Insulin som fettregulerende hormon

Insulin er et hormon som har fått mye oppmerksomhet de siste 10 årene på grunn av sin påvirkning på fettmassen vår. Størrelsen på fettmassen vår styres kontinuerlig via fettbalansen i kroppen, og i denne artikkelen skal vi se på hvordan insulin påvirker fettbalansen og hva det har å si for fettreduksjonen.

Hva er fettbalansen?
Fettbalansen er et uttrykk for resultatet av en konstant utskifting av fettmassen på kroppen vår. Enkelt forklart kan fettbalansen beskrives slik:

Fettbalansen = fett lagret – fett mobilisert

Fett mobilisering er en prosess der fettet i fettcellene våre blir brutt ned og sluppet ut i blodet for transport til forbrenning eller gjenlagring. Vi er dermed avhengig av at fettet første blir mobilisert og fraktet til cellene som trenger energi før vi kan forbrenne det. Fettet vi lagrer får vi i hovedsak fra maten vi spiser (2,3), men vi får også litt fra egne fettlagre på kroppen. I hvile blir bare ca halvparten av fettet som frigjøres forbrent, og resten blir gjenlagret (1).  Om vi kun ser på mengde fett lagret fra maten vi spiser kan fettbalansen uttrykkes slik:

Fettbalansen = fett lagret fra mat – fett forbrent

Denne definisjonen tar ikke med fett som blir mobilisert og gjenlagret. Det går greit om vi snakker om den totale fettmassen på kroppen, men blir feil når en snakker om regional fettlagring. Likevel ender vi opp med hovedsakelig tre plasser insulin potensielt kan påvirke fettbalansen, via fettlagringen, fettmobiliseringen eller fettforbrenningen. 

Insulin og fettlagring
Insulin kan påvirke fettlagringen via flere mekanismer. Mye av fettet vi lagrer kommer fra maten vi spiser. Insulin kan påvirke opptaket av fett fra maten vår gjennom å påvirke to enzymer kalt LPL (4,5) og ASP (6,7,8). Både LPL (lipoprotein lipase) og ASP (acylation stimulating protein) hjelper fettet fra maten vi spiser å komme seg inn i cellene slik at det kan lagres. LPL bryter ned fettet i blodet slik at cellene kan ta det opp. ASP bidrar til økt fettlagring via dannelse av triacylglycerol (lagringsformen til fett i cellene) og økt glukoseopptak (6, 9). Insulin påvirker også en prosess kalt de novo lipogenesis (DNL). DNL er en prosess der andre makronæringsstoffer (i hovedsak karbohydrater) blir omdannet til fett (10). Insulin øker DNL og kan dermed bidra til økt fettlagring (10). En tredje mulighet insulin har til å påvirke lagring av fett er gjennom økt opptak av glukose til dannelse av glyserol (11). Glyserol er en nødvendig del for at fettcellene skal kunne lage triacylglycerol. Insulin ser dermed ut til å kunne påvirke en del prosesser i kroppen som medfører økt lagring av fett.

Insulin og fettmobilisering/fettforbrenning

Insulin kan i tillegg påvirke fettbalansen i andre enden av skalaen. Fettvevet på kroppen vår jobber konstant med å bryte ned fett og slippe det ut i blodbanen (fettmobilisering). Ved å binde seg til insulinreseptorer på fettcellene reduserer insulin fettmobilisering (2, 1, 12, 13). Reduksjonen skjer gjennom redusert mengde cAMP (cyclic AMP)som igjen reduserer aktiviteten til hormon sensitiv lipase, HSL (13, 14). HSL er en viktig brikke i fettmobiliseringen og hjelper til med nedbrytningen av fettet i fettcellene. Resultatet av redusert fettmobilisering er mindre fettsyrer tilgjengelig til forbrenning, og dermed lavere fettforbrenning.

Insulin har dermed potensial til å påvirke fettbalansen både gjennom økt lagring av energi som fett og gjennom redusert bruk av energi som fett. Det er derimot flere faktorer som påvirker fettbalansen vår. Hvor sterk er egentlig insulinets effekt på fettmassen?

Insulin som fettreduserende hormon
Det er hovedsakelig to måter vi prøver å påvirke insulinnivåene via kostholdet. Den ene er ved å redusere karbohydratmengden i kostholdet, den andre ved å redusere den glykemiske belastningen kostholdet gir (blodsukkerstigning) uten å redusere karbohydratmengden. 

Det er gjort flere titalls studier på hvordan reduksjon i karbohydratinntak påvirker fettreduksjonen vår. Det fleste av dem har jeg allerede gått gjennom og presentert i artikkelen Lavkarbo under lupen. Kort fortalt påvirker ikke karbohydratinnholdet i kostholdet fettreduksjonen så lenge kaloriinntaket og proteininntaket holdes konstant. Det samme gjelder for glykemisk index (15, 16, 17), selv om det her er mer usikkert hvor stor effekten er på lang sikt. Studier som bruker medisinering for å redusere insulinmengden viser også at forskjell i insulinnivå ikke nødvendigvis betyr forskjell i fettreduksjon (18). Et siste eksempel er meieriprodukter. Flere meieriprodukter øker insulinnivået betraktelig. Melk og yoghurt gir for eksempel like stor insulinrespons som loff (26). Likevel påvirker ikke høyt inntak av meieriprodukter fettmassen, og er i de fleste tilfeller faktisk positiv (gir reduksjon)så lenge fettinnholdet er lavt (27, 28, 29, 30). Men hvis insulin har fettlagrende egenskaper, hvorfor slår de ikke ut når kostholdet vårt øker insulinnivåene?

Insulin en liten brikke i et stort spill

Fettregulering er en komplisert prosess, og flere faktorer påvirker resultatet. Insulin er en av dem, men graden av påvirkning er viktig for hvor stor betydning den enkelte faktor får. Fett fra maten vi spiser blir i stor grad lagret uansett (rundt 70-75 %, ref 2) og LPL og ASP er egentlig ikke særlig avhengig av insulin. ASP blir for eksempel stort sett regulert av chylomicronsnivået, som er transportformen til fettet fra maten vi spiser (6, 9). I tillegg bidrar DNL veldig lite til fettlagring (19). Daglig bidrar DNL med 1-2 gram fett for normalvektige menn i energibalanse (10, 20). For normalvektige og overvektige kvinner bidrar DNL mindre enn 6 g/d når de følger sitt normale kosthold eller ved inntak av ekstra karbohydrater (20). Økning i DNL finner for det meste sted i leveren og ikke i fettvev (20). 

Den største effekten til insulin er på fettmobiliseringen. Men selv her er ikke insulin hovedfaktoren. Hormon som adrenalin og noradrenalin (catecholaminer) påvirker også fettmobiliseringen. Blant annet ser en at catecholaminer overstyrer effekten av insulin ved trening (12). I tillegg så går bare 50 % av fettsyrene som blir mobilisert i hvile til forbrenning, så en reduksjon i fettmobilisering trenger ikke nødvendigvis bety reduksjon i fettforbrenning (1).  En ser likevel over 24 timer at et kosthold med reduserte karbohydrater øker kroppens fettforbrenning (21). Årsaken til at den reduserte fettforbrenningen ikke gir effekt på fettreduksjonen er at fettbalansen som oftest går i null ved at vi øker fettinntaket for å opprettholde energiinntaket (22, 23). Konklusjonen blir at de forandringer vi får i insulinnivåer på grunn av endringer i kostholdet, får liten påvirkning på fettmassen vår, spesielt ved konstant energiunderskudd og proteininntak. Likevel finnes det kanskje unntak.

Vi er ikke alle like, og noen sliter med insulinresistens (celler reagerer dårlig på insulin). I tilfeller der en sammenligner vektreduksjon mellom folk med insulinresistens og de som er insulinsensitive, ser en at insulinresistente får større vektreduksjon ved å redusere karbohydratnivået, mens de som er insulinsensitive får størst vekttap ved høyt inntak av karbohydrater (24).  Individuelle forskjeller i insulinrespons (utskillelse) til et måltid kan også spille en rolle, der de med høy utskillelse reagerer bedre på et kosthold med lav glykemisk belastning. I motsetning reagerer de med lav utskillelse best på et kosthold med mer karbohydrater (25). Det er dessverre ikke så mye forskning på dette området til nå, men de få studier som er hentyder at vi ikke kan slavisk anbefale en type kosthold til alle pasientgrupper.

Det er mange faktorer som spiller inn for å regulere fettmassen på kroppen vår. Insulin er en faktor som kanskje har fått litt for stor oppmerksomhet i forhold til sin rolle i fettreguleringen. Den faktoren som har størst betydning er energiunderskudd, og insulin må i de fleste tilfeller bøye seg i støvet for energiunderskuddet. Når du skal legge om kostholdet for å redusere fettmassen bør du starte med å se på det totale energiinntaket og hvordan du best mulig kan redusere det, uten at det går for mye ut over gleden du har av maten og ditt sosiale liv ellers. For mye fokus på enkeltdetaljer fjerner fokus fra det store bildet. Begynn med det store bildet og øk fokuset på detaljene underveis.

Referanser
1. Horowitz & Klein (2000) Lipid metabolism during endurance exercise. Am J Clin Nutr. 72(suppl): 558-563.

2. Jensen (2002) Adipose tissue and fatty acid metabolism in humans. J R Soc Med. 95(suppl. 42): 3-7.

3. Romanski et al (2000) Meal fatty acid uptake in adipose tissue: gender effects in nonobese humans. Am J Physiol Endocrinol Metab. 279: E455-E462.

4. Fielding & Frayn (1998) Lipoprotein lipase and the disposition of dietary fatty acid. Br J Nutr. 80: 495-502.

5. Faraj et al (2004) ASP enhances in situ lipoprotein lipase activity by increasing fatty acid trapping in adipocytes. J Lipid Res. 45: 657-666.

6. Cianflone et al (2003) Critical review of acylation stimulating protein physiology in humans and rodents. Bioch Bio Acta. 1609: 127-143.

7. Havel (2004) Update on adipocyte hormones. Regulation of energy balance and carbohydrate/lipid metabolism. Diabetes. 53(suppl 1): 143-151.

8. Frayn et al (1994) Regulation of fatty acid movement in human adipose tissue in the postabsorptive-to-postprandial transition. Endocrinol Metab. 29: 308-317.

9. Paglialunga et al (2009) Lipoprotein lipase deficiency is associated with elevated acylation stimulating protein plasma levels. J Lipid Res. 50: 1109-1119.

10. Large et al (2004). Metabolism of lipids in human white adipocyte. Diabetes Metab. 30: 294-309.

11. Kersten (2001) Mechanisms of nutritional and hormonal regulation of lipogenesis. Embo reports. 21(4): 282-286.

12. Ranallo & Rhodes (1998) Lipid Metabolism during exercise. Sports Med. 26(1): 29-42.

13. Giorgino et al (2005) Regional differences of insulin action in adipose tissue: insights from in vivo and in vitro studies. Acta Physiol Scand. 183: 13-30.

14. Jaworski et al (2007) Regulation of Triglyceride Metabolism. IV. Hormonal regulation of lipolysis in adipose tissue. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 293: G1–G4,

15. Bornet FRJ et al (2007) Glycaemic response to foods: Impact on satiety and long term weight regulation. Appetite.  49: 535-553.

16. Raben A (2002) Should obese patients be counselled to follow a low-glycaemic index diet? No. Obes Rev. 3(4):245-56

17. Vega Lopez & Mayol-Kreiser (2009) Use of the glycemic index for weight loss and glycemic control: a review of recent evidence. Curr Diab Rep. 9(5): 379-388.
18. Due A et al (2007) No effect of inhibition of insulin secretion by diazoxide on weight loss in hyperinsulinaemic obese subjects during an 8-week weight loss diet. Diabetes Obes Metab. 9(4): 566-574.

19. Shcutz (2004) Dietary fat, lipogenesis and energy balance. Physiol Behave. 83: 557-564.

20. Wang et al (2004) The human fatty acid synthase gene and de novo lipogenesis are coordinately regulated in human adipose tissue. J Nutr. 134: 1032-1038.

21. Achten  & Jeukendrup (2004) Optimizing fat oxidation through exercise and diet. Nutr. 20:716-727.

22. Cooper et al (2010) Influence of Dietary Fatty Acid Composition and Exercise on Changes in Fat Oxidation from a High-Fat Diet. J Appl Physiol. 109(4): 1011-1018.

23. Schrauwen P et al (1997) Changes in fat oxidation in response to a high-fat diet. Am J Clin Nutr. 66: 276-282.  

24. Lee & Fujioka (2011) Dietary prescriptions for the overweight patient: the potential benefits of low-carbohydrate diets in insulin resistance. Diabetes Obes Metab. 13(3): 204-206.

25. Pittas & Roberts (2006) Dietary composition and weight loss: Can we individualize dietary prescriptions according to insulin sensitivity and secretion status? Nutr Rev. 64(10): 435-448.

26. Ostman EM et al (2001) Inconsistency between glycemic and insulinemic responses to regular and fermented milk products. Am J Clin Nutr. 74(1):96-100.

27. Alonsa et al (2009) The effect of low-fat versus whole fat dairy product intake on blood pressure and weight in young normotensive adults. J Hum Nutr Diet. 22(4): 336-342.

28. Zemel (2005) The role of diary foods in weight management. J Am Coll Nutr. 24(6 Suppl): 537-546.

29. Barr (2003) Increased dairy product or calcium intake: is bodyweight  or composition affected in humans? J Nutr. 133(1): 245-248.

30. Zemel (2003) Role of diatery calcium dairy products in modulating adiposity. Lipids. 38(2): 139-146.