Challenges in measuring glycaemic index

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-302-290-4
Title: Challenges in measuring glycaemic index
Author: Hätönen, Katja
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Environmental Sciences, Nutrition
Deparment of Lifestyle and Participation and Department of Chronic Disease Prevention, National Institute for Health and Welfare
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2014-10-24
Language: en
Belongs to series: URN:ISSN:1798-0062
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-302-290-4
http://hdl.handle.net/10138/135997
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Glycaemic response to carbohydrate-containing foods is a combination of glucose absorption, endogenous glucose production, and tissue glucose uptake. After a carbohydrate-containing meal, blood glucose rises, which stimulates insulin secretion. The different amount and type of carbohydrates influence postprandial glucose and insulin responses differently. The concept of the glycaemic index (GI) was developed to rank carbohydrates according to their effect on blood glucose levels. Food with a low GI value is considered beneficial in maintaining optimal blood glucose due to smaller incremental increase in blood glucose than food with a high GI value. Foods characterized by a low GI therefore have been found to induce benefits on several risk markers related to type 2 diabetes and cardiovascular disease. The concept of the GI was originally developed as a tool for individuals with diabetes in choosing the most beneficial carbohydrate-rich foods regarding blood glucose responses. To assess the extent to which eaten food raises insulin levels, the concept of the insulinaemic index (II) was launched. The calculation of II values is performed similarly to GI values. The concept of GI has been widely studied and debated in the scientific literature. The main aim of this thesis was to investigate the effect of methodological choices on measured glucose and insulin responses, especially on GI values. To achieve these goals, five different postprandial studies were conducted in healthy individuals and in individuals with impaired glucose tolerance. Capillary and venous blood samples were collected up to 2-3 h postprandially and the incremental area under the curve (IAUC), GIs, and IIs were calculated. In the first study, the effects of methodological choices on measured glycaemic response and GI values were determined. Comparisons were done between blood sampling type (capillary vs. venous blood samples), type of reference food (white bread vs. glucose solution), and how many times the reference food should be repeated. Results revealed that the variation was smaller when capillary samples were used, performing the reference food test twice is sufficient, and to achieve better accuracy the glucose solution should be used as the reference food. In the second study, the effects of coffee on postprandial glucose and insulin responses were determined. Coffee as such does not modify the glucose and insulin responses of a carbohydrate food. Coffee had no marked effect on GI values. In the third study, the effects of subjects physiological characteristics, namely glucose tolerance and overweight, on postprandial glucose and insulin responses were examined. Both overweight and impaired glucose tolerance increased glycaemic and insulinaemic responses to the tested meals and the reference food. As a consequence, physiological characteristics did not affect the measured GI values. In the fourth study, the effects of other macronutrients, namely fat and protein, on glycaemic responses to a starchy food were examined. Both fat and protein have an independent decreasing effect on glycaemia, and as a consequence, GI values diminished. Insulin responses to the meals were also measured. Adding protein to the mashed potato-based meals considerably enhanced insulin responses to the meal. In the fifth study, the effects of alcohol on postprandial glucose and insulin responses were determined. Alcohol was found to increase postprandial glucose and insulin responses, probably through acutely increased insulin resistance. In addition, high GI values were measured for both beer and non-alcoholic beer. This should be taken into account when GI databases are compiled for epidemiologic studies. In summary, several factors affect measured GI values, highlighting that different methodological choices should be carefully considered. The use of recent international standards, for measuring GI values is highly recommended, and GI values measured prior to the standard should be interpreted and utilized with caution. To increase the reliability of GI measurements in the future, GI should be measured in combination with II measurements.Hiilihydraattipitoisen elintarvikkeen verensokerivasteen muodostumiseen vaikuttavat hiilihydraattien imeytyminen, kehon oma glukoosintuotanto ja kudosten glukoosin sisäänotto. Aterian jälkeen verensokeri nousee, mikä stimuloi insuliinin eritystä. Erilaiset hiilihydraatit vaikuttavat aterianjälkeisiin verensokeri(glukoosi)- ja insuliinivasteisiin eri tavoin. Glykeeminen indeksi (GI) kehitettiin luokittelemaan hiilihydraattipitoisia elintarvikkeita niiden aikaansaamien verensokerivasteiden perustella. Elintarvikkeita, joilla on pieni GI, pidetään hyödyllisenä optimaalisen verensokeritason kannalta. Pienen GI:n elintarvikkeet nostavat verensokeria maltillisesti verrattuna suuren GI:n elintarvikkeisiin. Tästä johtuen pienen GI:n elintarvikkeiden syömisestä on osoitettu olevan hyötyä useiden kroonisten tautien, kuten tyypin 2 diabeteksen ja sydän- ja verisuonitautien, liittyvien riskitekijöiden kannalta. GI:n konsepti luotiin alun perin diabeetikoiden avuksi, jotta he voisivat valita mahdollisimman edullisia elintarvikkeista verensokerivasteiden kannalta.Syödyn elintarvikkeen insuliinivasteiden luokittelua varten kehitettiin insulineeminen indeksi (II), joka mitataan ja lasketaan samalla tavoin kuin elintarvikkeen GI. GI-konsepti on paljon tutkittu ja tieteellinen keskustelu aiheesta on ollut runsasta. Tämän väitöstutkimuksen tarkoituksena oli tutkia menetelmällisten valintojen vaikutusta mitattuihin glukoosi- ja insuliinivasteisiin sekä etenkin GIarvoihin. Väitöstutkimusta varten tehtiin viisi erillistä koesarjaa, joista neljä toteutettiin terveillä tutkittavilla ja yhdessä koesarjassa oli terveiden tutkittavien lisäksi tutkittavia, joiden glukoosinsieto oli heikentynyt. Tutkittavilta otettiin sormenpäästä ja laskimoista verinäytteitä kahden tai kolmen tunnin ajan. Näiden säännöllisin väliajoin otettujen verinäytteiden avulla määritettiin verensokeri- ja insuliinivasteet sekä laskettiin GI- ja II-arvot. Ensimmäisessä koesarjassa tutkittiin menetelmällisten valintojen vaikutusta mitattuihin verensokerivasteisiin ja GI-arvoihin. Vertailuja tehtiin sormenpää- ja laskimoverinäytteiden välillä, kahden erilaisen vertailuelintarvikkeen (vaalea leipä vs. glukoosiliuos) ja sen välillä, kuinka monta kertaa vertailuelintarvike pitää testata. Tulokset osoittivat vaihtelun olevan pienempää, kun sormenpääverinäytteitä käytettiin verensokerivasteiden ja GI-arvojen mittaamiseen. Tulosten perusteella voidaan todeta, että vertailuelintarvikkeen toistaminen kerran aikaansaa riittävän mittaustarkkuuden ja vertailuelintarvikkeena tulisi käyttää glukoosiliuosta. Toisessa koesarjassa tutkittiin vaikuttaako kahvi aterianjälkeisiin verensokeri- ja insuliinivasteisiin. Kahvi ei muokannut hiilihydraattipitoisen elintarvikkeen verensokeri- ja insuliinivasteita. Tästä johtuen kahvi ei vaikuta GI-arvojen mittaamiseen. Kolmannessa koesarjassa tutkittiin tutkittavien fysiologisten ominaisuuksien, kuten glukoosinsiedon ja ylipainon, vaikutusta aterianjälkeisiin verensokeri- ja insuliinivasteisiin. Havaittiin, että tutkittavan ylipaino ja heikentynyt sokerinsieto suurentavat verensokeri- ja insuliinivasteita. Ylipainolla ja heikentyneellä sokerinsiedolla ei kuitenkaan havaittu olevan vaikutusta GI-arvoihin. Neljännessä koesarjassa tutkittiin energiaravintoaineiden, rasvan ja proteiinin, vaikutusta tärkkelyspitoisen elintarvikkeen aikaansaamiin verensokerivasteisiin. Sekä rasva että proteiini pienensivät aterian aikaansaamaa verensokerivastetta. Tämän seurauksena GI-arvot laskivat. Koesarjassa määritettiin myös aterioiden insuliinivastee. Proteiinin lisääminen perunamuusiateriaan kasvatti insuliinivasteita huomattavasti. Viidennessä koesarjassa tutkittiin alkoholin vaikutusta verensokeri- ja insuliinivasteisiin. Tutkimuksessa havaittiin, että alkoholi suurentaa verensokeri- ja insuliinivasteita. Tämä vaikutus välittyi todennäköisesti huonontuneen insuliiniherkkyyden kautta. Koesarjassa mitattiin suuret GI-arvot oluelle ja alkoholittomalle oluelle. Tämä havainto pitäisi ottaa huomioon, kun koostetaan GI-tietokantoja epidemiologisia tutkimuksia varten. Yhteenvetona voidaan todeta useiden tekijöiden vaikuttavan mitattuihin GI-arvoihin. Tästä johtuen metodologisiin valintoihin tulee erityisesti kiinnittää huomiota. Määritettäessä GI-arvoja tulee noudattaa äskettäin julkaistua kansainvälistä standardia ja aiemmin mitattuja GI-arvoja pitää tulkita ja käyttää varoen. Jatkossa II-arvot tulisi mitata samanaikaisesti GI-arvojen kanssa. Käytäntö lisäisi mitattujen GI-arvojen luottavuutta.
Subject: ravitsemustiede
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record