Liebe Leserinnen und Leser, Liebe Anhänger von Zecplus, inzwischen sind wir aus den Teilen 1+2 schon ein ganzen Stück schlauer geworden wenn es um das Thema Insulin und Lebensmittel angeht. Wir wissen, dass in vielen Fällen glykämische Bewertungen bzw. der Anstieg des Blutzuckerspiegels, ausgelöst durch ein Lebensmittel, linear mit der darauf folgenden Ausschüttung von Insulin aus der Bauchspeicheldrüse abläuft.
Wir haben aber auch einige interessante Ausnahmen kennen gelernt die den ein oder anderen von Euch sicher etwas hellhörig gemacht hat. Besonders interessant für alle Sportler ist der in Teil 2 dargestellte, offensichtlich kohlenhydratunabhängige, Einfluss von Proteinträgern auf das Insulinaufkommen. Mit diesem Thema und hier ganz besonders mit der Lebensmittelkategorie der Milchprodukte möchte ich mich heute in meinem dritten und letzten Teil befassen.
Der Insulin-Index und Protein
Wie erklärt sich insulinogene Einfluss?
Aus Teil 2 wissen wir, dass Proteinträger Insulin produzieren und das obwohl deren Gehalt an Kohlenhydraten dies eigentlich nach glykämischer Bewertung gar nicht in Gang setzen sollte. Woher also stammt dieses Ungleichgewicht „wenig Blutzucker und trotzdem viel Insulin“?
Studie
Mit dem gesamten Thema befasste sich eine Studie aus dem American Journal of Clinical Nutrition bei der standarisierte Mahlzeiten mit jeweils 25g Kohlenhydraten und 18,2g Protein eingenommen wurden. Der Insulin-Peak trat nach gut 30 Minuten auf. Spitzenreiter beim Seruminsulin war klar Wheyprotein gefolgt von Milch, Käse, Fisch und letztlich der Referenzmahlzeit bestehend aus Weißbrot.
Fazit
Die Studie belegt eindeutig den insulinogenen Einfluss von Proteinträgern und stellt diesbezüglich Milchprodukten nochmals eine gesonderte Signifikanz aus
GIP ein Schlüsselhormon der insulinogenen Wirkung
GIP steht für „glukoseabhängiges insulinotropes Peptid“ und bezeichnet ein gastrointestinales Peptidhormon das im Zwölffingerdarm gebildet wird und insbesondere dann entsteht, wenn hohe Konzentrationen an Glukose, Fett oder Aminosäuren im Dünndarm freigesetzt werden. Auch ein niedriger ph-Wert im Dünndarm kann zur vermehrten Ausschüttung von GIP führen. GIP fördert die Produktion von Insulin und hemmt die Magenmotorik sowie die Sekretion von Magensaft.
In unserer Studie konnte man nachlesen, dass gerade die Aufnahme von Molkenprotein zu einem außerordentlich hohen Aufkommen an GIP und weiter zu Insulin führt. Deutlich geringer fiel die GIP-Sekretion bei Brot, Käse, Milch und Fisch aus. Für Milch konnte also keine besondere GIP-Aktivität festgestellt werden. Im Gegenteil: 60 Minuten nach der Einnahme wurden bei Milch, Käse und Fisch sogar niedrigere GIP-Werte festgestellt, wie Sie bei der Referenzmahlzeit aus Brot und Wheyprotein auftraten.
Fazit
Gerade Wheyprotein sorgte für eine außerordentlich hohe GIP-Antwort. Die anderen Proteinträger setzten ebenfalls GIP frei, allerdings nicht im selben Ausmaß.
GLP-1
GLP-1 lautet die Abkürzung für „Glucagon-like-peptid-1“, ebenfalls ein Peptidhormon welches im Darm produziert und bei Nahrungsaufnahme in den Blutkreislauf freigesetzt wird. GLP-1 stimuliert ebenfalls die Insulinproduktion, senkt das Glucagonaufkommen, verzögert die Magenentleerung und vermittelt Sättigung. Seine Aufgabe besteht mitunter darin, überhöhte Blutzuckerwerte zu verhindern.
Interessanter Weise sind es dieses Mal Fisch und Wheyprotein (Molke) die im Vergleich zu Brot, Milch und Käse zu einer deutlich gesteigerten Ausschüttung führen.
Milch initiierte bereits 10 Minuten nach der Aufnahme einen vergleichsweise schnellen Anstieg an GLP-1 statt der bei anderen Lebensmitteln nicht zu verzeichnen war.
Fazit
Proteinträger und Referenzkohlenhydrat sorgen allesamt für die Ausschüttung von GLP-1. Wheyprotein und das Protein aus Fisch zeigten eine auffällig hohe Ausschüttung
Was ist das Besondere an Milch in Hinblick auf den Insulin-Index?
Proteinträger heben allesamt den Insulinspiegel an. Milchprodukte und gerade der Molkenanteil des Milchproteins übernahmen jedoch eine Spitzenreiter-Rolle an der man als Ernährungs-Experte oder Sportler nicht vorbeikommt, da die ausgelöste Insulinprodukten stärker auftritt als bei Kohlenhydraten. Die Frage ist nun also, welche Komponenten in Milch an dieser Sonderstellung beteiligt sind.
Milchfett
In der oben zitierten Studie trat der insulinogene Einfluss trotz der Tatsache ein, dass es sich um fettarme Milch handelte, weshalb eine Beteiligung des Fettanteils in Milch am höheren Insulinanstieg ausgeschlossen werden kann. Auch Studien die den direkten Einfluss von Milchfett auf das Insulinaufkommen untersuchten (wir kommen später noch darauf zurück) stellten keine signifikante Veränderung mit der Aufnahme fest.
Fazit
Milchfett ist der nicht der Schuldige in Sachen Insulin-Index und Milch
Laktose
Auch Milchzucker ist weit weniger an der Kluft zwischen glykämischem Index und Insulin-Index bei Milchprodukten beteiligt wie oftmals vermutet wird. Laktose löst gerade die Insulinproduktion aus, die in seiner Eigenschaft als Disaccharid auch von ihm angenommen wird.
Eine Studie zeigte die Auswirkung einer Nüchterngabe von 500ml fettfreier normaler und fettfreier laktosearmer Milch. Keine der beiden Produkte bewirkte eine signifikante Erhöhung des Blutzuckerspiegels, beide sorgten aber für eine signifikante Anhebung des Insulinaufkommens. Das Insulinaufkommen in der Gruppe mit normaler Milch war nur marginal höher als in der Gruppe mit laktosearmer Milch.
Fazit
Laktose ist nicht der Schuldige in Sachen Insulin-Index bei Milch
Milchprotein
Aus oben zitierter Studie lässt sich bereits erahnen, dass der Molkenanteil in Milchprotein als Hauptverdächtiger ins Rampenlicht rückt.
Reine Molke führt zu einer signifikant höheren Insulinausschüttung wie diese von Milch ausgeht und beeinflusst auch die Peptidhormone GIP und GLP-1 außerordentlich stark.
– Ein Hinweis!!
Man vermutet auch gerade in diesem Teil des Milchproteins bioaktives Eiweiß bzw. geht davon aus, dass ein Teil dieses bioaktiven Eiweißes erst im Laufe der Verdauung entsteht. Im Vergleich zu anderen Proteinquellen liefert Milch eine außerordentlich hohe Menge an Beta-Casein von dem diabetogene Eigenschaften vermutet werden. Auch der in Molkenprotein erhöhte Anteil an insulinogenen Aminosäuren wie Leucin, Valin, Isoleucin, Lysin und Threonin stellt eine verdächtige Tatsache dar.
– Ein Hinweis!!
Studie 2 zum direkten Einfluss von Wheyprotein auf den Insulin-Index
Eine Studie aus dem Journal Nutrition and Metabolism untersuchte an 20-30jährigen Probanden mit normalen Blutzuckerwerten und einem normalen BMI die Auswirkung von entweder Wheyprotein oder Weißbrot auf bestimmte Marker in Bezug auf den Inulin-Index. Beide Mahlzeiten enthielten 25g Kohlenhydrate. (bei Wheyprotein aus Laktose, bei Weißbrot aus Stärke). Der Proteinanteil im Weißbrot betrug 3,7g, im Wheyprotein 16,7g. Blutentnahmen fanden 7,5, 15, 30 und 45 Minuten nach der Aufnahme statt. Analysiert wurde das Aufkommen an freien Aminosäuren, Insulin, GIP und GLP-1.
Ergebnisse
Wie zu erwarten war, stiegen die Aminosäurekonzentrationen bei Wheyprotein mit Ausnahme von Threonin bei allen anderen getesteten Aminosäuren (Leucin, Isoleucin, Lysin und Valin) signifikant stärker an als bei der Verabreichung von Weißbrot mit seinem nur geringen Anteil an Protein. Etwa 45 Minuten nach der Verabreichung ließen sich Maximalkonzentrationen feststellen.
Beim Vergleich des Insulinaufkommens stellte sich ein deutlicher Unterschied zwischen der Wheyprotein-Gruppe und der Weißbrot-Gruppe heraus. Der PEAK trat wie in vorherigen Studien nach etwa 30 Minuten auf.
Das Interessante an dieser Arbeit ist die zusätzliche Darstellung der Insulinsekretion ausgelöst durch die einzelnen Aminosäuren. Der Aminosäurecocktail verursacht den signifikantesten Ausstoß gefolgt von Leucin und Threonin. Alle Aminosäuren verursachen isoliert einen höheren Insulinausstoß als reine Glucose. Wurde der Aminosäurecocktail noch mit GIP angereichert, führte dies nochmals zu einem enormen Anstieg des Insulinaufkommens.
Letztlich wurde auch der Einfluss auf die Peptidhormone GIP und GLP-1 untersucht. Während es bei Weißbrot nur zu einem leichten GIP-Anstieg nach etwa 10 Minuten kam, erhöhte sich das GIP-Aufkommen bei Wheyprotein nach etwa 15 Minuten nochmals enorm und blieb bis 40 Minuten nach der Aufnahme erhöht.
Die GLP-1-Kurve zeigt bei Weißbrot zunächst sogar einen leichten Abfall und dann einen leichten Anstieg, während bei Wheyprotein ein kontinuierlicher Anstieg (besonders aber ab Minute 15 nach der Einnahme) gezeigt werden konnte. Im Falle GLP-1 fiel der Wert nach etwa 30 Minuten bereits wieder leicht ab.
Die Studie beweist also folgendes:
- Die Aufnahme von Wheyprotein erhöht die Konzentration von BCAA und Lysin signifikant.
- Die Aufnahme von Wheyprotein führt zu einem höheren Insulinanstieg als die Aufnahme von Weißbrot
- Die Gabe einzelner Aminosäuren erhöht das Insulinaufkommen weit weniger als die Gabe im Komplex
- GIP erhöht das Insulinaufkommen signifikant. Wie beigefügte Darstellung zeigt, lässt sich der GIP-bedingte Anstieg des Insulinaufkommens durch einen GIP-Rezeptor-Antagonisten eindeutig hemmen.
Leucin als Insulinstimulant
Auch Manders et al untersuchten den Einfluss verschiedener Nährstoffgaben auf das Insulinaufkommen. 0,7g hochglykämische Kohlenhydrate pro Kilogramm Körpergewicht zum einen, dieselbe Menge Kohlenhydrate und Casein-Hydrolisat zum anderen und als letztes Kohlenhydrate + Casein-Hydrolisat + Leucin. Im Vergleich zur alleinigen Aufnahme der Kohlenhydrate trat mit Casein Hydrolisat eine 66% höhere Ausschüttung von Insulin auf. Mit zusätzlich Leucin steigerte sich die Ausschüttung sogar auf 221%.
Erfahrungsbericht: Einnahme von BCAA und Hypoglykämie
Deshalb so interessant weil aus dem Leben gegriffen, hier noch ein Auszug eines „Selbstversuches“ in einem Fitness-Club mit einigen der Studiomitgliedern unter nüchterner Verabreichung von nur 2g BCAA:
10 Trainierende kamen nüchtern morgens zum Training. Blutzuckerwerte wurden vor der Einnahme der BCAA’s gemessen (alle im Normbereich zwischen 85-95mg/dl).Eine Hälfte nahm die empfohlene Menge von ca. 2g BCAA’s ein. Nach ca. 20-30min klagten 3(!) Trainierende über Kaltschweiß und Zittern. Die Messung ergab Werte zwischen 55-65mg/dl – also eindeutig eine Hypoglykämie. Übrigens – es wurde zu diesem Zeitpunkt noch nicht trainiert…Von der „Kontrollgruppe“ unterzuckerte niemand.
Die Zusammensetzung ist entscheidend
Der Einfluss von Wheyprotein auf den Insulin-Index bei isolierter Gabe ist hinreichend bewiesen. Etwas weniger ausgeprägt aber dennoch stark ist der Einfluss von fettarmer Milch auf den Insulinindex. Hinweise deuten darauf hin, dass gerade die Anwesenheit von Kohlenhydraten den Einfluss von Wheyprotein und Milchprodukten auf den Insulin-Index nochmals verstärkt, während mit der Aufnahme von Vollmilch ein etwas geringerer Insulin-Index angenommen wird.
Fazit
Der Molkeanteil in Milchprodukten ist über seine Aminosäurebilanz und seine Auswirkung auf Peptidhormone wie GIP als treibende Kraft in Sachen Insulin-Index anzusehen. Wenngleich Aminosäuren im Komplex die höchste insulinogene Wirkung aufzeigen, kommt Leucin als Einzelaminosäure dennoch eine besondere Bedeutung zu.
Welche Rolle übernimmt Casein
Bei Casein handelt es sich um den zweiten, hauptsächlichen Bestandteil im Milchprotein. Die Gewichtung wird mit etwa 80% Casein zu 20% Molkenprotein (Whey) angegeben. Inwiefern auch Casein einen Einfluss auf den Insulin-Index hat, ist weit weniger untersucht als der Einfluss von Molkenprotein.
Eben bereits zitiert, ergab sich bei der Kombination von Kohlenhydraten mit Casein eine Casein-bedingte Erhöhung des Insulinaufkommens um 66%.
Eine weitere Studie untersuchte den Unterschied der Aufnahme von Milchfett (Cream) oder Casein in Hinblick auf das Aufkommen an Blutzucker und Insulin. Es stellte sich heraus, dass es in keiner Gruppe zu einem Anstieg des Blutzuckers kam. Von Milchfett ging zudem keinerlei Steigerung des Plasmainsulins aus, während sich mit der Aufnahme von Casein durchaus eine Erhöhung ergab. Verglichen mit den Werten bei Wheyprotein von mehr als 0,4nmol/l ergab die Aufnahme von Casein einen Wert von lediglich 0,108nmol/l.
Fazit
Auch von Casein geht ein gewisser insulinogener Effekt aus, der jedoch nicht mit dem von Wheyprotein sondern eher mit dem anderer Proteinträger zu vergleichen ist
Fermentierung und Einfluss von Säuren auf Milchprodukte
Auch der Einfluss von normalen und fermentierten Milchprodukten wurde untersucht und getrennt betrachtet. Zum einen wurde Frischmilch mit 309kcal, 25g Kohlenhydraten, 19g Protein und 15g Fett verabreicht. Die fermentierten Produkte bestanden einmal aus fermentierter Milch mit frischen Gurken oder aus Joghurt mit Essiggurken. Im zweiten Fall betrug der Säureanteil 2,9g.
Anmerkung
Unter Fermentierung versteht man die Umwandlung organischer Stoffe unter Zuhilfenahme von Bakterien, Pilzkulturen oder Zellkulturen. Sie dient der Verbesserung der Haltbarkeit.
Es konnte gezeigt werden, dass zwar die reine Fermentierung keinen signifikanten Einfluss auf das Blutzucker- und Insulinverhalten hat, wohl aber die Anwesenheit organischer Säuren zu einer Reduzierung bei Blutzucker und Insulin führt.
Fazit
Zwischen frischen und fermentierten Milchprodukten scheint es keine Unterschiede hinsichtlich Blutzucker und Insulin zu geben. Findet die Aufnahme zusammen mit organischen Säuren statt, führt dies zu einem deutlichen Rückgang der Blutzuckerspitze und einem signifikanten Rückgang der Insulinsekretion.
Ist Milch also ein Dickmacher aufgrund des höheren Insulin-Index?
Studie
Am College of Physicians and Surgeons in Columbia wurde festgestellt, dass Milch zwar einen hohen Insulin-Index aufweist, sich mit einer milchreichen Diät im Gegensatz zu einer milcharmen Diät zumindest bei adipösen Kindern innerhalb von 16 Wochen eine merklich verbesserte Insulinsensibilität einstellte. Das Gesamtaufkommen an Serum-Insulin fiel in der Gruppe mit milchreicher Diät signifikant ab, während es bei der milcharmen Ernährung sogar leicht anstieg. Interessanter Weise stellten sich bei beiden Gruppen keine signifikanten Unterschiede im Verlust an Körpergewicht im Laufe der Untersuchung ein.
Calcium als positive Komponente
Schuld an dieser Entwicklung ist mitunter der hohe Calciumgehalt in Milchprodukten der die Fettspeicherung unterdrückt und im Gegenzug die Thermogenese sowie Fettoxidation fördert. Auch Heaney et al kamen im Rahmen einer Meta-Studie zu dem Ergebnis, dass eine Erhöhung der Calciumzufuhr durch Milchprodukte das Adipositasrisiko um bis zu 70% reduzieren kann. Dieser Effekt tritt sogar unabhängig von der Energiezufuhr auf. Andere Studien sehen im Einsatz von Milchprodukten eine Möglichkeit, den Verlust von fettfreier Muskelmasse während eines Kaloriendefizits zu reduzieren. Interessanter Weise scheint der Effekt des Calciums in oder aus Milch effektiver zu wirken, als wenn Calcium in Supplementform aufgenommen wird.
Anmerkung
Wer bereits sehr viel Calcium über die sonstige Ernährung aufnimmt, profitiert wahrscheinlich nicht im selben Maße von den „Benefits“ der Milchprodukte. Da es bei einer hohen Aufnahme von Calcium zu einem Abfall des Vitamin D3-Status kommen kann, ist hier dringend auf eine ausreichende Aufnahme von Vitamin D über die Sonne oder kompensatorisch über Nahrung und Supplementierung zu achten.
Fazit
Von Protein geht erwiesenermaßen eine eigenständige Insulin-bildende Wirkung aus. Trotz einer nur geringen Beeinflussung des Blutzuckers kommt es in allen Studien zur Erhöhung des Insulinaufkommens welches mit dem von Kohlenhydraten mindestens vergleichbar ist. Reine Molke und Mich nimmt in Sachen Insulinausschüttung hier nochmals eine Ausnahmestellung ein. Der höhere Insulin-Index bei Milchprodukten lässt jedoch nicht automatisch Rückschlüsse darauf zu, dass es sich bei diesen Lebensmitteln um Dickmacher handelt.
Protein- Kohlenhydratkombinationen und der Insulin-Index
Eine amerikanische Studie untersucht den Einfluss von entweder Protein (in Form von Hühnereiweiß oder Quark mit jeweils 25g Protein) oder Glucose auf das Blutzucker und Insulinaufkommen. Es zeigte sich bei den Proteinträgern im Vergleich zur Aufnahme mit Glucose ein nur sehr geringer Anstieg des Blutzuckers. Zwischen beiden Proteinträgern waren zumindest beim Blutzuckeraufkommen keine signifikanten Unterschiede feststellbar, wohl aber beim Aufkommen an Insulin, wo eine 3,6-fach höhere Ausschüttung bei Quark im Gegensatz zu Hühnereiweiß zu verzeichnen war. Wurden Glucose und Quark zusammen aufgenommen, verringerte sich das Blutzuckeraufkommen um 11%, in Verbindung mit Hühnereiweiß wurden 20% verringerte Werte festgestellt. Interessanterweise kam es in Sachen Insulin zu genau gegenteiligen Beobachtungen. Während es nach der alleinigen Aufnahme von Glucose zu einem Seruminsulinaufkommen von 732pmol/l kam, wurden bei der Kombination aus Glucose und Quark 1637 pmol/l und bei der Kombination aus Glucose und Hühnereiweiß 1213 pmol/l gemessen.
Fazit
Gemische aus Protein und Kohlenhydraten senken zwar das Blutzuckeraufkommen, sorgen aber für eine höhere Ausschüttung von Insulin im Vergleich zur alleinigen Insulinantwort ausgehend von Glucose
Fett-Kohlenhydratkombinationen und der Insulin-Index
Aus Teil 2 wissen wir bereits um den steigenden Insulin-Index bei kombinierter Aufnahme von Fett und/oder Protein mit Kohlenhydraten der sogar die Werte bei der Aufnahme reiner Kohlenhydrate übersteigen kann.
Auch andere Studien wie die von Collier und O Dea testeten den Einfluss von Fett auf das Blutzucker- und Insulinaufkommen in Zusammenfang mit der Aufnahme von Kohlenhydraten. Zu diesem Zweck wurden 50g Kohlenhydrate in Form von Kartoffeln (also hochglykämische Kohlenhydrate) alleine oder zusammen mit 50g Butter verzehrt.
Die Ergebnisse decken sich mit den bereits genannten. In Sachen Blutzucker verringerte sich das Blutzuckeraufkommen mit der zusätzlichen Aufnahme von Fett, beide Mahlzeiten sorgten für die gleiche Ausschüttung an Insulin. Die Buttermahlzeit löste zusätzlich die Produktion des inzwischen ebenfalls bekannten Peptidhormons GIP aus, welches eine Speicherung beider Nährstoffe immens fördert.
Auch Gannon et al untersuchen den Einfluss von Fett auf das Insulinaufkommen bei der Aufnahme von Kohlenhydraten. Auch hier wurde die Kombination aus Kartoffeln und Butter gewählt. Die Fettmahlzeit senkte den Blutzuckerspiegel, dieses Mal aber nur dann, wenn die Mahlzeit davor fettarm ausfiel! In Sachen Insulinausschüttung verhielt sich die aufgenommene Fettmenge wiederum neutral.
Beysen und Kollegen gingen 2002 noch einen Schritt weiter und stellten fest, dass von einfach ungesättigten Fettsäuren der größte Insulin steigernde Effekt ausgeht, gefolgt von mehrfach ungesättigten Fettsäuren und letztlich dann den gesättigten Fettsäuren.
Fazit
Fette neigen dazu, in Verbindung mit Kohlenhydraten zwar das Blutzuckeraufkommen eher zu senken, in Sachen Insulinausschüttung verhalten Sie sich jedoch im besten Falle neutral wenn nicht sogar Insulin steigernd. Diese Tatsache und ein belegter Einfluss auf das Aufkommen an GIP sorgen für die schnelle Aufnahme beider Energiesubstrate in die Zelle.
Zusammenfassung
Auch wenn das Rätsel um den Insulin-Index bei weitem noch nicht zu 100% gelöst ist, sind wir mit Abschluss meines 3-Teilers nun doch eine ganze Ecke schlauer. Wir wissen, dass Proteine über einen selbständigen insulinogenen Einfluss verfügen und dass der größte Einfluss von Milchprodukten vermittelt wird. Als Gründe können neben der Beeinflussung von Peptidhormonen auch bestimmte Aminosäurekonstellationen genannt werden, wie Sie ganz besonders im Molkenanteil des Milchproteins vorkommen. Milchzucker und Milchfett spielen weniger eine Rolle beim Insulin-Index.
Fett und Protein beeinflussen beide das Blutzuckeraufkommen in Verbindung mit Kohlenhydraten zugunsten niedrigerer Blutkonzentrationen, in Sachen Insulin treten in Kombination jedoch höhere Werte auf. Eine Reduzierung der Insulinausschüttung durch Fett (wie so oft angenommen) kann als Mythos bezeichnet werden.
Nun liegt es an Euch, das neu gewonnene Wissen in die Praxis umzusetzen und das Beste aus dieser Situation zu machen. Ich für meinen Teil werde dem Insulin-Indes in meinem Ernährungssystem HBN (Human Based Nutrition) durchaus einen gewissen Stellenwert einräumen.
Sportliche Grüße
Euer
Holger Gugg
www.body-coaches.de
