Glykeeminen indeksi

Glykeeminen indeksi eli glykemiaindeksi (GI), kuvaa ruoka-aineen imeytyvien hiilihydraattien aiheuttamaa keskimääräistä muutosta koehenkilöiden verensokerissa verrattuna referenssiruoka-aineeseen, kuten glukoosiliuos tai valkoinen leipä. 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. 
Veren sokeripitoisuuden nousussa esiintyy huomattavan paljon yksilöllistä ja päivittäistä vaihtelua, mutta nousun suhteuttaminen referenssiruoka-aineeseen vähentää tämän vaihtelun tuottamia eroja. 
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. 
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. Verensokerin jyrkkä lasku johtuu erään lähteen mukaan siitä, että korkeaglykeemiset ruoat saavat haiman erittämään liikaa insuliinia. 
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. Nestemäiset maitotuotteet kuten maito, piimä ja viili nostavat sitä kuitenkin paljon, vaikka niillä onkin hyvin matala glykemiaindeksi.
Ruoka-aineiden glykeemisiä indeksejä.
Viljasta valmistetuilla elintarvikkeilla on tyypillisesti suurin glykeeminen indeksi, sokerilla keskisuuri, hedelmillä ja vihanneksilla selvästi pienempi, maitotuotteilla ja fruktoosilla pieni. Kypsennetyillä vihanneksilla on suurempi glykemiaindeksi kuin raaoilla. 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. Yli 69:n arvoista glykeemistä ideksiä pidetään korkeana, joten kaurapuuro, jälkiuunileipä ja täysjyväpatonki sekä monet riisilajikkeet ovat korkean glykeemisen indeksin ruoka-aineita. 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.
Sokerin lisääminen hiilihydraattipitoiseen elintarvikkeeseen pienentää usein sen glykeemistä indeksiä. Tämä johtuu siitä, että sokerilla on pienempi glykemiaindeksi kuin esimerkiksi yleisimmin käytetyillä viljoilla. 
Matalan glykeemisen indeksin maksimirajana pidetään arvoa 55. Useimmat pavut luokitellaan matalan glykeemisen indeksin ruoiksi. Myös suklaa nostaa vain vähän verensokeria. 
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.
Glykemiaindeksin käyttö.
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. 
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. 
Hiilihydraattien määrän on havaittu vaikuttavan ruoan glykemiaindeksiä enemmän verensokerin vaihteluihin. 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. 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. Koe-henkilöiden verensokeria seurataan 15 minuutin välein ja sitä verrataan ennen ruokailua vallinneeseen paastoverensokeritasoon. Imeytyneiden hiilihydraattien määrä arvioidaan integroimalla ajan suhteen mitattu verensokerin muutos.
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.
Glykemiaindeksiin vaikuttavat tekijät.
Nesteen mukana nautittu hiilihydraatti nostaa verensokeria nopeammin kuin kiinteä ravinto. Tämän vuoksi esimerkiksi hedelmäsmoothien glykemiaindeksi on suurempi kuin kokonaisena nautitulla hedelmällä. Hiilihydraattien imeytymisnopeuteen vaikuttavat lisäksi ruoan rakenne ja koostumus kuten sen sen sisältämät muut ravintoaineet tai entsyymien toimintaan vaikuttavat aineet. Rasvat ja proteiini sekä liukoiset ravintokuidut hidastavat ruoan siirtymistä mahalaukusta ohutsuoleen ja ruoan liikettä ohutsuolessa. Ruoan kypsennys, jauhaminen ja hienonnus taas yleensä nopeuttavat 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. 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..
Myös ruoassa olevat hapot, kuten nostatetun hapanleivän maitohappo, hidastavat entsyymeitä. Myös tärkkelyksen kemiallinen rakenne vaikuttaa sen hajoamiseen ja imeytymiseen: ohran ja kasvisten tärkkelys hajoaa hitaammin kuin vehnän tai perunoiden tärkkelys. 
Vuonna 2005 julkaistun tutkimuksen mukaan kypsennetyn perunan glykeeminen indeksi laskee 28 prosenttia, jos perunan annetaan jäähtyä kylmäksi. Toisen tutkimuksen mukaan lasku olisi jopa 40 prosenttia. Suuret erot tuloksissa johtuvat siitä, että perunan glykeeminen indeksi on lajikekohtaista. Jäähdytetyn perunan uudelleenlämmittäminen laskee vielä entisestään sen glykeemistä indeksiä, mutta laskun suuruus riippuu siitä, mikä lajike on kyseessä.. 
Valkoisen leivän glykeeminen indeksi on hiukan pienempi pakastamisen jälkeen, eikä se aiheuta myöskään yhtä jyrkkää verensokerin laskua. Paahtaminen laskee valkoisen leivän glykeemista indeksiä kokonaiset 28 prosenttia. 
Jotkin ruoka-aineet voivat myös vaikuttaa veren sokerin hyödyntämistä ohjaavan hormonin insuliinin eritykseen tai sen vaikutukseen. Esimerkiksi maidon proteiinit kiihdyttävät insuliinituotantoa, ja siten maitoa tai maitoheraa sisältävien tuotteiden glykemiaindeksi on alempi kuin pelkän laktoosin glykemiaindeksin perusteella voisi olettaa. 
Ruoan glykemiaindeksiin vaikuttavat nopeus jolla hiilihydraatit imeytyvät ruuansulatuksessa, nopeus jolla imeytyneet hiilihydraatit muunnetaan glukoosiksi, ja nopeus jolla elimistön solut hyödyntävät veren glukoosia. Imeytyneiden sokereiden kemiallinen rakenne vaikuttaa puolestaan siihen, miten elimistö pystyy hyödyntämään niitä. Elimistö voi hyödyntää suoraan vain glukoosia ja maksan täytyy muuttaa muut imeytyneet sokerit kuten hedelmäsokeri eli fruktoosi glukoosiksi. Tästä syystä esimerkiksi glukoosista ja fruktoosista koostuvan tavallisen ruokosokerin (sakkaroosi) glykemiaindeksi on suhteellisen pieni.
Terveysvaikutukset.
Glykeeminen indeksi korreloi suun bakteerikannan kasvun kanssa siten, että suuren glykeemisen indeksin ruokien nauttiminen lisää eniten kariesta aiheuttavaa plakkia. 
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 glykeemisen kokonaiskuorman. Samalla väestöryhmällä esiintyy myös lähes kolme kertaa enemmän paksusuolen syopää.
Ravinnon alhaisen glykemiaindeksin on havaittu parantavan kakkos- sekä ykköstyypin diabeetikoiden hoitotasapainoa. Vuonna 2010 julkaistussa hollantilaisessa väestötutkimuksessa havaittiin, 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. 
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.
Historiaa.
Pohjoismaiden ministerineuvoston mukaan vuonna 2005 tutkittiin, pitäisikö ravintosuosituksia muuttaa glykemiaindeksin ja glykemiakuorman perusteella.