих повышенное количество цельнозернового хлеба. Интересно, что волокна из фруктов и овощей не оказывает никакого влияния на риск развития сахарного диабета 2-типа. Более ранние исследования подтверждают эти выводы. Большой эпидемиологическое исследование 42 000 мужчин показало, что пищевые волокна из фруктов или овощей не оказывают никакого влияния на риск развития диабета. А  пищевые волокна из цельного зерна показали значительное снижение в возникновении диабета [46]. Ежедневные потребление волокон среди всех групп было одинаковым.
Нерастворимые волокна оказывают незначительное влияние на усваиваемость макроэлементов [44]. Значит, они действуют по другому механизму, и существует несколько гипотез, объясняющих действие клетчатки на организм. Некоторые предполагают, что нерастворимые волокна увеличивают скорость прохождения пищи по желудочно-кишечного тракту, снижая таким образом абсорбцию нутриентов, а именно простых углеводов. Тем не менее, Уикет др. [26] обнаружили, что повышенное потребление зерновых волокон значительно улучшило утилизацию глюкоз, и, как следствие, на 8% повысило чувствительность к инсулину. Это говорит о том, что механизмы, лежащие в основе воздействия нерастворимых волокон на организм, являются более глубокими и не ограничиваются изменением абсорбции питательных веществ. Так, во-первых, усиление инкреции глюкозозависимого инсулинотропного полипептида (GIP) наблюдалось сразу после приема нерастворимых волокон у здоровых женщин [47]. GIP является гормоном икретином, который стимулирует высвобождение инсулина после приёма пищи. Во-вторых, нерастворимые волокна вызывают снижение аппетита и уменьшение количества принимаемой пищи [48]. Это приводит к снижению потребления калорий и индекса массы тела, как описано в разделе «Ожирение» данного обзора. В-третьих, короткоцепочные жирные кислоты, образуемые в результате ферментации, уменьшают постпрандиальный уровень глюкозы [49,50]. Более ранние исследования показали, что поступление жиров с пищей нарушают утилизацию глюкозы [51], а пероральный приём ацетатов приводит к снижению свободных жирных кислот (СЖК) в крови [52]. Согласно Келли и Мандарино [53], увеличение СЖК в крови может ингибировать метаболизм глюкозы через ингибирование ГЛЮТ-4 транспортеров. Таким образом, короткоцепочные жирные кислоты, путем снижения концентрации свободных жирных кислот в сыворотке крови, могут снизить уровень глюкозы в крови за счет конкуренции в инсулин-чувствительных тканях.
Обратная связь между употреблением цельнозерновых продуктов и возникновением сахарного диабета может быть также обусловлена увеличением потребления магния. Было показано, что увеличение потребления магния снижает заболеваемость диабетом 2-типа [41,54]. Гипомагниемия распространена среди диабетиков, она связана со снижением тирозинкиназы рецепторов инсулина [55]. Это ведёт к ухудшению действия инсулина, и, таким образом, к резистентности к инсулину.
Согласно выше изложенному, дополнительное употребление клетчатки – это немедикаментозный способ улучшения углеводного обмена. Однако, следует обратить внимание, что не все пищевые волокна имеют одинаковую профилактическую роль сахарного диабета. Так, в исследовании мужчин и женщин с диагностированным диабетом, Дженкинс и др. [56] заметил, что пшеничные отруби не оказывает никакого влияния на гликемические показатели у субъектов с диабета 2-типа. Большая часть работ, показавших улучшение утилизации глюкозы с употреблением пищевых волокон, исследовали здоровых людей, а не страдающих диабетом 2-типа. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, могут ли пищевые волокна помочь в борьбе за нормальный уровень глюкозы в крови у людей с установленным диабетом 2-типа.

Часть 1 - введение - определение клетчатки

Часть 2 - компоненты пищевых волокон - растворимые и нерастворимые волокна - польза для здоровья клетчатки

Часть 4 - компоненты пищевых волокон - Арабиноксилан - Инулин - β-глюкан - пектин - отруби - целлюлоза - устойчивый крахмал - выводы

Часть 5 - Литература и ссылки