Glykemiaindeksi avaa hiilihydraattien olemusta

Mikä on glykemiaindeksi

Glykemiaindeksi on laadullinen mittari, joka kuvaa ruoka-aineen tai ruoan kykyä nostaa verensokeria. Se on kahden pinta-alan välinen suhdeluku, jonka määrittämisestä on tarkat ohjeet (FAO): Koehenkilöt nauttivat 50 g hiilihydraattia tutkittavana ruoka-aineena tai glukoosina satunnaistetussa järjestyksessä eri aamuina. Verensokeria seurataan 120 minuutin ajan. Verensokerikäyrien alle jäävät pinta-alat lasketaan. Glykemiaindeksi saadaan, kun lasketaan kuinka monta prosenttia tutkittavan ruoka-aineen verensokerikäyrän alle jäävä pinta-ala on glukoosin vastaavasta pinta-alasta.

Aiemmin osa tutkimuksista tehtiin käyttäen indeksin vertailuruoka-aineena glukoosin sijasta vaaleaa leipää. Vaalean leivän laatu vaihteli, eivätkä indeksiluvut aina olleet vertailukelpoisia. Vanhoista julkaisuista ja internetistä löytää vielä näitä lukuarvoja. Vanhemmista tutkimuksista on siis tärkeä tarkistaa mitä on käytetty vertailuruoka-aineena. Lukuarvot ovat leipää vertailutuotteena käyttäen noin 40 % suuremmat.

Glykemiaindeksi voidaan laskea myös aterialle ja esimerkiksi ruokapäiväkirjan perusteella koko ruokavaliolle. Kunkin ruoka-aineen tai ruokalajin glykemiaindeksi painotetaan annoksen sisältämän hiilihydraatin osuudella koko hiilihydraattimäärästä.

Glykemiaindeksin historiaa

Glykemiaindeksi oli alkuun diabeteksen hoidon tueksi luotu käsite. Ajateltiin, että tuntemalla tarkemmin hiilihydraattien laadun vaikutus verensokeriin voitaisiin paremmin hallita aterianjälkeistä verensokerin nousua.

Vielä 1970- luvun alkupuolella oli vankkana käsitys siitä, että hiilihydraattipitoisten ruokien verensokeria nostavan vaikutuksen nopeus riippuu hiilihydraattiketjun pituudesta. Leipää ja perunaa pidettiin hitaina, kun taas maitoa ja hedelmiä nopeina. Verensokerin mittauksen yleistyttyä huomattiin, ettei käytäntö pitänyt yhtä tämän teorian kanssa.

Myös tutkimukset alkoivat tuoda tietoa siitä, että hiilihydraattipitoisen ruoan kykyyn nostaa verensokeria on vaikuttamassa aivan muita tekijöitä. Eräässä tutkimuksessa verrattiin keitettyä riisiä ja keittämisen jälkeen hienonnettua riisiä. Hämmästyksekseen tutkijat totesivat, että verensokerikäyrät olivat hyvin erilaiset. Hienonnetun riisin jälkeen verensokerin nousu oli nopeampaa ja se nousi selvästi korkeammaksi.

Eri sokereiden verensokerivasteet

Eri ruoka-aineiden ja ruokien GI:n arvot ovat joissakin kohdin varsin yllättäviä. Selitystä tuovat eri sokereiden verensokerivasteet. Glukoosi on tehokkain verensokerin nostaja. Sen GI on määritelmän perusteella 100. Tärkkelys on muodostunut pelkästään glukoosista, samoin kuin nykyisin monissa teollisissa valmisteissa käytetyt tärkkelyssiirapit. Tavallinen sokeri eli sakkaroosi on muodostunut glukoosista ja fruktoosista. Fruktoosin GI on noin 20. Sakkaroosin GI on tasan puolivälissä glukoosia ja fruktoosia eli noin 65. Laktoosin GI on 46.

Sokereiden erilaisista GI-arvoista johtuen joissakin tilanteissa GI-arvo suorastaan pienenee, kun tuotteeseen lisätään sokeria. Näin käy esimerkiksi muroissa.

Muita glykemiaindeksin suuruuteen vaikuttavia tekijöitä

Eräs glykemiaindeksin ongelmista on sen suuruuteen vaikuttavien tekijöiden moninaisuus, mistä johtuen sitä ei voi päätellä ilman yllä esitetyn kaltaista työlästä tutkimusta. Esimerkiksi eri puolilla maailmaa tutkittujen erilaisten ruisleipien GI vaihtelee 40 ja 86:n välillä. Glykemiaindeksiä oleellisesti pienentävät tekijät liittyvät mahalaukun tyhjenemisen hidastumiseen, hiilihydraatin laatuun ja tärkkelyksen rakenteeseen sekä ruoan prosessointiin. Useissa tapauksissa kaikki nämä tekijät yhdessä ratkaisevat.

Ruoan hiilihydraattiketjun pilkkoutuminen alkaa jo syljen amylaasin toimesta ja jatkuu ohutsuolessa sieltä erittyvien ruoansulatusentsyymien vaikutuksesta. Entsyymit pystyvät pilkkomaan hiilihydraatin parhaiten eli nopeimmin silloin, kun ne pääsevät kosketuksiin hiilihydraatin kanssa mahdollisimman suurella pinta-alalla. Näin tapahtuu esimerkiksi kuohkean leivän ja murojen osalta, jotka sienen tavoin "imaisevat" jo syljen sisältämät amylaasit pilkkomaan tärkkelystä toisin kuin esimerkiksi spagetti tai kokonaiset jyvät. Hyytelöä muodostava kuitu hidastaa mahalaukun tyhjenemistä ja estää entsyymien pääsyä kontaktiin tärkkelyksen kanssa. Näin ruuan karkeampi tai hyytelömäisempi rakenne heikentää entsyymien toimintaa. Myös kasvisten solurakenne heikentää entsyymien pääsyä käsiksi hiilihydraattiin. Kuumentaminen ja erilaiset prosessointimenetelmät heikentävät solurakennetta ja siten nostavat GI:tä. Ruoka-aineen sisältämä proteiini, rasva tai hapot hidastavat mahalaukun tyhjenemistä.

Mutkikkain vaikutus tulee tärkkelyksen vaihtelevasta rakenteesta ja käyttäytymisestä. Entsyymit pilkkovat tärkkelystä glukoosiksi tärkkelysketjun loppupäästä. Haaroittuneessa amylopektiinissä on paljon pilkkoutumispaikkoja verrattuna suoraketjuiseen amyloosiin, jota löytyy runsaasti ns. kovassa vehnässä, josta mm. spagetti on perinteisesti valmistettu. Pääosa ruokamme tärkkelystä on kuitenkin amylopektiiniä.

Nesteen kanssa kuumennettaessa tärkkelys turpoaa eli gelatinisoituu, mikä näkyy esimerkiksi kiisselin muuttumisessa läpinäkyväksi, kun sitä kuumennetaan. Gelatinisoitunut tärkkelys pilkkoutuu helposti glukoosiksi. Tiivisrakenteisissa ruoissa, kuten spagetti ja kokonaiset jyvät, gelatinisoituminen tapahtuu heikommin. Gelatinisoituminen voi myös "purkautua" eli tärkkelys muuttuu takaisin tiivisrakenteisemmaksi, mikä näkyy kiisselin muuttumisena harmaaksi muutaman päivän jääkaapissa olon jälkeen. Tällöin entsyymit pilkkovat tärkkelystä jälleen hitaammin. Tämä näkyy mm. siinä, että keitetyn ja jäähtyneen perunan GI on pienempi kuin juuri keitetyn kuuman perunan.

Yhteenvetona voidaan sanoa, että ruoka-aineen glykemiaindeksi on sitä pienempi, mitä tiivisrakenteisempi ruoka-aine on, mitä enemmän se sisältää kuitua ja mitä vähemmän sitä on prosessoitu.

Ruoka-aineiden glykemiaindeksi

Oheiseen taulukkoon on koottu muutamia yleisiä ruoka-aineita ryhmiteltynä sen mukaan katsotaanko niiden GI:n olevan pieni eli alle 55, keskisuuri eli 55–69, vai suuri eli yli 70. Taulukon tiedot perustuvat pääosin kansainvälisiin tietoihin. Monista tyypillisesti suomalaisista ruoista ei ole julkaistua tietoa käytettävissä. Internetistä löytyy monenlaisia GI-taulukoita. Vain harvat ovat luotettavia. Luotettavimpana voi pitää Sydneyn yliopiston sivustoa www.glycemicindex.com/. Näilläkin sivuilla on otettava huomioon, että samannimisetkin ruoka-aineet voivat meillä ja siellä poiketa oleellisestikin ainesuhteiltaan ja prosessoinniltaan, joten arvoja on pidettävä aina vain suuntaa-antavina.

Länsimaisen ruokavalion glykemiaindeksi on yleensä 60:n ja 70:n välissä. Suomalaisesta aineistosta on tupakoivien miesten ruokavalion GI:ksi saatu 67. Suositusten mukaisesta sairaalaruoasta on arvioitu GI:n olevan jopa 55:n alapuolella.

Aterian verensokerivaikutus

Aterian eri komponentit tasaavat aterian verensokerivaikutusta. Ruoka-aineen sisältämän proteiinin ja rasvan vaikutus tulee huomioiduksi jo glykemiaindeksin määrittämisessä. Sen sijaan aterialla erikseen nautittavat GI:n suuruuteen vaikuttavat tekijät eivät tule esiin. Aterian GI:tä pienentää aterialla nautittu proteiini ja rasva, kuitupitoiset kasvikset sekä hapot. Näin monipuolisen aterian GI saattaa olla huomattavasti pienempi kuin eri ruoka-aineiden perusteella laskettu. Suosimalla monipuolisia aterioita, tulevat nämä verensokeria tasaavat tekijät luontevalla tavalla mukaan aterialle. On myös huomattu että jo yhdenkin pienen GI:n hiilihydraattilähteen sisällyttäminen ateriaan pienentää selvästi aterian GI:tä.

Aterian yhteydessä nautittu hapan ruoka tai salaattikastike hidastaa verensokerin nousua. On todettu että verensokerikäyrän alle jäävä pinta-ala on ollut jopa 22 % pienempi, kun ateria on sisältänyt 20 ml viinietikkaa. Vastaava vaikutus on huomattu myös muilla hapoilla sekä happamilla kasviksilla ja hedelmillä.

Glykemiaindeksi, glykemiakuorma vai hiilihydraattimäärä

Oleellisin aterian jälkeistä verensokerin nousua ennustava tekijä on hiilihydraatin määrä. Glykemiaindeksin avulla voidaan parhaimmillaankin ennustaa verensokerivasteesta vain osa. Glykemiakuorma (glycemic load, GL) yhdistää nämä molemmat tekijät ja on ehkä paras aterian tai ruokavalion verensokeria nostavan vaikutuksen kuvaaja. Ruoka-annoksen glykemiakuorma saadaan kertomalla sen sisältämä hiilihydraatin määrä ruoan GI:llä. Glykemiakuormaa käytetään nykyään usein GI:n rinnalla eri tutkimuksissa.

Miksi GI:n terveysvaikutusten tutkiminen on hankalaa?

Ruokavalion GI:n merkitystä eri sairauksien synnyssä ja hoidossa on tutkittu varsin paljon. GI on yhdistetty ylipainon kehittymisen ja hoitamiseen, tyypin 2 diabetesriskiin, tyypin 2 diabeteksen hoitotasapainoon, tyypin 1 diabeteksen hoitotasapainoon ja hypoglykemioiden esiintymiseen, raskausdiabeteksen hoitoon, sydän- ja verisuonitautien riskiin ja mm. ikääntyneiden depressioon. Useimpien osalta näyttö on kuitenkin heikkoa. Tutkimuksia hankaloittavia tekijöitä on useita. Ruokavalion GI:tä ei voida muuttaa muuttamatta samalla monien muiden komponenttien määrää ja laatua ruokavaliossa, jolloin GI:n vaikutuksen erottaminen muiden muutosten aiheuttamista vaikutuksista on vaikeaa. Tilastollisesti merkitsevän, ryhmien välisen GI:n eron aikaansaaminen vaatii hyvin tiivistä ohjausta. Nämä ongelmat saattavat johtaa asiaan perehtymättömän myös virheellisiin johtopäätöksiin.

Painonpudotus

Pienen glykemiaindeksin edullisuutta painonpudotuksessa ja painonhallinnassa on tutkittu paljonkin. Yksiselitteistä tulosta ei ole saatu, vaikka osa tutkijoista on hyvinkin vakuuttuneita asiasta. Useimpien tutkimusten heikkoutena on se, ettei ns. pienen ja suuren GI:n ruokavalioiden eroa saada riittävän suureksi, jotta tilastollisia merkitsevyyksiä syntyisi.

Kokeellisten tutkimusten perusteella näyttää kuitenkin siltä, että pienen GI:n ruokavaliolla ylipainoiset menettävät enemmän painoa ja parantavat veren rasva-arvoja kuin kontrolliruokavaliolla. Sekä BMI, rasvamassa että kokonais- ja LDL-kolesteroli pienenivät merkitsevästi pienen GI:n ruokavaliolla. Silloin kun henkilöt saavat vain ohjausta ja voivat syödä vapaasti, tulos ei ole yhtä selvä mutta suunta on sama ainakin verrattuna ruokavalioihin, jossa vähennetään rasvaa.

Painonhallinta

Painonhallinnassa eli alentuneen painon säilyttämisessä pienen GI:n ruokavaliosta näyttäisi olevan hyötyä. Larsenin ym. (2010) tutkimuksessa ohjattiin 7 % painoaan pudottaneet henkilöt eri ruokavalioille, joissa proteiinin määrä ja GI vaihtelivat. Ruokavaliolla, jossa proteiinipitoisuus oli noin 22 E % ja GI noin 55, painon nousu pysyi pienimpänä. Ruokavalion rasvapitoisuus oli 30 % eli varsin kohtuullinen. Lähtötilanteessa ruokavalion GI oli 61.

Tyypin 2 diabetekseen sairastuminen

Kaksituhattaluvun alussa oltiin varsin vakuuttuneita siitä, että pienen GI:n ruokavaliolla voidaan estää tyypin 2 diabetesta. Viimeaikaiset tutkimukset ovat tuoneet toisenlaista näkökulmaa. Tyypin 2 diabetekseen näyttävät sairastuvan vähemmän ne, jotka syövät enemmän hiilihydraattia, mutta GI:llä tai GL:llä ei ole ratkaisevaa vaikutusta. Toisaalta henkilöillä, joilla on todettu metabolinen oireyhtymä, ruokavalion GI on suorassa suhteessa vyötärönmittaan, korkeampiin triglyseridiarvoihin ja matalampaan HDL-kolesteroliin. Asiaan tarvitaan lisävalaistusta. American Diabetes Associationin suositus tältä vuodelta toteaakin, että diabeteksen ehkäisyssä on syytä kiinnittää huomio painoon ja kuitupitoisten hiilihydraatin lähteiden suosimiseen.

Raskausdiabetes

Pienen GI:n ruokavaliota ei ainakaan toistaiseksi ole perusteita suositella kaikille raskaana oleville. Sen sijaan raskausdiabeteksessa näyttää mahdolliselta vähentää insuliinihoidon tarvetta, kun siirrytään pienen GI:n ruokavalioon.

Diabetes

Pienen GI vaikutus verensokeritasoon välittyy siten, että glukoosi vapautuu verenkiertoon hitaammin aterian jälkeen ja verensokerin huippuarvo jää matalammaksi kuin suuren GI:n ruoilla. Toisaalta pienen GI:n ruokien verensokeria nostava vaikutus kestää pääosin kauemmin ja huippuarvokin saavutetaan myöhemmin kuin suuren GI:n ruoilla. Pienen GI:n ruokavalion onkin osoitettu vähentävän diabeetikoiden hypoglykemioiden määrää.

Satunnaistettujen kontrolloitujen tutkimusten perusteella ei-optimaalisessa hoitotasapainossa olevien diabeetikoiden HbA1c taso on noin 0,5 %-yksikköä pienempi pienen GI:n ruokavaliolla verrattuna kontrolliruokavalioon. Ero on tilastollisesti merkitsevä, ja sillä on merkitystä myös käytännön kannalta. Pärjätään vähemmällä lääkityksellä, mikä on myös erikseen osoitettu. Taustalla ainakin yhtenä tekijänä näyttää olevan pienen GI:n ruokavalion insuliiniherkkyyttä parantava vaikutus. Samoissa kokeellisissa tutkimuksissa on tullut esiin, että pienen GI:n ruokavaliolla on edullinen vaikutus myös diabeetikon seerumin lipideihin.

Diabeteksen hoidossa sopiva energiansaanti, hiilihydraattien tasainen jakautuminen useille aterioille ja tyypin 1 diabeteksen hoidossa lisäksi aterian hiilihydraattimäärän arvioiminen ja ateriainsuliinin sovittaminen siihen ovat hoitotasapainon kannalta tärkeimmät asiat. Tärkeää on myös ruokavalion terveellinen kokonaisuus. Ohjauksessa nämä asiat tulisi muistaa pitää glykemiaindeksiä oleellisempina seikkoina.

Sydän- ja verisuonitaudit

Sydän- ja verisuonitautien ehkäisyssä ja hoitamisessa pyritään veren LDL-kolesterolin tasoa laskemaan vähentämällä ruokavalion tyydyttyneen rasvan määrää. Silloin kun laihtuminen ei ole tavoitteena, tulee kysymykseen, millä tyydyttyneen rasvan vähenemisen myötä vähentynyt energiansaanti korvataan. Ensisijaista näyttäisi olevan korvaaminen pehmeillä rasvoilla. Jos päädytään sen sijaan lisäämään hiilihydraattien saantia, on syytä valita pienen GI:n ruoat. Suuresta kohorttiaineistosta selvitettynä sydäninfarktien määrä lisääntyi pitkäaikaisseurannassa, jos tyydyttynyttä rasvaa korvattiin suuren GI:n hiilihydraateilla. Jos sen sijaan käytettiin pienen GI:n ruokia, oli trendi vähenemisen suuntaan. (Jakobsen ym. 2010)

Ruokavalion GI:n pienentäminen käytännössä

Ruokavalion GI:n pienentäminen ei tarkoita hiilihydraattien määrän vähentämistä. Pikemminkin pyrkimällä pienempään GI:hin lisätään ruokavalion monipuolisuutta ja terveellisyyttä. Kuidun ja monien vitamiinien ja kivennäisten saanti lisääntyy samalla. Useimmiten glykemiaindeksiä käsitteenä ei ole tarpeen selvittää asiakkaille tai puhua siitä. Oikeassa suunnassa ollaan jo, kun noudatetaan esimerkiksi diabeetikoiden ruokavaliosuositusta.

Ruokavalion GI pienenee, kun aterioille valitaan viljatuotteet mahdollisimman paljon täysjyvää sisältävistä, ateriat ovat monipuolisia ja sisältävät myös maitotuotetta ja salaatin kanssa on happoa sisältävää salaatinkastiketta tai etikkaa tai ateria sisältää happamen hedelmän kuten appelsiinin. Käytetään runsaasti kasviksia ja otetaan käyttöön myös palkokasvit: pavut, linssit ja herneet.

Käytetäänkö perunaa, riisiä tai pastaa, on jo monimutkaisempi kysymys. Perunan GI on selvästi riisiä ja pastaa suurempi. Toisaalta tiedetään, että peruna pitää hyvin yllä kylläisyyttä energiasisältöönsä nähden. Tavallinen riisi- tai pasta-annos sisältää aina enemmän hiilihydraattia ja energiaa kuin vastaava peruna-annos. Erityisesti painon hallitsijan ei kannata syrjiä myöskään perunaa, kun syö sen monipuolisen aterian osana.