Ruoansulatuskanavan peptidit kylläisyyden säätelyssä miten ravinto vaikuttaa?

Transkriptio

1 Kristiina R. Juvonen, Anna-Kaisa Purhonen, Leila J. Karhunen, Karl-Heinz Herzig ja Kaisa S. Poutanen KATSAUS Ruoansulatuskanavan peptidit kylläisyyden säätelyssä miten ravinto vaikuttaa? Syömisen säätely voidaan jakaa lyhyt- ja pitkäaikaiseen. Lyhytaikaissäätely määrittää, mitä, milloin ja kuinka paljon syömme päivän tai aterian aikana. Siihen vaikuttavat muun muassa ruoansulatuskanavan mekaaninen stimulaatio ja sen alueelta erittyvät peptidit. Ruoan koostumus ja rakenne vaikuttavat maha-suolikanavassa peptidien erittymiseen ja niistä monet myös mahalaukun tyhjenemisnopeuteen. Eri ravintoaineet stimuloivat ruoansulatuskanavan peptidejä eri tavoin. Syömisen säätelyn näkökulmasta erityisen mielenkiintoisia ruoansulatuskanavan peptidejä ovat mahalaukun erittämä greliini sekä ohut- ja paksusuolen eri osista vapautuvat kolekystokiniini, glukagoninkaltainen peptidi 1 ja peptidi YY. Toistaiseksi on kuitenkin vaikea tehdä tarkkoja päätelmiä eri ravintoaineiden roolista, koska tutkimustietoa on vähän ja se on osittain ristiriitaista. Syömisen lyhytaikaissäätely määrittää, mitä, milloin ja kuinka paljon syömme päivän tai aterian aikana. Säätely tapahtuu neuraalisten ja humoraalisten signaalien yhteisvaikutuksesta (Cummings ja Overduin 2007). Ruoansulatusjärjestelmän eri osat, kuten mahalaukku, proksimaalinen ja distaalinen ohutsuoli, paksusuoli ja haima, osallistuvat säätelyyn. Niiden erittämät viestiaineet syömisen ja ruoansulatuksen eri vaiheissa ovat tärkeitä energiatasapainon ylläpitämiseksi. Syömisen pitkäaikaissäätelyn tehtävänä on juuri energiatasapainon säilyttäminen. Pitkä- ja lyhytaikaissäätelyn yhteisvaikutukset tasaavat yksittäisten päivien energiansaannissa esiintyviä eroja. Pitkäaikaissäätelyn viestiaineet, kuten leptiini ja insuliini, vaikuttavat lyhytaikaissäätelyn herkkyyteen. Syöty ruoka aikaansaa kylläisyyttä kahden päämekanismin avulla: mekaanisen stimulaation ja peptidien erittymisen kautta. Mekaaninen ärsytys on yksinään liian heikko aikaansaamaan kylläisyyden tuntemusta, ja siksi tarvitaan myös peptidivälitteisiä vaikutuksia (kuva 1). Syömisen hormonaalisesta säätelystä on julkaistu suomenkielinen katsaus vuonna 2003 (Ukkola). Syömisen säätelyyn liittyvät peptidit Greliini on toistaiseksi ainoa tunnettu ruokahalua lisäävä suolistopeptidi (Cummings 2006) (taulukko 1). Mahalaukku erittää noin 75 % verenkierron greliinistä ja ohutsuolen alkupää loput. Verenkierron greliinipitoisuus on tavallisesti suuri juuri ennen ruokailua ja pienenee nopeasti sen jälkeen (kuva 2). Verenkiertoon annettu greliiniruiske vaikuttaa no peasti lisäten syömiskertojen määrää, mutta se ei vaikuta syötävään ruokamäärään. Greliini lisää myös maha-suolikanavan motiliteettia, mahahapon eritystä ja haiman eksokriisistä eritystä. Se stimuloi kasvuhormonin vapautumista, mutta sen vaikutukset painoon ja energia-aineenvaihduntaan eivät välity kasvuhormonin kautta. Greliini läpäisee veri-aivoesteen ja sitoutuu hypotalamuksen sekä aivorungon greliinireseptoreihin. Aivoissa sen vaikutukset välittyvät mm. ruokahalua 2067 Duodecim 2009;125:

2 KATSAUS 2068 CCK Hypotalamus Greliini Aivorunko Vagus GLP 1 PYY Kuva 1. Syömisen säätelyyn osallistuvat ruoansulatuskanavan peptidit greliini, kolekystokiniini (CCK), glukagoninkaltainen peptidi 1 (GLP-1) ja peptidi YY (PYY). Peptidit erittyvät ruoansulatuskanavan eri osissa ja vaikuttavat neuraalisten (vagushermo) ja humoraalisten signaalien yhteisvaikutuksesta syömisen ja energiatasapainon säätelyyn keskushermoston keskeisissä osissa, hypotalamuksessa ja aivorungossa. lisäävien neuropeptidi Y:n ja agouti-related - proteiinin kautta. Prader Willin syndroomaa potevilla plasman greliinipitoisuudet ovat noin 4,5-kertaiset samanpainoisiin terveisiin verrattuna, ja tämä saattaa olla osasyy potilaiden liialliseen syömiseen ja lihavuuteen. Greliinin pitkäkestoinen anto lisää painoa. Greliiniagonisteja on tutkittu kakeksian ja anoreksian hoitomuotoina. Myös greliinin toimintaa estäviä lääkeaineita ja jopa rokotteita on kehitteillä, mutta niiden tutkimuksessa ollaan vielä alkutaipaleella. Laihdutusleikkaus useimmiten pienentää greliinipitoisuutta; vaikutus riippuu leikkausmenetelmästä (de Fátima Haueisen Sander Diniz ym. 2006). Kolekystokiniini (CCK) on ensimmäinen ruoansulatuskanavan peptidi, jonka on osoitettu vähentävän syömistä (Little ym. 2005) (taulukko 1). Se on myös lyhyellä aikavälillä syömistä eniten vähentävä suolistopeptidi. CCK erittyy verenkiertoon duodenumin ja jejunumin limakalvon enteroendokriinisoluista. Eritys lisääntyy nopeasti ruokailun aloittamisen jälkeen ja palaa normaaliksi muutaman tunnin kuluessa (kuva 2). CCK:ta esiintyy myös välittäjäaineena enteerisessä hermostossa ja keskushermostossa. CCK:lla on moninaisia vaikutuksia ruoansulatuskanavan fysiologiaan. Se hidastaa mahalaukun tyhjenemistä, supistaa sappirakkoa sekä stimuloi haiman eksokriinistä eritystä ja ohutsuolen motiliteettia. Se toimii siis keskeisenä säätelijänä, joka koordinoi ruoansulatuskanavaan tulevan ravinnon määrää, etenemistä ja sulamista suolistossa sekä ravintoaineiden imeytymistä. CCK:n syömistä vähentävä vaikutus välittyy suolistosta aivoihin parasympaattisen hermoston välityksellä. Vapauduttuaan suolen limakalvon enteroendokriinisoluista CCK sitoutuu duodenumin ja mahalaukun vagushermon afferenttien hermosyiden CCK1-reseptoreihin lisäten vagushermon aktiivisuutta ydinjatkoksen tractus solitariuksessa. CCK:n syömistä vähentävä vaikutus kestää alle puoli tuntia. CCK:sta toivottiin lääkettä lihavuuden hoitoon, mutta ainakin koe-eläimillä sen vaikutus näyttää ulottuvan vain samanaikaiseen ateriaan (Little ym. 2005). Ateriakoon pienenemistä kompensoidaan syömällä tiheämmin, jolloin energian kokonaissaanti pysyy samana. CCK1-reseptorin antagonistit puolestaan vähentävät kylläisyyden tunnetta ja lisäävät nälkää sekä ateriakokoa. Käytetyn menetelmän mukaan laihdutusleikkaus suurentaa CCK-pitoisuutta tai sillä ei ole tällaista vaikutusta (de Fátima Haueisen Sander Diniz ym. 2006). Glukagoninkaltainen peptidi 1 (GLP-1) on esiasteestaan proglukagonista pilkkoutu- K. R. Juvonen ym.

3 Taulukko 1. Ruoansulatuskanavan peptidien vaikutus syömiseen ( = lisää syömistä; = vähentää syömistä) ja eri ravintoaineiden vaikutus peptidien pitoisuuteen veressä (+ = stimuloi vapautumista, - = vähentää vapautumista, 0 = ei vaikutusta). Peptidi Pääasiallinen erityspaikka Keskeiset fysiologiset vaikutukset Vaikutus syömiseen Ravintoaineiden vaikutus peptidien vapautumiseen Proteiinit Rasvat Hiili hydraatit Kuidut Greliini Mahalaukku Vapauttaa kasvuhormonia CCK GLP-1 PYY Duodenum, jejunum Ohutsuolen loppuosa ja paksusuoli Ohutsuolen loppuosa, paksusuoli ja peräsuoli Lisää maha-suolikanavan motiliteettia Hidastaa mahalaukun tyhjenemistä Supistaa sappirakkoa Lisää haiman eksokriinistä eritystä Lisää glukoosin stimuloimaa insuliinin eritystä Hidastaa mahalaukun tyhjenemistä ja ohutsuolen motiliteettia Hidastaa mahalaukun tyhjenemistä ja ohutsuolen motiliteettia - - (maitoproteiinit) + (liha) - / / (glukoosi) + / CCK = kolekystokiniini, GLP-1 = glukagoninkaltainen peptidi 1, PYY = peptidi YY nut peptidi, jota vapautuu enteroendokriinisista L-soluista pääasiassa ohutsuolen loppuosan ja paksusuolen alueella (Holst 2007) (taulukko 1). L-soluissa GLP-1 esiintyy ja erittyy yhdessä peptidi YY:n (PYY) kanssa. Dipeptidyylipeptidaasi 4 (DPP-IV) pilkkoo GLP-1:n nopeasti (alle kahdessa minuutissa) inaktiivisiksi molekyylimuodoiksi. GLP-1:tä erittyy verenkiertoon nopeasti ruokailun aloittamisen jälkeen (kuva 2). Eritys on kaksivaiheinen; varhaisen (10 15 minuuttia) neurohumoraalisesti stimuloituneen erityksen jälkeen seuraa myöhäisempi ja pitempi (30 60 minuuttia) välittömän sensorisen stimulaation aikaansaama eritys (Cummings ja Overduin 2007). GLP-1:n pitoisuus verenkierrossa on suurentunut useiden tuntien ajan syömisen jälkeen. GLP-1:llä on lukuisia fysiologisia vaikutuksia. Ruokahalua vähentävän vaikutuksen lisäksi sillä on tärkeä rooli inkretiininä, eli se stimuloi glukoosin aikaansaamaa insuliinineritystä. Se myös jarruttaa glukagonin vapautumista ja stimuloi haiman beetasolujen kasvua. Lisäksi se toimii keskeisenä osana ileal brake -mekanismia, joka säätelee ruokasulan kulkua mahalaukun ja ohutsuolen alueella. GLP-1:n ruokahaluun vaikuttavat mekanismit välittyvät oletettavasti vagushermon kautta tai kohdistuvat suoraan hypotalamuksen syömistä sääteleviin alueisiin. Vaikutukset välittyvät kohdekudoksiin GLP-1-reseptorin (GLP1R) kautta. GLP-1-peptidit läpäisevät myös veri-aivoesteen. Nopean eliminaation vuoksi on kuitenkin epätodennäköistä, että GLP-1:tä pääsisi fysiologisesti merkittäviä määriä keskushermostoon. GLP-1:tä erittyy kuitenkin myös keskushermoston alueella; aivorungon hermosolut vapauttavat sitä. GLP-1:n edullisiin metabolisiin vaikutuksiin tukeutuvia hoitomuotoja on jo hyödynnetty diabeteksen ja siihen liittyvän lihavuuden hoidossa. GLP-1-analogeilla ja DPP-IV:n estäjillä on saavutettu lupaavia tuloksia tyypin 2 diabeteksen hoidossa. Laihdutusleikkaus puolestaan suurentaa useimmin GLP-1:n pitoisuutta (de Fátima Haueisen Sander Diniz ym. 2006) Ruoansulatuskanavan peptidit kylläisyyden säätelyssä miten ravinto vaikuttaa?

4 KATSAUS Greliini PYY CCK GLP Aika (min) Kuva 2. Greliinin, kolekystokiniinin (CCK), glukagoninkaltaisen peptidi 1:n (GLP-1) ja peptidi YY:n (PYY) pitoisuuden tyypillinen vaste eri energiaravintoaineita sisältävän seka-aterian jälkeen (Juvonen ym. 2009) Peptidi YY (PYY) kuuluu haiman polypeptidin (PP) ja neuropeptidi Y:n (NPY) ohella haiman polypeptidien perheeseen. Sitä syntetisoituu ja erittyy verenkiertoon yhdessä GLP- 1:n kanssa enteroendokriinisista L-soluista erityisesti ohutsuolessa ileumin sekä koolonin ja peräsuolen alueilta (taulukko 1). DPP-IV pilkkoo PYY:n nopeasti aktiivisemmaksi muodoksi. PYY:tä erittyy myös keskushermostossa syömistä säätelevissä keskuksissa väliaivojen ja aivorungon alueilla (Cox 2007). PYY:n keskeiset aterianjälkeiset vaikutukset ruoansulatuskanavaan ilmenevät mahalaukun ja suoliston motiliteetin hidastumisena, haiman eksokriinisen ja mahalaukun ja sappirakon erityksen vähenemisenä sekä nesteen ja elektrolyyttien imeytymisen lisääntymisenä ruoansulatuskanavan alaosassa. Näiden vaikutusten on katsottu edistävän ravintoaineiden pilkkoutumista ja imeytymistä ruoansulatuskanavassa. PYY-pitoisuus suurenee aterian jälkeen yleensä puolen tunnin kuluessa ja saavuttaa maksimipitoisuuden noin 60 minuutissa ja pienenee vastaavasti paastossa (kuva 2). PYY:tä erittyy verenkiertoon ennen kuin ravintoaineet ovat ehtineet stimuloida sen eritystä. PYY:n eritys onkin kaksivaiheinen: alkuvaiheen neuraalisen (vagushermo) stimulaation jälkeen seuraa ravintoaineiden aikaansaama välitön sensorinen stimulaatio. Paino vaikuttaa plasman PYY-pitoisuuteen; paastopitoisuus ja aterianjälkeinen pitoisuus plasmassa ovat lihavilla pienemmät kuin normaalipainoisilla (Batterham ym. 2006). Lisäksi lihavien on nautittava huomattavasti suurempi energiamäärä saavuttaakseen saman aterianjälkeisen PYY- ja kylläisyystason kuin normaalipainoiset. Näiden tekijöiden on katsottu osaltaan vaikeuttavan lihavien painonhallintaa. Herkkyys PYY:n vaikutuksille ei ole lihavuudesta huolimatta kuitenkaan heikentynyt, minkä vuoksi PYY on varteenotettava lääkekehityksen kohde. Laihdutusleikkauksen seurauksena PYY-pitoisuus tavallisesti suurenee (de Fátima Haueisen Sander Diniz ym. 2006). Ravinnon vaikutus aterianjälkeisiin peptidivasteisiin Greliini. Veren greliinipitoisuus pienenee syömisen vaikutuksesta sitä enemmän ja pidempään, mitä enemmän energiaa on nautittu. Ravintoaineet säätelevät greliinin eritystä enteerisen hermoston välityksellä vasta päästyään ohutsuoleen (Cummings 2006). Ravintoaineiden vaikutuksia plasman greliinipitoi- K. R. Juvonen ym.

5 suuteen on kuvattu taulukossa 1. Ravintoaineiden kykyä vähentää greliinin eritystä on selvitetty useissa tutkimuksissa, sillä greliinipitoisuuden tehokkaalla ja pitkäkestoisella pienentämisellä voitaisiin ehkä vaikuttaa edullisesti kylläisyyden tunteeseen. Selkeitä päätelmiä eri ravintoaineiden vaikutuksista on kuitenkin vielä vaikea tehdä. Verrattaessa hiilihydraattien (glukoosi), rasvojen (kerma) ja proteiinin (hera ja kananmunan valkuainen) vaikutusta havaittiin, että proteiinipitoinen juoma vähensi kuuden tunnin aikana eniten greliinin eritystä. Hiilihydraattipitoinen juoma pienensi tosin greliinipitoisuuksia tehokkaimmin ensimmäisten kolmen tunnin aikana, mutta sen jälkeen plasman greliinipitoisuus suureni yli lähtöarvon (Foster-Schubert ym. 2008). Myös toisessa tutkimuksessa proteiinipitoinen (soija, hera tai gluteeni) juoma pienensi plasman greliinipitoisuutta pidemmäksi aikaa kuin glukoosijuoma, ja lisäksi koehenkilöt söivät seuraavalla lounaalla vähemmän kuin glukoosijuoman nauttimisen jälkeen (Bowen ym. 2006). Proteiinit saattavat tosin erota toisistaan kyvyssään vähentää greliinin eritystä, sillä tutkimuksissa, joissa käytettiin lihaperäistä proteiinia, havaittiin greliinipitoisuuden kasvua paastoarvosta (Erdmann ym. 2004). Toisessa tutkimuksessa runsasproteiininen ruokavalio (soija, kana, kala ja maito) vähensi puolestaan ruokailunjälkeisiä greliinipitoisuuksia yhtä tehokkaasti kuin runsaasti hiilihydraatteja sisältänyt (Lejeune ym. 2006). Tämä viittaa siihen, että kinetiikka, jolla hiilihydraatit ja proteiinit pienentävät ruokailunjälkeistä greliinipitoisuutta, on mahdollisesti erilainen mutta kokonaisvaikutus saattaa olla melko samanlainen. Rasvat vähentävät greliinin eritystä heikoiten (Cummings 2006, Foster-Schubert ym. 2008). Runsasrasvaisen aterian on osoitettu jopa lisäävän aterianjälkeistä greliinipitoisuutta (Erdmann ym. 2004). Muissa tutkimuksissa on havaittu aterianjälkeistä pienenemistä, mutta vähemmän ja lyhyemmän aikaa kuin hiilihydraattien nauttimisen jälkeen. Jotta rasva vaikuttaisi greliinin eritykseen, sen täytyy digestoitua rasvahapoiksi. Rasvahapot, joissa YDINASIAT 88Ruoansulatuskanavan mekaaninen stimulaatio ja peptidien erittyminen saavat aikaan kylläisyyden tunteen. 88Peptideistä tunnetuimmat ovat greliini, kolekystokiniini, glukagoninkaltainen peptidi 1 ja peptidi YY. 88Greliiniä lukuun ottamatta kaikki tunnetut ruoansulatuskanavassa syömisen säätelyyn osallistuvat peptidit vähentävät syömistä. 8 8 Ruokavalio muovaa aterianjälkeistä fysiologiaa, mutta eri ravintoaineiden roolia syömisen säätelyssä ei tunneta tarkasti. on vähintään 12 hiiliatomia, vähentävät greliinin eritystä mutta lyhyemmät eivät. Ravintokuidun vaikutusta greliinipitoisuuksiin on tutkittu vasta vähän ja tulokset ovat ristiriitaisia (Karhunen ym. 2008). Joissakin tutkimuksissa kuitu yksinään on vähentänyt greliinipitoisuuksia yhtä tehokkaasti kuin varsinainen ateria, kun taas toisissa kuidun lisäämisen jälkeen aterianjälkeistä greliinipitoisuuden pienenemistä ei ole havaittu tai se on ollut lyhytkestoisempi. Kolekystokiniini. Ravintoaineiden kyvyssä stimuloida CCK:n eritystä on eroja (taulukko 1). Rasvat ja proteiinit lisäävät CCK:n vapautumista enemmän kuin hiilihydraatit. Myös hiilihydraattilähteistä ainakin glukoosi suurentaa plasman CCK-pitoisuutta, mutta vaste on heikompi ja lyhytkestoisempi kuin rasvoja ja proteiineja nautittaessa. Blomin ym. (2006) tutkimuksessa runsaasti proteiinia (hera) sisältävä aamiainen suurensi plasman CCK-pitoisuutta enemmän kuin runsaasti hiilihydraatteja sisältänyt mutta ei vaikuttanut kylläisyyteen eikä seuraavalla lounaalla nautitun ruoan määrään. Mahalaukun tyhjeneminen oli myös hitaampaa runsasproteiinisen aamiaisen jälkeen, mikä voi johtua voimakkaammasta CCK-vasteesta. Hera, kaseiini, soija ja gluteeni suurensivat Bowenin ym. (2006) tutkimuksessa plasman CCK-pi Ruoansulatuskanavan peptidit kylläisyyden säätelyssä miten ravinto vaikuttaa?

6 KATSAUS 2072 toisuutta enemmän ja pidemmäksi aikaa kuin glukoosi tai laktoosi. Proteiinipitoinen ateria vähensi myös seuraavalla aterialla nautitun energian määrää, ja plasman CCK-pitoisuus ennusti ruokahalua. Proteiinit saattavat erota kuitenkin keskenään kyvyssä stimuloida CCK:n eritystä. Hallin ym. (2003) tutkimuksessa hera suurensi plasman CCK-pitoisuutta enemmän kuin kaseiini ja vähensi tehokkaammin syömistä seuraavalla aterialla. Jotta rasva stimuloisi CCK:n vapautumista, sen täytyy pilkkoutua vapaiksi rasvahapoiksi. Rasvahapon hiiliketjun pituus vaikuttaa CCK:n vapautumiseen. Pitkäketjuiset (vähintään 12 hiiliatomia sisältävät) rasvahapot stimuloivat CCK:n vapautumista, mutta tätä lyhyemmät rasvahapot eivät aiheuta havaittavaa vastetta. Pitkäkestoinen, runsasrasvainen ruokavalio suurentaa CCK:n paastopitoisuutta. Toisaalta runsasrasvainen, vähän hiilihydraatteja sisältävä ruokavalio vähentää CCK:n aikaansaamaa kylläisyyden tunnetta mahdollisesti vagushermon CCK1-reseptorien vähenemisen vuoksi (Little ym. 2005). Aterian kuitupitoisuus vaikuttaa CCK:n vapautumiseen (Karhunen ym. 2008). Erilaisten kuitujen (hydrolysoitu guarkumi, ohrapastan beetaglukaani, kauraleseet, kaurahiutaleet) on havaittu suurentavan aterianjälkeistä CCK-pitoisuutta enemmän ja pidemmäksi aikaa kuin vähän kuitua sisältävä ateria. Tämä saattaa osaltaan selittää kuitupitoisen aterian täyttävyyttä. Toisaalta runsaasti liukenematonta kuitua (selluloosa) sisältänyt, vähäglykeeminen aamiainen johti Burton-Freemanin ja Keimin (2008) tutkimuksessa heikompaan CCK-vasteeseen kuin vastaava, vähän kuitua sisältänyt runsasglykeeminen aamiainen. GLP-1. Ravintoaineiden vaikutukset GLP- 1:n eritykseen vaihtelevat (taulukko 1). Hiilihydraatit stimuloivat voimakkaasti mutta eri tavoin GLP-1:n vapautumista, mikä on yhdenmukaista GLP-1:n inkretiinivaikutuksen kanssa. Glukoosi stimuloi plasman GLP-1:n vapautumista mutta tärkkelyspitoiset hiilihydraatit eivät (Elliott ym. 1993). Glukoosi vaikuttaa GLP-1:n eritykseen myös voimakkaammin kuin fruktoosi, vaikka näiden vaikutus ruokahaluun on yhdenvertainen (Kong ym. 1999). Ravinnon proteiinit stimuloivat myös GLP-1:n vapautumista jossain tapauksissa voimakkaammin kuin hiilihydraatit (Blom ym. 2006). Eri proteiinilähteiden välillä voi olla kuitenkin eroja; maidon heraproteiini voimisti Hallin ym. (2003) tutkimuksessa GLP-1:n eritystä ja kylläisyydentunnetta voimakkaammin kuin kaseiini, mutta eroa ei ole havaittu kaikissa tutkimuksissa (Calbet ja Holst 2004). GLP-1:n pitoisuus lisääntyy myös rasvan vaikutuksesta, mutta hiilihydraatteihin verrattuna hitaammin (Elliott ym. 1993). Runsaasti kertatyydyttymättömiä rasvahappoja sisältävä rasva (oliiviöljy) stimuloi GLP-1:n vapautumista voimakkaammin kuin voi (Thomsen ym. 1999). Rasvahappojen tyydyttyneisyysasteen ja GLP-1:n erityksen välistä yhteyttä ei ole kuitenkaan tullut esiin kaikissa tutkimuksissa. Myös rasvahappojen hiiliketjun pituus voi vaikuttaa, sillä 12-hiiliset rasvahapot stimuloivat GLP-1:n vapautumista, kun taas lyhyemmillä rasvahapoilla ei ole havaittu olevan vastaavaa vaikutusta (Feltrin ym. 2004). Ravintokuitujen vaikutukset GLP-1:n eritykseen vaihtelevat, oletettavasti kuidun määrän ja laadun mukaan ( Juvonen ym. 2009). Galaktoosia ja guarkumia sisältävää ateria (Adam ja Westerterp-Plantenga 2005) samoin kuin vähäkuituinen vehnäleipä tai kauran beetaglukaanilla täydennetty ruisleipä stimuloivat GLP-1-vastetta enemmän kuin jyviä ja täysjyväjauhoja sisältävä ruisleipä tai tumma pasta. Tämä liittyy mahdollisesti viimeksi mainittujen heikompiin insuliinivasteisiin ( Juntunen ym. 2002). PYY. Aterian energiamäärä ja ravintoainekoostumus vaikuttavat aterianjälkeiseen PYYpitoisuuteen (taulukko 1). Mitä suurempi on aterian energiamäärä, sitä voimakkaampi on aterianjälkeinen PYY-vaste (Degen ym. 2005). Hiilihydraattien sekä rasva- ja aminohappojen on osoitettu stimuloivan PYY:n vapautumista, joskin eriasteisesti ja erilaisella aikavälillä. Ravinnon proteiini stimuloi PYY:n eritystä. Energiamäärältään vastaavat maitoproteiinit (hera, kaseiini) stimuloivat PYY:n vapautumista samalla tavoin (Calbet ja Holst 2004). Ruokavalion täydentäminen soijan isofla- K. R. Juvonen ym.

7 vonoideilla kahdeksan viikon ajan suurensi Weickertin ym. (2006a) tutkimuksessa plasman PYY-pitoisuutta, mutta yksittäisen aterian soijaproteiinilisä ei muuttanut aterianjälkeistä PYY-vastetta. Runsasproteiininen ateria saa aikaan voimakkaamman aterianjälkeisen PYY-vasteen ja kylläisyyden kuin runsasrasvainen ja -hiilihydraattinen ateria (Batterham ym. 2006). Runsasrasvainen ateria puolestaan stimuloi PYY:n eritystä voimakkaammin kuin runsashiilihydraattinen. Lisänäyttöä PYY:n ja proteiinin välisestä yhteydestä on saatu hiirillä, joilla PYY:tä ei erity. Ne olivat resistenttejä proteiinin aikaansaamalle kylläisyydelle ja painoa alentavalle vaikutukselle ja lihoivat. PYY-pitoisuuksien korjaaminen kumosi epäedulliset vaikutukset. Rasvojen hydrolyysi sekä rasvahappojen pituus ja tyydyttyneisyysaste ovat keskeisiä PYY:n vapautumiseen vaikuttavia tekijöitä. 12-hiiliset ja sitä pidemmät rasvahapot stimuloivat PYY:n eritystä, mutta 10-hiiliset ja sitä lyhyemmät stimuloivat vähemmän (Maas ym. 1998) tai ei lainkaan (Feltrin ym. 2006). Serrano ym. (1997) totesivat PYY-pitoisuudet suuremmiksi öljyhappoa kuin linolihappoa sisältäneen aterian jälkeen. Eri kuitutyypit vaikuttavat PYY:n eritykseen eri tavoin. Weickert ym. (2006b) totesivat, että PYY:tä vapautui enemmän liukenematonta kaurakuitua kuin liukenematonta vehnäkuitua sisältäneen aterian jälkeen. Sen sijaan PYY-vaste oli samanlainen liukenematonta vehnälesettä ja osittain liukoista kauralesettä sisältäneiden vanukkaiden nauttimisen jälkeen Juvosen ym. julkaisemattoman havainnon mukaan. Lopuksi Tutkimukset osoittavat selvästi, että ruokavalion koostumus muovaa aterianjälkeistä fysiologiaa ja eri ravintoaineilla on erilainen vaikutus. Tutkimustieto on kuitenkin vielä varsin vähäistä, ja tutkimusasetelmat ovat vaihdelleet huomattavasti. Tämän vuoksi tutkimustulosten vertailu ja niihin pohjautuvien päätelmien tekeminen on ongelmallista. Myös ruoan fysikaaliset ja aistittavat ominaisuudet voivat muovata aterianjälkeisiä vasteita. Lisäksi kylläisyyden ja ruoansulatuskanavan peptidien välinen yhteys on edelleen epäselvä tai vaikeasti osoitettavissa. Lisää tietoa ruoansulatuskanavan roolista ja ravinnon vaikutuksesta tarvitaan, jotta voidaan kehittää ja suosia syömistä säätelevien mekanismien toimintaan edullisesti vaikuttavia elintarvikkeita. Tällä on merkitystä pyrittäessä vaikuttamaan lihavuuden hoitoon ja ehkäisyyn myös väestötasolla. * * * Artikkeli on tehty Nordic Innovation Centren (NICe) Weighty-, Suomen Akatemian ELVIRA-tutkimusohjelman TEPESS- (118281) ja Pohjoismaisen huippututkimusyksikkö (NCoE) SYSDIET (070014) -hankkeiden yhteydessä. KRISTIINA S. JUVONEN, TtM, tutkijakoulutettava ANNA-KAISA PURHONEN, FT, lääket. yo. LEILA J. KARHUNEN, FT, erikoistutkija KAISA S. POUTANEN, TkT, tutkimusprofessori, johtaja Kuopion yliopisto, kliinisen ravitsemustieteen yksikkö Elintarvikkeiden terveysvaikutusten tutkimuskeskus PL 1627, KUOPIO KARL-HEINZ HERZIG, professori, erikoislääkäri Oulun yliopisto, biolääketieteen laitos (fysiologia) Biocenter Oulu PL 5000, Oulun yliopisto Summary Regulation of food intake by gastrointestinal peptides Short-term regulation of food intake controls what, when and how much we eat during a single day or a meal, and is regulated by mechanical stimulation and release of peptides in the gastrointestinal (GI) tract. Both composition and structure of food affect peptide release. Many of these peptides inhibit also GI motility. Macronutrients stimulate GI peptides in different ways. Of special interest are the peptides ghrelin, cholecystokinin, glucagon-like peptide 1 and peptide YY. The amount of existing literature is, however, limited, and the results somewhat contradictory, which makes it challenging to make conclusions about the exact role of different macronutrients Sidonnaisuudet: Kirjoittajilla ei ole sidonnaisuuksia

8 KIRJALLISUUTTA Adam TC, Westerterp-Plantenga MS. Nutrient-stimulated GLP-1 release in normalweight men and women. Horm Metab Res 2005;37: Batterham RL, Heffron H, Kapoor S, ym. Critical role for peptide YY in proteinmediated satiation and body-weight regulation. Cell Metab 2006;4: Blom WA, Lluch A, Stafleu A, ym. Effect of a high-protein breakfast on the postprandial ghrelin response. Am J Clin Nutr 2006;83: Bowen J, Noakes M, Trenerry C, Clifton PM. Energy intake, ghrelin, and cholecystokinin after different carbohydrate and protein preloads in overweight men. J Clin Endocrinol Metab 2006;91: Burton-Freeman BM, Keim NL. Glycemic index, cholecystokinin, satiety and disinhibition: is there an unappreciated paradox for overweight women? Int J Obes (Lond) 2008;32: Calbet JA, Holst JJ. Gastric emptying, gastric secretion and enterogastrone response after administration of milk proteins or their peptide hydrolysates in humans. Eur J Nutr 2004;43: Cox HM. Peptide YY: A neuroendocrine neighbor of note. Peptides 2007;28: Cummings DE. Ghrelin and the shortand long-term regulation of appetite and body weight. Physiol Behav 2006;89: Cummings DE, Overduin J. Gastrointestinal regulation of food intake. J Clin Invest 2007;117: Degen L, Oesch S, Casanova M, ym. Effect of peptide YY3-36 on food intake in humans. Gastroenterology 2005;129: de Fátima Haueisen Sander Diniz M, de Azeredo Passos VM, Diniz MT. Gut-brain communication: how does it stand after bariatric surgery? Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2006;9: Elliott RM, Morgan LM, Tredger JA, Deacon S, Wright J, Marks V. Glucagon-like peptide-1 (7-36) amide and glucose-dependent insulinotropic polypeptide secretion in response to nutrient ingestion in man: acute post-prandial and 24-h secretion patterns. J Endocrinol 1993;138: Erdmann J, Töpsch R, Lippl F, Gussmann P, Schusdziarra V. Postprandial response of plasma ghrelin levels to various test meals in relation to food intake, plasma insulin, and glucose. J Clin Endocrinol Metab 2004;89: Feltrin KL, Little TJ, Meyer JH, ym. Effects of intraduodenal fatty acids on appetite, antropyloroduodenal motility, and plasma CCK and GLP-1 in humans vary with their chain length. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2004;287:R Feltrin KL, Patterson M, Ghatei MA, ym. Effect of fatty acid chain length on suppression of ghrelin and stimulation of PYY, GLP-2 and PP secretion in healthy men. Peptides 2006;27: Foster-Schubert KE, Overduin J, Prudom CE, ym. Acyl and total ghrelin are suppressed strongly by ingested proteins, weakly by lipids, and biphasically by carbohydrates. J Clin Endocrinol Metab 2008;93: Hall WL, Millward DJ, Long SJ, Morgan LM. Casein and whey exert different effects on plasma amino acid profiles, gastrointestinal hormone secretion and appetite.br J Nutr 2003;89: Holst JJ. The physiology of glucagon-like peptide 1. Physiol Rev 2007;87: Juntunen KS, Niskanen LK, Liukkonen KH, Poutanen KS, Holst JJ, Mykkanen HM. Postprandial glucose, insulin, and incretin responses to grain products in healthy subjects. Am J Clin Nutr 2002;75: Juvonen KR, Purhonen A-K, Salmenkallio-Marttila M, ym. Viscosity of oat branenriched beverages influences gastrointestinal hormonal responses in healthy humans1-3. J Nutr 2009:139: Karhunen LJ, Juvonen KR, Huotari A, Purhonen AK, Herzig KH. Effect of protein, fat, carbohydrate and fibre on gastrointestinal peptide release in humans. Regul Pept 2008;149:70 8. Kong MF, Chapman I, Goble I, ym. Effects of oral fructose and glucose on plasma GLP-1 and appetite in normal subjects. Peptides 1999;20: Lejeune MP, Westerterp KR, Adam TC, Luscombe-Marsh ND, Westerterp-Plantenga MS. Ghrelin and glucagon-like peptide 1 concentrations, 24-h satiety, and energy and substrate metabolism during a highprotein diet and measured in a respiration chamber. Am J Clin Nutr 2006;83: Little TJ, Horowitz M, Feinle-Bisset C. Role of cholecystokinin in appetite control and body weight regulation. Obes Rev 2005;6: Maas MI, Hopman WP, Katan MB, Jansen JB. Release of peptide YY and inhibition of gastric acid secretion by long-chain and medium-chain triglycerides but not by sucrose polyester in men. Eur J Clin Invest 1998;28: Serrano P, Yago MD, Manas MD, Calpena R, Mataix J, Martinez-Victoria E. Influence of type of dietary fat (olive and sunflower oil) upon gastric acid secretion and release of gastrin, somatostatin, and peptide YY in man. Dig Dis Sci 1997;42: Thomsen C, Rasmussen O, Lousen T, ym. Differential effects of saturated and monounsaturated fatty acids on postprandial lipemia and incretin responses in healthy subjects. Am J Clin Nutr 1999;69: Ukkola O. Syömisen hormonaalinen säätely. Duodecim 2003;119: Weickert MO, Reimann M, Otto B, ym. Soy isoflavones increase preprandial peptide YY (PYY), but have no effect on ghrelin and body weight in healthy postmenopausal women. J Negat Results Biomed 2006(a);5:11. Weickert MO, Spranger J, Holst JJ, ym. Wheat-fibre-induced changes of postprandial peptide YY and ghrelin responses are not associated with acute alterations of satiety. Br J Nutr 2006(b);96: