Suurelle glykeemiselle indeksille tyypillinen veren sokeritason heilahtelu kahden tunnin kuluessa ruoka-aineen nauttimisesta. Huomaa verensokerin lasku lähtötason alle.
Glykeeminen indeksi eli glykemiaindeksi (GI), kuvaa ruoan sisältämien imeytyvien hiilihydraattien aiheuttamaa keskimääräistä muutosta koehenkilöiden verensokerissa verrattuna referenssiruoka-aineeseen, kuten glukoosiliuos tai valkoinen leipä.[1] Kyseessä on mittauksiin perustuva arvio tietyn ruoka-aineen tai ruokalajin sisältämien hiilihydraattien keskimääräisestä verensokeria nostavasta vaikutuksesta suhteessa muihin ruoka-aineisiin.
Hiilihydraattipitoisen ruoan nauttiminen alkaa nostaa verensokeria 15–30 minuutin kuluttua aterioinnin alkamisesta[2].
Glykeemisen indeksin mittausten tulokset vaihtelevat paljon sekä saman henkilön eri mittauksissa että henkilöiden välillä. Suomalaistutkimuksessa ruoan glykeemisen indeksin vaihtelua tutkittiin ateriakokeessa, jossa tutkittavien lukumäärä oli 11. Ihmisten välillä oli huomattavia eroja siinä, minkä verran sama hiilihydraatti suurentaa aterian jälkeen veren sokeripitoisuutta. Esimerkiksi valkoisen vehnäleivän glykeeminen indeksi vaihteli tutkittavien välillä 42:sta 103:een. Lisäksi sama hiilihydraatti voi samalla ihmisellä aiheuttaa erilaisen verensokerin nousun eri päivinä. ”Vaikka kahden ruokavalion keskimääräinen glykeeminen indeksi ja kuorma olisivat samat, ne voivat muodostua hyvin erilaisten ruokien yhdistelmistä ja siten heijastaa ruokavalion muitakin ominaisuuksia kuin hiilihydraattien laatua. Tämä heikentää epidemiologisen tutkimuksen mahdollisuuksia havaita ruokavalion glykeemisten vaikutusten ja tautiriskin välisiä yhteyksiä”, tutkimuksen tekijä kirjoitti.[3][4]
Suuri glykeeminen indeksi tarkoittaa sitä, että verensokeri nousee paljon ja nopeasti, jolloin vereen vapautuu yleensä paljon insuliinia. Pieni glykemiaindeksi sitä vastoin kertoo tasaisemmasta ja vähäisemmästä vaikutuksesta verensokeriin. Pienen GI:n ruokavalion noudattaminen parantaa veren sokeritasapainon säätelyä.[5]
Suuri glykeeminen indeksi aiheuttaa usein verensokerin heilahtelua. Suuren glykeemisen indeksin ruoka-aineet nostavat verensokeria paljon ja nopeasti, minkä jälkeen verensokeri alkaa laskea niin jyrkästi, että se saattaa laskea jopa lähtötason alle.[6] Verensokerin jyrkkä lasku johtuu erään lähteen mukaan siitä, että korkeaglykeemiset ruoat saavat haiman erittämään liikaa insuliinia[7].
Lihan, kalan, kananmunan ja useimpien kovien juustojen glykeeminen indeksi on nolla, koska ne eivät sisällä hiilihydraattia. Nämä ruoka-aineet nostavat vain maltillisesti tai vähän veren insuliinipitoisuutta[8]. Nestemäiset maitotuotteet kuten maito, piimä ja viili nostavat sitä kuitenkin paljon, vaikka niillä onkin hyvin matala glykemiaindeksi.[9]
Vuonna 2018 julkaistussa tieteellisten tutkimusten yhteenvedossa havaittiin, että korkean glykeemisen indeksin ruoat nostavat sekä verensokeria että insuliinia tavalla, joka muuttaa elimistön dopamiinintuotantoa samalla mekanismilla kuin huumeiden käyttö. Tämä häiritsee elimistön luontaisia ravinnonoton säätelymekanismeja. Korkean glykemiaindeksin ruoat saattavat aiheuttaa myös riippuvuutta.[10]
Viljasta valmistetuilla elintarvikkeilla on tyypillisesti suurin glykeeminen indeksi, sokerilla keskisuuri, hedelmillä ja vihanneksilla selvästi pienempi, maitotuotteilla ja fruktoosilla pieni.[11] Kypsennetyillä vihanneksilla on suurempi glykemiaindeksi kuin raaoilla[12]. Myös ruoan kiinteys vaikuttaa sen glykeemiseen indeksiin. Esimerkiksi leipätaikinan pitkä kohotusaika kaksinkertaistaa leivän glykeemisen indeksin, koska siitä tulee huokoisempaa, ja kokonaisten jyvien lisääminen leipään taas alentaa sitä.[13] Yli 69 arvoista glykeemistä ideksiä pidetään korkeana, joten kaurapuuro, jälkiuunileipä ja täysjyväpatonki sekä monet riisilajikkeet ovat korkean glykeemisen indeksin ruoka-aineita[11]. Myös useimmat perunalajikkeet nostavat paljon glukoosia. Monet leivät, aamiaismurot, riisilajikkeet ja välipalapatukat ovat korkean glykeemisen indeksin ruokia täysin riippumatta siitä, ovatko ne kokojyväviljaa vai ei.[13]
Sokerin lisääminen hiilihydraattipitoiseen elintarvikkeeseen pienentää usein glykeemistä indeksiä, koska sokerilla on pienempi glykemiaindeksi kuin esimerkiksi yleisimmin käytetyillä viljoilla[5].
Matalan glykeemisen indeksin maksimirajana on 55. Useimmat pavut luokitellaan matalan glykeemisen indeksin ruoiksi. Myös suklaa nostaa vain vähän verensokeria.[13]
Aterian glykemiaindeksi riippuu sen hiilihydraattipitoisten ruoka-aineiden glykemiaindeksista. Jos ateriaan kuuluvien proteiinien ja rasvojen osuus pidetään vakiona, aterian glykeeminen indeksi seuraa sen hiilihydraattipitoisten ruoka-ainesten glykeemistä indeksiä.
Tutkimuksissa on havaittu, että pienen glykeemisen indeksin ruokia ja ruoka-aineita sisältävällä ruokavaliolla laihtuu enemmän kuin jos ruokavalio sisältää paljon verensokeria nopeasti nostavia ruoka-aineita[26].
Maailman suurimpien diabetesjärjestöjen tieteelliseen näyttöön perustuvissa hoitosuosituksissa suositetaan glykeemisen indeksin käyttöä ykkös- ja kakkostyypin diabeteksen hoidon apuvälineenä. Glykeeminen indeksi auttaa valitsemaan diabeteksen hoitotasapainon kannalta suotuisia ruoka-aineita ja ruokia[6].
Hiilihydraattien määrän on havaittu vaikuttavan ruoan glykemiaindeksiä enemmän verensokerin vaihteluihin[27]. Hiilihydraattien määrää sekä niiden glykeemistä indeksiä kuvastava glykemiakuorma kuvaa siksi glykemiaindeksiä paremmin hiilihydraattipitoisuudeltaan vaihtelevien ruokien vaikutusta verensokeriin. Insuliini-indeksi kuvaa terveillä ihmisillä glykemiaindeksiä paremmin insuliinivastetta eli verensokerin noususta johtuvaa veren insuliinipitoisuuden kasvua.
Glykemiaindeksin määrittäminen
Valkoisen vehnäleivän glykeemisen indeksin käyttäminen vertailuarvona on epätarkka mittari, koska leivän valmistusprosessi vaikuttaa sen glykeemisen indeksin suuruuteen.[13] Glykemiaindeksi määritellään kansainvälisen standardin mukaisessa mittauksessa tämän vuoksi glukoosin avulla. Mittaus tapahtuu siten, että vähintään kymmenelle sokeriaineenvaihdunnaltaan terveelle henkilölle annetaan 50 grammaa hiilihydraattia, minkä jälkeen heidän verensä glukoosipitoisuuden vaihteluita seurataan kahden tunnin ajan. Mittauksista piirtyy kullekin koehenkilölle ominainen käyrä, jonka muodostaman pinta-alan koko lasketaan. Lopuksi lasketaan kaikkien pinta-alojen keskiarvo ja verrataan sitä glukoosilla saatujen pinta-alojen keskiarvoon siten että glukoosilla saatujen pinta-alojan keskiarvolle annetaan lukuarvo 100.[6] Koe-henkilöiden verensokeria seurataan 15 minuutin välein ja sitä verrataan ennen ruokailua vallinneeseen paastoverensokeritasoon. Imeytyneiden hiilihydraattien määrä arvioidaan integroimalla ajan suhteen mitattu verensokerin muutos.lähde?
Mittauksiin vaikuttavat monet elimistön verensokerin tasoa säätelevät mekanismit. Elimistö pyrkii ylläpitämään tasaista verensokerin tasoa ja maksa tuottaa glukoosia vereen samaan tahtiin kuin sitä normaalisti kuluu. Hiilihydraattien alkaessa imeytyä ruokailun jälkeen haima alkaa erittää vereen insuliinia, hormonia, joka tehostaa glukoosinkulutusta, ja maksan glukoosintuotanto loppuu. Hiilihydraattien imeydyttyä insuliinin ylläpitämä kohonnut glukoosinkulutus jatkuu, kunnes verensokerin taso on palannut normaaliksi. Nopeasti imeytyvillä hiilihydraateilla voi insuliinitaso kohota niin korkeaksi, että imeytymisen loputtua verensokeri laskee paljon normaalia alemmaksi.lähde?
Glykemiaindeksiin vaikuttavat tekijät
Nesteen mukana nautittu hiilihydraatti nostaa verensokeria nopeammin kuin kiinteä ravinto.[2] Tämän vuoksi esimerkiksi hedelmäsmoothien glykemiaindeksi on suurempi kuin kokonaisena nautitulla hedelmällä[28].
Hiilihydraattien imeytymisnopeuteen vaikuttavat myös ruoan rakenne ja koostumus kuten sen sisältämät muut ravintoaineet tai entsyymien toimintaan vaikuttavat aineet. Rasvat ja proteiini sekä liukoiset ravintokuidut hidastavat ruoan siirtymistä mahalaukusta ohutsuoleen ja ruoan liikettä ohutsuolessa.[29] Etenkin rasvan lisääminen laskee erittäin tehokkaasti aterian aiheuttamaa verensokerin nousua. Jos esimerkiksi jauheesta valmistetusta perunamuhennoksesta ja 40 grammasta kurkkua koostuvaan ateriaan, jonka rasvapitoisuus on vain 0,8 prosenttia, lisätään 30 grammaa rasvaa, aterian kokonaisrasvaprosentiksi tulee 6,6 ja ruokailijan verensokeri nousee 34 prosenttia vähemmän. Jos vähärasvaisen perunamuhennoksen ja kurkun kanssa nautitaan 108 grammaa öljyssä marinoitua broilerinrintaa, aterian rasvaprosentti nousee 10,4:ään ja verensokerin nousu on 41 prosenttia maltillisempaa. Saman perunamuhennosannoksen nauttiminen 120 gramman painoisen tomaatista, kurkusta ja lehtisalaatista koostuvan rasvattoman salaatin kanssa ei kuitenkaan vaikuta ruoka-annoksen aiheuttamaan verensokerin nousuun. Jos perunamuhennokseen yhdistetään sekä 30 grammaa rasvaa että 108 grammaa broileria, verensokeri nousee 50 prosenttia vähemmän. Jos taas osa perunamuhennoksen sisältämistä hiilihydraateista korvataan täysrasvaisella margariinilla sivellyllä kokojyväruisleipäviipaleella, edellä kuvatun ateriakokonaisuuden rasvapitoisuus nousee 21 prosenttia, proteiinipitoisuus 5 ja kuitupitoisuus 27 prosenttia, mutta verensokeri nousee siitä huolimatta 20 prosenttia enemmän. Tämä saattaa selittyä sillä, että leipäviipale nostaa 7 prosentilla esimerkkiaterian sisältämien sokereiden määrää.[17]
Ruoan kypsennys, jauhaminen ja hienonnus nopeuttavat yleensä ruoansulatusta ja helpottavat tärkkelystä pilkkovien entsyymien toimintaa. Esimerkiksi al dente keitetyn pastan leipää pienempi glykemiaindeksi johtuu siitä, että sen osittain turvonneet tärkkelyshiukkaset ovat sitkeän proteiinikerroksen ympäröimiä, minkä johdosta se ei hajoa pureskeltaessa yhtä pieniksi osiksi kuin leipä.[29] Keitetyn pastan lämmittäminen mikroaaltouunissa jääkaappisäilytyksen jälkeen hidastaa sen sulamista siten, että sen glykeeminen indeksi on neljä prosenttia pienempi kuin heti keittämisen jälkeen nautittuna. Koehenkilöiden veren sokeripitoisuus oli suurimmillaan puolen tunnin kuluttua ateriasta, ja se oli 2 prosenttia pienempi uudelleenlämmitetyn pastan syönnin jälkeen.[30].
Myös ruoassa olevat hapot, kuten nostatetun hapanleivän maitohappo, hidastavat entsyymeitä. Myös tärkkelyksen kemiallinen rakenne vaikuttaa sen hajoamiseen, imeytymiseen ja glykemiaindeksiin. Esimerkiksi vehnän ja perunoiden sisältämä tärkkelys hajoaa nopeammin kuin ohran ja muiden kasvisten sisältämä.lähde?
Vuonna 2005 julkaistun tutkimuksen mukaan kypsennetyn perunan glykeeminen indeksi laskee 28 prosenttia, jos perunan annetaan jäähtyä kylmäksi[31]. Toisen tutkimuksen mukaan lasku olisi jopa 40 prosenttia. Erot tuloksissa johtuvat siitä, että perunan glykeeminen indeksi on lajikekohtainen. Jäähdytetyn perunan uudelleenlämmittäminen laskee vielä entisestään sen glykeemistä indeksiä laskun suuruuden riippuessa lajikkeesta.[32]
Paahtaminen laskee valkoisen leivän glykeemistä indeksiä kokonaiset 28 prosenttia. Valkoisen leivän glykeeminen indeksi on hiukan pienempi myös pakastamisen jälkeen, eikä pakastettu leipä aiheuta myöskään yhtä jyrkkää verensokerin laskua.[33]
Jotkin ruoka-aineet voivat myös vaikuttaa veren sokerin hyödyntämistä ohjaavan insuliinihormonin eritykseen tai vaikutukseen. Esimerkiksi maidon proteiinit kiihdyttävät insuliinintuotantoa, ja siten maitoa tai maitoheraa sisältävien tuotteiden glykemiaindeksi on alempi kuin pelkän laktoosin glykemiaindeksin perusteella voisi olettaa.[34]
Ruoan glykemiaindeksiin vaikuttavat nopeudet, joilla hiilihydraatit imeytyvät ruuansulatuksessa, imeytyneet hiilihydraatit muunnetaan glukoosiksi ja elimistön solut hyödyntävät veren glukoosia. Imeytyneiden sokereiden kemiallinen rakenne vaikuttaa puolestaan siihen, miten elimistö pystyy hyödyntämään niitä. Koskas elimistö kykenee hyödyntämään suoraan vain glukoosia, maksan täytyy muuttaa muut imeytyneet sokerit kuten fruktoosi ensin glukoosiksi. Glukoosista ja fruktoosista koostuvan tavallisen ruokosokerin (sakkaroosi) glykemiaindeksi on tämän vuoksi suhteellisen pieni.lähde?
Terveysvaikutukset
Glykeeminen indeksi korreloi suun bakteerikannan kasvun kanssa siten, että suuren glykeemisen indeksin ruokien nauttiminen lisää eniten kariesta aiheuttavaa plakkia[35].
Vuonna 2006 julkaistun väestötutkimuksen mukaan naisilla, jotka saavat päivittäisestä ravinnostaan suurimman glykeemisen kokonaiskuorman, esiintyy lähes kaksi kertaa enemmän sydän- ja verisuonisairauksia, kuin niillä naisilla, jotka saavat ravinnostaan pienimmän kuorman[36]. Samalla väestöryhmällä esiintyy myös lähes kolme kertaa enemmän paksusuolen syopää[37].
Ravinnon alhaisen glykemiaindeksin on havaittu parantavan kakkos- sekä ykköstyypin diabeetikoiden hoitotasapainoa[38]. Vuonna 2010 julkaistussa hollantilaisessa väestötutkimuksessa havaittiin myös, että korkeimman glykemiakuorman ravintoa nauttineet ihmiset sairastuivat noin 33 prosenttia useammin diabetekseen keskimäärin kymmenen vuotta kestäneen seuranta-ajan kuluessa. Muut riskitekijät vakioitiin. Tutkimuksen otos oli 38 000 henkeä.[39]
Suomalaisen vuonna 2012 valmistuneen väitöskirjan mukaan ruokavalion glykeemisellä indeksillä ei ole yhteyttä diabeteksen kehittymiseen. Sen sijaan ruokavalion suurempi hiilihydraattipitoisuus oli yhteydessä pienempään tyypin 2 diabeteksen riskiin: sairastumisriski oli pienempi, kun hiilihydraatit korvasivat rasvaa tai proteiinia, erityisesti kovaa rasvaa tai eläinperäistä proteiinia. Tulos ei riippunut siitä, mikä oli rasvaa tai proteiinia korvaavien hiilihydraattien glykeeminen indeksi. Aineistona oli 25 943 keski-ikäisen tupakoivan suomalaismiehen seurantatutkimus, jossa ruoankäyttötiedot kerättiin kyselylomakkeella ja diabetekseen sairastumista seurattiin Kelan erityiskorvattavien lääkkeiden rekisteristä. Kahdentoista vuoden seurannan aikana tutkimusaineistossa todettiin 1 098 diabetestapausta.[3][4]
Runsaasti tärkkelystä sisältävillä kasviksilla kuten herneillä, maissilla ja perunalla ei ole samanlaista terveyttä edistävää vaikutusta kuin muilla kasviksilla. Tämän on arveltu liittyvän niiden suureen glykemiaindeksiin.[40]
Muut vaikutukset
Vuonna 2024 julkaistussa tutkimuksessa havaittiin, että korkean glykemiaindeksin aterian nauttiminen vaikuttaa kielteisellä tavalla kasvojen ulkonäköön[41].
Historiaa
Pohjoismaiden ministerineuvoston mukaan vuonna 2005 tutkittiin, pitäisikö ravintosuosituksia muuttaa glykemiaindeksin ja glykemiakuorman perusteella[34].
↑S H Holt, J C Miller, P Petocz: An insulin index of foods: the insulin demand generated by 1000-kJ portions of common foods. The American Journal of Clinical Nutrition, 1.11.1997, nro 5, s. 1264–1276. doi:10.1093/ajcn/66.5.1264ISSN 0002-9165Artikkelin verkkoversio.
↑Elin M. Östman, Helena GM Liljeberg Elmståhl, Inger ME Björck: Inconsistency between glycemic and insulinemic responses to regular and fermented milk products. The American Journal of Clinical Nutrition, 1.7.2001, nro 1, s. 96–100. doi:10.1093/ajcn/74.1.96ISSN 0002-9165Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
↑ abcdFiona S. Atkinson, Kaye Foster-Powell, Jennie C. Brand-Miller: International Tables of Glycemic Index and Glycemic Load Values: 2008. Supplementary materials: Taulukko A1. Glykeemisen indeksin (GI) ja glykeemisen kuorman (GL) arvoja henkilöillä, joilla on normaali glukoosinsietokyky. Diabetes Care, 2008-12, nro 12, s. 2281–2283. PubMed:18835944doi:10.2337/dc08-1239ISSN 0149-5992Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
↑ abcKatja A. Hätönen, Jarmo Virtamo, Johan G. Eriksson, Harri K. Sinkko, Jouko E. Sundvall, Liisa M. Valsta: Protein and fat modify the glycaemic and insulinaemic responses to a mashed potato-based meal. The British Journal of Nutrition, 2011-07, 106. vsk, nro 2, s. 248–253. PubMed:21338539doi:10.1017/S0007114511000080ISSN 1475-2662Artikkelin verkkoversio.
↑Thomas Meinert Larsen, Stine-Mathilde Dalskov, Marleen van Baak, Susan A. Jebb, Angeliki Papadaki, Andreas F. H. Pfeiffer: Diets with high or low protein content and glycemic index for weight-loss maintenance. The New England Journal of Medicine, 25.11.2010, nro 22, s. 2102–2113. PubMed:21105792doi:10.1056/NEJMoa1007137ISSN 1533-4406Artikkelin verkkoversio.
↑ abSilvia Cañas, Natalia Perez-Moral, Cathrina H. Edwards: Effect of cooking, 24 h cold storage, microwave reheating, and particle size on in vitro starch digestibility of dry and fresh pasta. Food & Function, 22.7.2020, nro 7, s. 6265–6272. doi:10.1039/D0FO00849DISSN 2042-650XArtikkelin verkkoversio. (englanniksi)
↑Caroline Hodges, Fay Archer, Mardiyyah Chowdhury, Bethany L. Evans, Disha J. Ghelani, Maria Mortoglou: Method of Food Preparation Influences Blood Glucose Response to a High-Carbohydrate Meal: A Randomised Cross-over Trial. Foods, 25.12.2019, nro 1. PubMed:31881647doi:10.3390/foods9010023ISSN 2304-8158Artikkelin verkkoversio.
↑Low-Carbohydrate-Diet Score and the Risk
of Coronary Heart Disease in Women. vertaisarvioitu tieteellinen artikkeli, November
9, 2006. The new england journal of medicine.
↑Susan Higginbotham, Zuo-Feng Zhang, I.-Min Lee, Nancy R. Cook, Edward Giovannucci, Julie E. Buring: Dietary Glycemic Load and Risk of Colorectal Cancer in the Women's Health Study. JNCI: Journal of the National Cancer Institute, 4.2.2004, nro 3, s. 229–233. doi:10.1093/jnci/djh020ISSN 0027-8874Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
↑L. Sluijs et al.: Carbohydrate quantity and quality and risk of type 2 diabetes in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition–Netherlands (EPIC-NL) study. The American Journal of Clinical Nutrition, 92(4), 905–911 | 10.3945/ajcn.2010.29620, 2010. doi:10.3945/ajcn.2010.29620#Artikkelin verkkoversio.
↑Dong D. Wang, Yanping Li, Shilpa N. Bhupathiraju, Bernard A. Rosner, Qi Sun, Edward L. Giovannucci: Fruit and Vegetable Intake and Mortality: Results From 2 Prospective Cohort Studies of US Men and Women and a Meta-Analysis of 26 Cohort Studies. Circulation, 2021-03, s. CIRCULATIONAHA.120.048996. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.120.048996ISSN 0009-7322Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
