Influence of cookies with a modified carbohydrate profile on postprandial glycemia in patients with type 2 diabetes

Abstract

The aim of the study was assessment of influence of cookies with a modified carbohydrate profile on postprandial glycemia in patients with type 2 diabetes. The study included 20 patients 35–69 years old, with type 2 diabetes and obesity II–III degrees (BMI=40.2±1.1 kg/m2) treated with standard hypoglycemic therapy. At the time of the initial evaluation all patients were determined at the stage of metabolic subcompensation: glucose basal level in venous blood was 6.8±0.3 mmol/l; in capillary blood – 6.5±0.5 mmol/l; the level of glycated hemoglobin – 7.2±0.2%. Glucose blood plasma level on an empty stomach and within 3 hours after the consumption of biscuits with modified carbohydrate profile (25 g digestible carbohydrates) and wheat bread containing 25 g digestible carbohydrates (control) was determined. Calculation of the area under the glycemic curve was conducted by standard technique. Portability of cookies with a modified carbohydrate profile (replacement of wheat flour to the mixture of buckwheat, oat and barley flour and the use of maltitol) was good, with no side effects or signs of intolerance were observed. It has been shown that consumption of biscuits with a modified carbohydrate profile was accompanied by a significantly smaller rise in blood glucose level after 30 min from the start of the study, compared with the standard food load (an average of 19.1% and 42.4%, respectively, from baseline, p<0.05). After 120 and 180 min after the test food loads glycemia changed equally, without significant differences between foodstuffs. Area under the glycemic curve in the consumption of cookies with a modified carbohydrate profile was significantly less than under the standard food load (184.6±16.7 vs. 236.9±21.2 mmol/l×min, p<0.05). Consumption of biscuits with modified carbohydrate profile was accompanied by less severe postprandial glycemic response in patients with type 2 diabetes in comparison with that at a standard load food containing 25 g digestible carbohydrates.

Keywords:specialized food products, type 2 diabetes, cookies with a modified carbohydrate profile, postprandial glycemia

Вопр. питания. 2015. № 6. С. 92-98.

Сахарный диабет (СД) 2 типа является одной из ведущих медико-социальных и экономических проблем в большинстве стран мира, что определяется высокой распространенностью заболевания, постоянным ростом числа больных, развитием сосудистых осложнений, необходимостью оказания специализированной медицинской помощи [1-5].

По данным Международной федерации диабета [6], в настоящее время в мире насчитывается 382 млн больных СД в возрасте 20-79 лет, из них 85-95% составляют пациенты с СД 2 типа.

Прогнозируется, что к 2035 г. общая численность больных СД увеличится на 55% и составит 592 млн человек. По данным Государственного регистра больных СД, на январь 2015 г. в Российской Федерации по обращаемости в лечебные учреждения насчитывалось 4,04 млн человек: с СД 1 типа - 340 тыс. и СД 2 типа - 3,7 млн. Реальная численность больных СД в 3-4 раза превышает официально зарегистрированную и составляет 9-10 млн человек (около 7% населения) [7]. Социальная значимость СД определяется его системными сосудистыми осложнениями - нефропатия, ретинопатия, поражение магистральных сосудов сердца, головного мозга, периферических сосудов нижних конечностей, являющихся основной причиной инвалидизации и смертности больных СД [1-4].

СД 2 типа является прогрессирующим метаболическим заболеванием, характеризующимся наличием двух фундаментальных патофизиологических дефектов: инсулинорезистентности и нарушенной функции β-клеток поджелудочной железы [1-3]. Хроническая гипергликемия участвует в патогенезе диабетических ангиопатий как непосредственно, так и опосредованно, инициируя несколько биохимических процессов, к которым относятся окислительный стресс, избыточное образование конечных продуктов гликозилирования, увеличение синтеза диацилглицерида и др. [3]. В настоящее время получены доказательства, что в достижении оптимального гликемического контроля и снижении риска развития поздних сосудистых осложнений важную роль играет постпрандиальная гликемия [8, 9], которая ассоциируется с повышенным риском развития микроангиопатии, увеличением толщины интимы-медии сонной артерии, снижением миокардиального объема крови и миокардиального кровотока [10-12]. В ряде исследований продемонстрирована тесная взаимосвязь постпрандиальной гликемии с развитием окислительного стресса, воспаления и эндотелиальной дисфункции [8, 13]. В связи с этим необходима коррекция постпрандиальной гликемии с целью профилактики диабетических осложнений.

Диетотерапия рассматривается как необходимая составная часть лечения СД 2 типа при любом варианте медикаментозной сахароснижающей терапии [1]. Диетическая коррекция метаболических нарушений (гипергликемии, гиперинсулинемии, инсулинорезистентности и др.) у больных СД 2 типа достигается за счет исключения из рациона быстровсасываемых рафинированных углеводов и использования в диете специализированных пищевых продуктов с модифицированным углеводным составом.

Ключевыми аспектами разработки таких продуктов являются удовлетворение физиологической потребности пациента в пищевых и биологически активных веществах, обеспечение благоприятных метаболических эффектов функциональных ингредиентов, включаемых в состав продукта, сохранение традиционного качества обогащенного продукта, корректирование рецептуры продукта с целью нивелирования возможных изменений, вызванных введением функциональных ингредиентов [14-17]. К числу пищевых ингредиентов, позволяющих корригировать метаболические нарушения при СД 2 типа, относятся модифицированный мальтодекстрин, фруктоза, сахарозаменители (ксилит, сорбит, мальтит, изомальт, эритрит и др.), подсластители (аспартам, сукралоза, ацесульфам калия, стевиозид), фруктоолигосахариды, растворимые и нерастворимые пищевые волокна (ПВ), а также сывороточные белки, моно- и полиненасыщенные жирные кислоты, биологически активные вещества (полифенольные соединения: флавонолы, катехины и др.) [16].

Результатом научно-исследовательской работы (анализ данных о влиянии модификации углеводного профиля и использовании инновационных пищевых ингредиентов различной химической природы на изменение физико-химических, структурно-механических и сенсорных характеристик разрабатываемых специализируемых пищевых продуктов в процессе хранения) явилась разработка одного из видов кондитерских изделий для больных СД 2 типа - печенья с модифицированным углеводным профилем. Модификация углеводного профиля печенья осуществлялась включением в его ингредиентный состав гречневой, овсяной и ячменной муки вместо пшеничной, а также использованием мальтита в качестве сахарозаменителя, потребление которого приводит к меньшему повышению постпрандиальной гликемии по сравнению с сахарозой и глюкозой [18].

Анализ химического состава печенья с модифицированным углеводным профилем показал, что в печенье содержится (из расчета на 100 г продукта) 9,3 г белка, 17,0 г жира, 44,5 г углеводов, в том числе 42,4 г крахмала, 2,1 моно- и дисахаридов, а также 2,2 г пищевых волокон, 20 г мальтита; энергетическая ценность печенья - 420 ккал/1760 кДж. По показателям безопасности печенье с модифицированным углеводным профилем соответствует требованиям ТР ТС 021/2011 "О безопасности пищевой продукции".

Целью настоящих исследований была сравнительная оценка величины и длительности постпрандиальной гликемии у больных СД 2 типа при потреблении печенья с модифицированным углеводным профилем до и после стандартной пищевой нагрузки.

Материал и методы

В исследование были включены 20 больных СД 2 типа, получавших стандартную сахароснижающую терапию, в соответствии с критериями включения и исключения из исследования.

Критерии включения:

- СД 2 типа;

- возраст от 35 до 69 лет;

- метаболическая субкомпенсация;

- отсутствие острых заболеваний желудочно-кишечного тракта и других острых состояний.

Критерии исключения:

- СД 1 типа;

- возраст менее 35 лет и старше 69 лет;

- метаболическая декомпенсация;

- инсулинопотребность;

- острые или обострения хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта и другие острые заболевания.

Все включенные в исследование больные имели ожирение II-III степени. Индекс массы тела в среднем по группе составил 40,2±1,1 кг/м2. На момент первичного обследования у всех больных отмечалась стадия метаболической субкомпенсации СД.

Из сопутствующих заболеваний у обследованных больных диагностированы артериальная гипертония (70%), ишемическая болезнь сердца (35%), хронический гастродуоденит (20%), хронический некалькулезный холецистит (15%), желчнокаменная (10%) и мочекаменная болезнь (15%), деформирующий артроз (50%), распространенный спондилез и остеохондроз позвоночника (30%).

Клиническая характеристика включенных в исследование пациентов СД 2 типа представлена в табл. 1.

У больных определяли уровень глюкозы в плазме крови натощак и в течение 3 ч после потребления печенья с модифицированным углеводным профилем (25 г усвояемых углеводов) и пшеничного хлеба, содержащего 25 г усвояемых углеводов (контроль). В процессе исследования больные не принимали медикаментов и какой-либо другой пищи, проводился тщательный контроль за полным потреблением тестируемых пищевых продуктов всеми пациентами, участвующими в исследовании. Кровь брали из пальца пациента одноразовым ланцетом после обработки его спиртом и сухим тампоном. Уровень глюкозы в крови определяли с помощью профессионального глюкометра "OneTouch Verio Pro+" ("Life Scan Johnson&Johnson", США) натощак, через 30, 60, 120 и 180 мин после углеводной нагрузки. Расчет площади под гликемической кривой проводили по общепринятой методике [12], учитывая только участки площади под кривой, которые находились выше значения для нулевого момента времени.

Участки площади под кривой, которые находились ниже значения для нулевого момента времени, принимали равными нулю.

Все больные были предварительно проинформированы о процедуре исследования, о правилах поведения в процессе исследования, получено информированное согласие всех пациентов на участие в настоящем исследовании в соответствии с протоколами GCP. Настоящее исследование было одобрено Комитетом по этике ФГБНУ "НИИ питания" (протокол № 8 от 10 июня 2015 г.).

Полученные результаты исследований обработаны статистически с использованием пакета прикладных программ SPSS 20.0 для Windows.

Результаты представлены в виде средних величин и их стандартной ошибки (M±m). Оценку достоверности различий средних величин проводили с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты и обсуждение

Переносимость печенья с модифицированным углеводным профилем была хорошая, при этом каких-либо побочных эффектов и признаков непереносимости печенья не отмечено.

Динамика постпрандиальной гликемии у больных СД 2 типа при потреблении печенья с модифицированным углеводным профилем и после стандартной пищевой нагрузки представлена в табл. 2 и рис. 1.

Из табл. 2 и рис. 1 следует, что потребление печенья с модифицированным углеводным профилем сопровождалось достоверно (p<0,05) меньшим повышением уровня гликемии через пищевых нагрузок уровень гликемии изменялся без достоверных различий между потребляемыми продуктами.

Сравнительная оценка площадей под гликемическими кривыми у больных СД 2 типа при потреблении печенья с модифицированным углеводным профилем и после стандартной пищевой нагрузки представлена на рис. 2.

Из рис. 2 следует, что площадь под гликемической кривой при потреблении печенья с модифицированным углеводным профилем была достоверно (p<0,05) на 22,1% меньше, чем при стандартной пищевой нагрузке.

Таким образом, настоящим исследованием установлено, что потребление печенья с модифицированным углеводным профилем сопровождалось менее выраженной постпрандиальной гликемической реакцией по сравнению с таковой при стандартной пищевой нагрузке, содержащей 25 г усвояемых углеводов. Полученные данные согласуются с результатами исследований, свидетельствующими, что потребление специализированных пищевых продуктов, характеризующихся модифицированным углеводным профилем, сопровождается существенно меньшим повышением глюкозы в крови по сравнению с пищевой нагрузкой, содержащей стандартизированное количество углеводов [19, 20].

В целом оценка динамики постпрандиальной гликемии и площади под гликемической кривой у больных СД 2 типа показала меньшую постпрандиальную гликемическую реакцию при потреблении печенья с модифицированным углеводным профилем по сравнению со стандартной пищевой нагрузкой при одинаковом количестве усвояемых углеводов (25 г). Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что целенаправленная модификация углеводного профиля печенья за счет включения в его ингредиентный состав гречневой, овсяной и ячменной муки вместо пшеничной, а также использования в качестве сахарозаменителя мальтита позволяет оказать благоприятное влияние на уровень постпрандиальной гликемии у больных СД 2 типа и, таким образом, снизить риск развития системных сосудистых осложнений при этом заболевании.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 14-36-00041).

Литература

1. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. Вып. 6 / под ред. И.И. Дедова, М.В. Шестаковой; Минздрав России, РАЭ, ФГБУ "Эндокринологический научный центр". М., 2013. 120 с.

2. Аметов А.С. Сахарный диабет 2 типа. Проблемы и решения. 2-е изд., перераб. и доп. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013. 1032 с.

3. Балаболкин М.И., Клебанова Е.М., Креминская В.М. Лечение сахарного диабета и его осложнений : учебно-методическое пособие. М. : Медицина, 2005. 512 с.

4. Дедов И.И. Сахарный диабет: развитие технологий в диагностике, лечении и профилактике (пленарная лекция) // Сахарный диабет. 2010. № 3. С. 6-13.

5. Дедов И.И. Сахарный диабет - опаснейший вызов мировому сообществу // Вестн. РАМН. 2012. № 1. С. 7-13.

6. Carbohydrates in human nutrition. Report of joint FAO/WHO export consultation. FAO Food and Nutrition paper 66. Rome, 1997.

7. Клинические рекомендации. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. 7-й вып. / под ред. И.И. Дедова, М.В.Шестаковой. МЗ РФ, РАЭ, ФГБУ "Эндокринологический научный центр". 2015. 112 с.

8. Аметов А.С., Мельник А.В. Управление сахарным диабетом: роль постпрандиальной гипергликемии и возможности ее коррекции // РМЖ. 2007. Т. 15, № 27 (308). С. 2053-2058.

9. Shiraiwa T., Kaneto H., Miyatsuka T. et al. Postprandial hyperglycemia is an important predictor of the incidence of diabetic microangiopathy in Japanese type 2 diabetic patients // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005. Vol. 336, N 1. P. 339-345.

10. Hanefeld M., Koehler C., Schaper F. et al. Postprandial plasma glucose is an independent risk factor for increased carotid intimamedia thickness in non-diabetic individuals // Atherosclerosis. 1999. Vol. 144, N 1. P. 229-235.

11. Kawano H., Motoyama T., Hirashima O. et al. Hyperglycemia rapidly suppresses flow-mediated endothelium-dependent vasodilation of brachial artery // J. Am. Coll. Cardiol. 1999. Vol. 34, N 1. P. 146-154.

12. Scognamiglio R., Negut C., De Kreutzenberg S.V. et al. Postprandial myocardial perfusion in healthy subjects and in Type 2 diabetic patients // Circulation. 2005. Vol. 112, N 2. P. 179-184.

13. Monnier L., Mas E., Ginet C. et al. Activation of oxidative stress by acute glucose fluctuations compared with sustained chronic hyperglycemia in patients with Type 2 diabetes // JAMA. 2006. Vol. 295, N 14. P. 1681-1687.

14. Кочеткова А.А. Функциональные продукты в концепции здорового питания // Пищ. пром-сть. 1999. № 3. С. 4-5.

15. Савенкова Т.В. Теоретические аспекты создания кондитерских изделий функционального назначения // Хранение и переработка сельхозсырья. 2006. № 7. С. 65-66.

16. Тутельян В.А., Шарафетдинов Х.Х., Лапик И.А., Воробьева И.С. и др. Приоритеты в разработке специализированных пищевых продуктов оптимизированного состава для больных сахарным диабетом 2 типа // Вопр. питания. 2014. Т. 83, № 6. С. 41-51.

17. Elia M., Ceriello A., Laube H. et al. enteral nutritional support and use of diabetes-specific formulas for patients with diabetes // Diabetes Care. 2005. Vol. 28, N 9. P. 2267-2279.

18. Franz M.J., Bantle J.P., Beebe C.A. et al. Evidence-based nutrition principles and recommendations for the treatment and prevention of diabetes and related complications // Diabetes Care. 2002. Vol. 25, N 1. P. 148-198.

19. Шарафетдинов Х.Х., Плотникова О.А. Инновационные подходы в лечении сахарного диабета типа 2: роль специализированного продукта для энтерального питания "Глюцерна SR" // Фарматека. 2010. № 3 (197) Эндокринология. C. 73-78.

20. IDF Diabetes Atlas. 6th ed. / International Diabetes Federation. 2013.