【第七营养】膳食纤维与糖尿病的研究进展

膳食纤维

膳食纤维与糖尿病的研究进展


摘要:膳食纤维是人类“第七人营养素”,与人类健康关系密切。近年来研究证实,膳食纤维的摄入与糖尿病的发病率和病死率呈负相关,且能控制糖尿病患者的空腹血糖、餐后血糖、糖化血红蛋自及脂类代谢紊乱。该文对膳食纤维的定义和分类、降血糖的作用及机制、膳食纤维的选择和适宜摄入量进行总结,为临床工作者提供参考,指导糖尿病患者合理饮食。

世界糖尿病患者的总人数预计到2030年将达到4.39亿。中华医学会糖尿病学会估计,我国现有糖尿病患者9240万例。饮食治疗是糖尿病的基础治疗,美国糖尿病学会于1987年就正式推荐高膳食纤维饮食,但是近年来我国居民的膳食纤维摄入量呈下降趋势。研究显示,膳食纤维摄入量是2型糖尿病发病的重要预测因子,增加膳食纤维和镁的摄入能有效降低糖尿病的患病风险还有研究证实,增加膳食纤维摄入可降低糖尿病患者的病死率,且摄入量与糖尿病患者的全因病死率以及心血管疾病导致的病死率呈负相关。

本综述拟对膳食纤维的定义和分类、降血糖的作用及机制、膳食纤维的选择和适宜摄入量进行总结,为临床工作者提供参考,指导糖尿病患者合理饮食。

1、膳食纤维的定义和分类

1.1、膳食纤维的定义

膳食纤维是存在于食物中的各类纤维的统称。人体虽然不能消化吸收膳食纤维,但因其特殊的生理作用,营养学上仍将它作为重要的营养素。2008年12月,第30届国际食品法典特殊膳食营养与食品委员年会在南非召开,会上将膳食纤维定义为:能抗人体小肠消化吸收的多种单体成分形成的糖类聚合物,主要包括可食用食物中的糖类聚合物;在天然食物中,通过物理、化学和酶学的方法得到的,基于科学证据对健康有益的糖类聚合物;人工合成的基于科学证据证实对健康有益的糖类聚合物。

1.2、膳食纤维的分类及与糖尿病的相关性

根据溶解性的不同,膳食纤维可分为可溶性膳食纤维及非可溶性膳食纤维。前者主要是细胞壁内的储存物质和分泌物,包括部分半纤维素、果胶、树胶、葡聚糖、瓜儿豆胶、竣甲基纤维素等,主要从豆类、燕麦和燕麦鼓皮、菌藻类等食物中获得;后者主要是细胞壁的组成部分,包括纤维素、木质素、抗性淀粉和壳聚糖等,主要从谷物中获得。从生理活性上看,可溶性膳食纤维能够延缓消化,有助于糖尿病患者改善胰岛素敏感性,促进胆固醇排泄,其降血糖效果优于非可溶性膳食纤维。虽然可溶性膳食纤维可降低糖尿病相关的生物学指标,但是在大样本人群研究中,可溶性膳食纤维与2型糖尿病的患病风险并无相关性,一项由99826例女性参加的群体前瞻性研究发现,总膳食纤维的摄入量、非可溶性膳食纤维的摄入量与糖尿病的患病风险呈负相关。

2、膳食纤维的降血糖作用及机制

2.1、膳食纤维的降血糖作用

目前临床上反映血糖水平的指标有空腹血糖、餐后血糖及糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin ,HbA1c)。前二者反映瞬时血糖变化水平,HbA1c,则能反映前120 d的平均血糖水平,因此HbA1c是评价糖尿病患者长期血糖水平控制的金标准,也是世界卫生组织推荐的糖尿病诊断标准。己有大量研究表明,膳食纤维可有效控制空腹血糖、餐后血糖、HbA1c及脂类代谢紊乱。李宁等研究复合膳食纤维对健康受试者碳水化合物代谢的影响,发现高膳食纤维组的血糖峰值、达峰时间及餐后1h曲线下面积均显著低于无膳食纤维组,两组间血糖总曲线下面积无显著差异,说明膳食纤维只是延迟糖的吸收,使餐后血糖峰值后移且更加平缓,但不影响糖的总吸收。俞文研究证实,饮食治疗中加入适量的膳食纤维后,使2型糖尿病患者的空腹血糖、餐后2h血糖、三酞甘油、胆固醇显著下降,但其营养指标不受影响。金燕红研究认为在糖尿病饮食的基础上增加膳食纤维的摄入量,可降低糖尿病患者血糖、血脂,特别是在降低餐后2h血糖和三酞甘油上有显著作用。Post等通过Meta分析显示,膳食纤维组较安慰剂组能使空腹血糖平均下降0.85 mmol/L,膳食纤维作为一种干预方式,对HhA1c控制优于安慰剂组,能使HhA1c平均下降0.26% ,2型糖尿病患者增加膳食纤维的摄入,对于控制空腹血糖及HhA1c有重要意义。Jiang等通过对上海市浦东新区934例2型糖尿病患者进行横断面研究发现,膳食纤维在控制HhA1c水平中起着重要作用,且HhA1c水平与膳食纤维的摄入量始终相关,而与病程的长短无关,表明膳食干预可能一直影响着糖尿病进展,增加膳食纤维摄入可作为中国糖尿病患者控制血糖的有效途径。

另外,膳食纤维的含量也可反映食物血糖生成指数(glycemic index ,GI)的高低,这一概念在糖尿病控制中越来越受到关注。GI代表碳水化合物食物升高血糖的能力,一般而言,食物中膳食纤维含量越高,GI就越低。欧洲糖尿病营养研究专家组以及世界卫生组织均推荐低GI食物。对糖尿病患者饮食的GI临床试验的Meta分析显示,与高GI饮食相比,低GI饮食可使HbA1c下降0. 4%,对于新诊断的糖尿病患者,与传统营养教育相比,以低GI为主要内容的营养教育有助于减少脂肪摄入量,其血糖水平控制更佳。阴文娅等的研究结果提示糖尿病患者可通过提高蔬菜摄入量来增加膳食纤维摄入量、降低膳食的GI从而降低膳食的生糖效应。陈道雄等采用低GI高膳食纤维膳食治疗初诊的2型糖尿病患者,同时以高GI低膳食纤维膳食+阿卡波糖作为对照组,结果表明食用低GI高膳食纤维膳食及规律运动能显著降低空腹及餐后血糖水平,疗效不低于甚至优于高DI低膳食纤维膳食+阿卡波糖组。

2.2、膳食纤维的降血糖机制

糖尿病的发病原因及作用机制比较复杂,膳食纤维对糖尿病的作用机制尚不明确。目前的研究显示,膳食纤维降血糖的机制可能与以下几个方面有关。

2.2.1、阻碍葡萄糖及脂类的吸收

膳食纤维进入机体后吸水膨胀,增加胃内容物的豁度,延缓胃排空,使之不能集中进入小肠,从而避免血糖骤升。经胃消化的食糜在超微膨胀的可溶性纤维的包裹下形成凝胶状物质,在外周形成保护层,限制营养物质向肠道翻膜表面弥散,从而阻碍葡萄糖、三酞甘油及胆固醇在肠道吸收,Weng等进一步指出可溶性膳食纤维通过在胃肠道形成凝胶样物质延缓葡萄糖的吸收,不溶性膳食纤维通过缩短小肠转运影响葡萄糖的吸收。

2.2.2、增加胰岛素的敏感性

膳食纤维可提高外周组织对胰岛素的敏感性,改善胰岛素抵抗,降低血糖水平。Liese等对一项由979例正常人及葡萄糖耐量降低者参与的胰岛素抵抗及动脉硬化的研究进行分析,结果显示膳食纤维与胰岛素敏感性和反映胰岛素抵抗代偿能力的处置指数呈正相关,膳食纤维不仅有益于增加胰岛素敏感性、控制肥胖,同时也有益于胰腺功能。Weickert等对具有患糖尿病风险的111例超重人群进行随机对照研究,结果显示经过6周的高谷物纤维饮食,胰岛素的敏感性较高蛋白饮食组增加了25 %。最新的研究认为,膳食纤维是唯一与胰岛素敏感性有关的因素,但可溶性膳食纤维与2型糖尿病的患病风险无关,而不溶性膳食纤维能提高胰岛素敏感性。

2.2.3、产生饱腹感

研究发现,当食物通过小肠时,一种微小的蛋白质片段PYY3-36 (peptide YY3-36)被释放到血液中,这是一种抑制食欲的胃肠道激素,与下丘脑的受体结合从而产生饱腹感。因此,任何能够加快食物通过肠道的物质都能产生饱腹信号。不溶性膳食纤维能加快消化管内食物的转运速度,从而快速产生PYY3-36,释放饱腹信号。饱腹感可降低机体对食物的需求,有利于糖尿病和肥胖病患者控制饮食。

2.2.4、降低肠道消化酶活性

膳食纤维也可通过改变肠道内消化酶活性,而缓慢释放葡萄糖。国外学者很早就己证实,某些膳食纤维可干扰胰酶分泌的反馈调节,通过降低人类小肠内胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶活性调节代谢【27】,还有研究表明膳食纤维可抑制α淀粉酶作用于淀粉,延长酶作用于淀粉时间,降低葡萄糖的释放速度回。

2.2.5、激活糖原合成过程

糖原合成过程中,合成酶磷酸化激活糖原合成酶,导致糖原生成,但是糖尿病患者中缺乏这一活化作用。膳食纤维可增加糖原的合成,使肝糖原含量上升。Body等研究黑豆纤维在糖类代谢中的作用,发现黑豆纤维具有显著的降血糖作用,它能显著增加肝糖原的水平,提高糖原磷酸化酶、己糖激酶、1-6-二磷酸果糖、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶等多种酶活性,同时降低葡萄糖磷酸变位酶、葡萄糖-6-磷酸酶的活性。

2.2.6、促进胰岛功能修复

汪海波等研究燕麦葡聚糖对四氧嘧啶糖尿病大鼠胰岛功能的影响,认为燕麦β葡聚糖对大鼠受损胰岛细胞有一定的修复作用,实验显示糖尿病大鼠摄入燕麦葡聚糖后胰岛素分泌量略有下降,但摄入一段时间后,胰岛素分泌量有明显提高,推测其可能通过减少胰岛负荷而给予胰岛细胞充分自我修复的时间。蔡琳等认为膳食纤维降血糖的作用机制可能是促进小鼠受损胰岛细胞DNA和RNA的合成,从而形成新的细胞,提高胰岛素水平,使血糖水平降低。

3、膳食纤维的选择和适宜摄入量

对于一般人群,膳食纤维的供给方式以进食天然食物为佳。膳食中增加膳食纤维的途径有多种,如多吃全谷类及豆类食物;水果蔬菜连皮连子吃,多吃整果,少喝果汁,多食用高纤维配菜,如冬菇、木耳、紫菜、海带等。对于糖尿病患者,在兼顾营养均衡和控制1日总能量的基础上,建议选择低GI未经精加工的天然食物。国外推荐的这类食物包括豆类、大麦、通心粉、蒸谷麦、黑麦粗面包、燕麦及含直链淀粉较高的稻米等,国内建议采用筱麦面、荞麦面、燕麦片、玉米面和大豆粉的混合面及豆类等。

膳食纤维虽然对人体有益,但摄入过多也会影响人体健康。特别是对于生长发育期的青少年,过量的膳食纤维会影响糖类、蛋白质、微量元素和矿物质的摄入,造成营养不良。此外,膳食纤维摄入过量还可产生腹胀等胃肠不适并影响人体吸收利用脂溶性维生素及其他营养物质。因此,确定膳食纤维的适宜摄入量十分重要,目前各国对正常人群膳食纤维摄入量的规定有所不同。英国营养学家建议25~30g/d,德国营养学会建议至少30g/d,非可溶性膳食纤维与可溶性膳食纤维之比为2:1,美国食品药品管理局建议20-35g/d,非可溶性膳食纤维占70%~75 %,可溶性膳食纤维占25%~30% 。美国糖尿病学会及美国农业部推荐膳食纤维摄入量至少应在25~30g/d,中国营养学会推荐的中国居民膳食纤维摄入量为:低能量饮食7531. 2kJ为25g/d,中等能量饮食10041. 6kJ为30g/d,高能量饮食11715. 2kJ为35g/d。针对糖尿病患者,国内文献指出的摄入量为40~45g/d,美国营养学会则推荐2型糖尿病患者应摄入30~50g/d。

膳食习惯

4、小结

膳食习惯与糖尿病密切相关,膳食营养对防治糖尿病也有重要意义。饮食治疗或药物控制血糖仍是目前治疗糖尿病的主要方法。药物控制糖尿病虽然疗效显著,但存在胃肠道、肝肾及心脏毒性等多种不良反应。通过饮食治疗,患者不但可以避免过度用药,减轻经济负担,更重要的是对机体产生的不良反应很少。膳食纤维降血糖的功效己经得到广泛证实,但是其降血糖的详细机制以及糖尿病患者应当摄入的标准量尚需要进一步探讨。我国目前对膳食纤维的研究尚处于起步阶段,很多膳食资源还未得到充分利用,更深层面的研究开发糖尿病纤维食品将真正体现出糖尿病饮食治疗的医学价值,对推动糖尿病饮食治疗的发展意义重大。


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