炭水化物と脂肪、タンパク質の比較：どちらがより多くのインスリン分泌を引き起こすか？

Cell Metabolismに掲載された新しい研究は、さまざまな主要栄養素（炭水化物、タンパク質、脂肪）がインスリン分泌にどのように影響するかを明らかにしています。

この研究では、2型糖尿病の有無にかかわらず死亡したドナーの膵島と幹細胞から得られた膵島におけるインスリン反応を調査した。

膵島は、膵臓内にあるベータ細胞を含む小さな細胞の集まりで、栄養素に応じてインスリンやグルカゴンなどのホルモンを生成し、血糖値を調節する重要な役割を果たします。

炭水化物は血糖値に大きな影響を与え、インスリンの急増を引き起こしますが、タンパク質は中程度の影響しか及ぼさず、脂肪は即時的な影響が最小限であることは以前から知られています。

しかし、この研究は、栄養素に対するインスリン分泌はこれまで考えられていたよりも複雑で個別化されている可能性があることを示唆している。

研究者らは初めて、炭水化物よりもタンパク質や脂肪に対してより大きなインスリン反応を示すヒトの膵島サブセットを特定した。

膵島に関する実験室での研究がそのまま生きている人間に当てはまるわけではないが、その結果は、血糖値をより適切にコントロールし、最終的には全体的な健康状態を改善するための将来の個別化された栄養戦略に重要な影響を与える可能性がある。

各主要栄養素のインスリン反応への影響

ブリティッシュコロンビア大学の研究者らは、さまざまな栄養素に応じて人間の膵島がどのようにインスリンを分泌するかを研究した。

研究者らは2016年から2022年にかけて、2型糖尿病の有無を問わず、さまざまな年齢の死亡したドナー140人から採取した膵島を研究した。

研究者たちは膵島をグルコース（炭水化物）、アミノ酸（タンパク質）、脂肪酸（脂肪）にさらし、インスリン分泌を監視した。

研究者らはまた、インスリン産生への影響を理解するために、2型糖尿病患者と非患者からの膵臓細胞における遺伝子発現の変化も分析した。

研究チームは、リボ核酸（RNA）シーケンシングとプロテオミクス解析を用いて、2万個以上のmRNAと約8,000個のタンパク質を測定した。これにより、膵島サンプルにおけるインスリン産生と遺伝子発現の変化との関係性を評価することができた。

マクロ栄養素は膵臓細胞に特有のインスリン反応を引き起こす

現在わかっていることによると、ほとんどのドナーの膵島は、ブドウ糖に対して最も強いインスリン反応を示し、アミノ酸に対しては中程度の反応を示し、脂肪酸に対してはわずかな反応を示した。

予想通り、非糖尿病ドナーの膵島と比較すると、2 型糖尿病ドナーの膵島ではインスリンを産生するベータ細胞が少なく、高血糖に対するインスリンのピークが遅れ、全体的な血糖反応が低かった。

結果のほとんどは予想通りでしたが、驚くべき結果もいくつかありました。

ドナーの膵島の約9％は炭水化物よりもタンパク質に対してより強く反応し、8％は脂肪に対してより強く反応しました。

タンパク質に対してより強い反応を示した膵島は、2型糖尿病の患者ドナー由来のものが多かったものの、長期的な血糖値（HbA1c値で測定）は他の膵島と同程度でした。しかし、タンパク質に対する反応の増加は、実験室での培養期間の延長と関連していました。

一方、脂肪に対してより強い反応を示した膵島は、通常、HbA1c値が低いドナー由来であったが、それ以外は他のドナーと同様であった。研究者らは、この脂肪に対する反応は、未熟な幹細胞由来膵島に見られるように、β細胞の未熟さと関連している可能性があると推測している。

変動の原因を調査するため、ドナーの特徴を比較したところ、BMI（ボディマス指数）や年齢に差は見られませんでした。しかし、インスリン反応には男女差が見られました。

具体的には、男性と比較すると、女性ドナーの膵島は中程度のブドウ糖への曝露に対するインスリン分泌量が少なく、つまり、膵島細胞のインスリン産生効率が低いことが示された。

これは糖尿病における既知の男女差に関係している可能性があるが、その理由はまだ明らかにされていない。

その結果を生きている人間にどのように応用できるでしょうか?

生きている人々との関連性について、医師であり、『The Obesity Code』と『The Diabetes Code』のベストセラー著者でもあるジェイソン・ファング博士（本研究には関与していない）は、「死体ドナーは一般人口の代表であると考えられています。これは合理的な仮定ですが、必ずしも真実ではありません」と指摘した。

ラッシュ大学のラッシュ健康老化研究所の医師科学者で准教授のトーマス・M・ホランド博士もこの研究には関与していないが、さらに詳しい情報を提供した。

「亡くなったドナーの膵島に関する研究結果は、さまざまな主要栄養素に対するインスリン産生について非常に貴重な知見を提供しているが、これらの結果を生きている人間に直接当てはめるには限界がある」と彼はMNTに語った。

生体の内部環境、例えば血流、シグナル伝達ホルモンのレベル、神経系の相互作用といった要因はインスリン反応に影響を与える可能性があり、β島という「隔離された」環境とは異なる可能性があります。本研究では個人差が強調されていますが、生きた人間はライフスタイル、食事、ストレス、身体活動といったさらなる影響を受けており、それらがインスリン反応をさらに調節する可能性があります。

「さらに、死体ドナーは、特に膵臓の機能に影響を及ぼす可能性のある基礎疾患を抱えていた場合、健康な人口を完全に代表するものではない可能性がある」と同氏は指摘した。

研究著者らはまた、臓器提供者における2型糖尿病の確定診断が不足していることや、研究結果を確認するためのヒト臨床試験が実施されていないことなど、研究結果を適用するにあたっての限界も認めている。

これは開業医や一般の人々にとってどのような影響を与えるのでしょうか?

「この研究の結果は、糖尿病治療のためのより個別化された食事療法プランの可能性を開くものだ」と、この研究には関与していない登録栄養士、認定糖尿病ケア・教育スペシャリスト、ザ・プラント・ストロング・ディエティシャンのオーナーであるシェリ・グー氏（RDN、CDCES）は述べた。

ファング氏はまた、この研究の結果が食生活の選択に大きな影響を与える可能性があると強調した。

「インスリンは体重増加を引き起こす可能性があり、ほとんどの人にとって、精製炭水化物の摂取量を減らすことはインスリンレベルを下げ、体重減少を促す非常に良い方法です。しかし、一部の人にとっては、低脂肪食の方が効果的かもしれません」と彼は説明した。

一方、研究著者らは、研究結果に基づき、タンパク質を豊富に含む食事が2型糖尿病患者に有益である可能性を示唆した。しかし、さらなる研究の必要性を強調した。

結局のところ、「従来の糖尿病食は、特に精製穀物や砂糖からのグルコースとインスリン分泌との確立された関係に基づいて炭水化物のコントロールに重点を置いています」が、この研究は、さまざまな主要栄養素に対する個人のインスリン反応に基づいた個別化されたアプローチの必要性を示唆しているとホランド氏は述べた。

「研究が示すように、その違いは主に遺伝的に決まる」とファング氏は同意した。

この点について郭氏は「将来的には、医師が個人のインスリン反応に最適な主要栄養素の比率を決定するために使用できる遺伝子検査が登場するかもしれない」と述べた。

その間、ホランド氏は、現在の食事に関する推奨事項に従いつつ、調整を積極的に行うようアドバイスしています。かかりつけ医または管理栄養士と緊密に連携し、健康的な血糖値と最適な健康状態を維持するための、ご自身のニーズに最適な食生活とライフスタイルの変化を見つけてください。