郑飞飞,范志红
(中国农业大学 食品科学与营养工程学院,北京100083)
糖尿病是全球范围内最常见的内分泌代谢性疾病,也已成为我国最重要的公共健康问题之一。截止2013年,全球20~79岁糖尿病患病率为8.3%,其中80%在发展中国家,并呈快速上升趋势。在我国,约有11.6%的成年人(约1.14亿人)患有糖尿病,其中确诊的占3.5%,未确诊的占8.1%;同时50.1%的人(约4.93亿人)处于糖尿病前期阶段[1]。糖尿病患者不仅花费大量治疗费用,而且其罹患慢性疾病的风险是正常人的2倍以上[2]。
大量的动物实验和流行病学研究结果表明,增加乳制品和钙的摄入有可能降低糖尿病的患病风险[3-7],乳制品中的乳清蛋白有促进胰岛素分泌和降低血糖的作用[8],而乳制品中的脂肪酸可能对降低2型糖尿病风险也有贡献[9-10]。本文综述了乳制品摄入与糖尿病风险的研究证据及可能原因。
乳制品的摄入量与糖尿病之间的关系见于很多流行病学研究。早在2000年,Mennen等人在一项横断面研究中发现,乳制品的摄入量与男性的胰岛素抵抗综合征具有负相关性,每天增加1份乳制品的摄入量,胰岛素抵抗综合征的风险降低40%[11]。
Choi等人[3]对美国 Health Professional Follow-up Study研究中的41254名健康男性进行了12年的跟踪,排除潜在的混杂因素,包括BMI、运动情况以及摄入总能量之后,乳制品摄入总量最高的五分位与最低的五分位志愿者相比,其患II型糖尿病的风险显著下降(RR:0.77,CI:0.62~0.95,P=0.003)。
在女性研究中也有类似的证据。在Women’s Health Study这项大型队列研究中,对37183名健康女性进行10年随访后发现,在消除潜在混杂因素,包括BMI、吸烟状况、运动量、糖尿病家族史、饮酒量、高血压、激素类药物的使用情况以及高胆固醇水平之后,乳制品摄入总量最高的五分位受访者糖尿病风险显著降低,并且每增加1份(约237 mL牛奶或酸奶,或42.6 g发酵乳酪)乳制品,患糖尿病的风险就会降低4%。进一步的分析发现,这种负相关性主要归功于低脂乳制品。在消除钙、镁、脂肪、膳食纤维、VD的摄入量差异以及血糖负荷因素的影响之后,乳制品摄入和糖尿病风险之间的负相关性仍不会改变[12]。
一项日本研究对59796名无糖尿病史以及其他严重疾病的中老年男性和女性进行了5年的随访调查[13],发现乳制品摄入量与女性患糖尿病的风险呈显著负相关,并且在调整年龄和地域差异之后,与乳制品低摄入量者相比,乳制品高摄入量者患糖尿病的比值比为0.65(CI:0.49~0.88;P=0.007)。 每日摄入300 g以上乳制品的女性志愿者,其患糖尿病的相对风险降低29%。虽然在男性中这种相关性未达显著水平,但是分析发现钙和维生素D摄入量均高的膳食可显著降低糖尿病风险,而膳食中钙的主要来源是乳制品。
我国以脂肪酸作为代谢标记物的最新流行病学研究证明,乳制品摄入量与血糖水平、腰围、BMI、舒张压、收缩压等指标均呈显著负相关,每日摄入1份以上乳制品者的糖尿病相对风险降低35%[14]。红细胞膜中的乳制品中的天然反式脂肪酸(trans C18∶1)与膳食乳制品摄入呈高度相关性,红细胞膜中的天然反式脂肪酸含量与糖尿病风险亦有显著负相关性,而在消除乳制品摄入差异时,这种相关性便消失了。
有关乳制品和2型糖尿病关系的最新荟萃分析[15]表明,乳制品摄入总量较高,或低脂乳制品摄入量达到200 g/d等因素均可显著降低糖尿病患病风险。研究还发现,这两个因素与糖尿病患病风险之间呈现非线性关系,并且乳制品摄入量在200 g/d以内时负相关性最为显著;进一步增加总的乳制品摄入量后,糖尿病风险有所降低但幅度较小;超过400 g/d的低脂乳制品不会进一步降低风险。
对丹麦的5953名、年龄在30~60岁之间的男性和女性进行的前瞻性研究中,在基线调查时把乳制品的摄入分为几类:低脂乳制品、全脂乳制品、牛奶与牛奶制品、奶酪与发酵乳制品,在5年的随访调查中,测定志愿者的空腹血糖、餐后2 h血糖、糖化血红蛋白、胰岛素抵抗等指标。在排除混杂因素之后发现,增加奶酪的摄入量可以降低餐后2 h血糖水平,而增加发酵乳制品的摄入量可以同时降低空腹血糖、糖化血红蛋白的水平[16]。
一项涉及欧洲8个国家的大型研究对340和234名志愿者进行大约12年的跟踪调查发现,在消除年龄、性别、BMI、教育水平、糖尿病风险因子以及其他饮食因素的影响之后发现,总的乳制品摄入与糖尿病风险直接未达显著相关水平,但即使在摄入更多的总能量、碳水化合物、蛋白质以及饱和脂肪的情况下,高乳钙摄入人群仍表现出低BMI、高代谢、高血脂和高血压的低发生率的趋势。该研究还发现,发酵乳的摄入与低糖尿病风险有显著负相关;奶酪与糖尿病风险也呈负相关性,且在进一步消除混杂因素之后,负相关性增强[17]。
在Gao等人的所做的研究荟萃分析中发现,低脂乳制品摄入与II型糖尿病风险呈非线性负相关性,而全脂乳制品与糖尿病风险无相关性;每天增加200 g低脂牛奶可以降低糖尿病风险,30 g/d的奶酪摄入量和50 g/d的酸奶摄入量也有显著降低糖尿病的风险的效果[15]。鉴于有研究表明乳酸、醋酸等有机酸均有延缓餐后血糖上升的效应[18-19],该研究提示,发酵处理的乳制品可能对糖尿病预防有更好的作用。
乳制品是钙的重要来源,钙在提高胰岛B细胞功能和胰岛素敏感性方面有重要的作用[20]。但有研究发现[17],在消除钙摄入量影响之后,乳制品与糖尿病风险之间的相关性仍然存在,说明乳制品中钙以外的成分对这种相关性也有所贡献,如研究表明乳清蛋白具有促进胰岛素释放和降低血糖的作用[21]。
在动物研究中,较高的乳清蛋白摄入量提高了实验大鼠的胰岛素敏感性[22]。Petersen等[23]在健康人群中发现,摄入50 g碳水化合物和20 g牛奶蛋白质混合餐后,餐后血糖下降了37.5%,Mortensen[24]、Frid[25]、Wolever[26]等也证实乳清蛋白可降低糖尿病人群的血糖反应。
乳清蛋白对血糖控制的有利作用可能来自几个方面。一方面,乳清蛋白分解后产生的一些活性多肽具有血管紧张素转换酶(ACE)抑制活性,而有研究证实这类物质可以轻度降低人和动物的体重[22]。另一方面,有报道在健康人群中乳清蛋白可促进GLP-1的产生[27],而GLP-1是一种促胰岛素激素。也有研究表明,乳清蛋白可刺激肠道产生肠促胰岛素,而肠促胰岛素可以降低空腹和餐后血糖,并提高胰岛素敏感性[28-29]。
胰岛素增加会抑制激素敏感脂肪酶的活性,阻止脂肪分解为脂肪酸,促进脂蛋白脂肪酶和脂肪酸的合成,但是研究表明摄入乳清蛋白后,胰岛素的上升不会增加脂肪量[30],可能是因为乳清蛋白中富含亮氨酸,而亮氨酸对提高代谢率和增加肌肉合成有所帮助。
钙对糖尿病预防和控制的有益作用可能主要与体成分调节有关。许多动物实验和流行病学调查发现,钙对控制体重和体脂肪亦非常有益[7]。钙通过抑制1,25-二羟维生素D的水平,促进脂肪的消耗,提高代谢效率,从而可以改善糖尿病患者的代谢[31]。
与其他来源的钙相比,乳制品中的钙更能促进肥胖糖尿病患者的减重,即使在高乳钙膳食组摄入的能量、饱和脂肪较多,不饱和脂肪和和维生素E较少的情况下,对促进糖尿病减重仍有明显的优势[32]。在限制能量的膳食方案中,低钙膳食阻碍脂肪分解,而高钙膳食阻止脂肪的积累和体重的增加,并使受试者体重和脂肪含量显著减少[29]。
另一方面,研究表明钙能调节胰岛β细胞内外钙池中钙离子的平衡,保证胰岛素的正常释放[33]。流行病学调查发现,钙摄入与胰岛素敏感性呈正相关性[34],维生素D也与胰岛素的平衡相关[35],1,25-二羟维生素D3是循环维生素D的活性形式,它可以使维生素D感受器作用于胰岛B细胞并促进胰岛素的合成,并提高胰岛素敏感性[36]。
日本一项队列研究[13]发现,钙摄入与糖尿病风险的负相关性只在女性中有显著性。进一步分析发现,这种显著的负相关性只存在于高膳食维生素D的亚组。分析表明膳食维生素D不是影响糖尿病风险的独立因素,推测钙与维生素D一同作为糖尿病的保护因素,这与美国的相关流行病学研究[12]结果一致。在另一项研究中发现,与≤600 mg/d钙和≤400 IU/d维生素D的组合相比,>1 200 mg/d钙和>800 IU维生素D的组合可以降低33%的糖尿病风险[37]。
共轭亚油酸 (CLA)是仅存于反刍动物奶及肉中的一种脂肪酸。用含CLA饲料喂养胰岛素抵抗模型大鼠,能明显改善大鼠的高胰岛素血症和高糖血症,可能与增加骨骼肌的葡萄糖转运蛋白活力以及减弱脂肪细胞炎症反应状况有关[22]。已证明共轭亚油酸具有减少体脂肪比例和增加肌肉比例的作用,产生这种生物效应的主要是反-9-顺11-CLA[38]。
乳脂肪中的饱和脂肪酸比例较高,在西方膳食中,乳脂约贡献了总膳食饱和脂肪酸的15%[39]。虽然有动物实验和观察性研究提示饱和脂肪酸与胰岛素敏感性具有负相关性[40],但在前瞻性队列研究中并未发现饱和脂肪酸与II型糖尿病有相关性。有汇总分析推测,饱和脂肪酸的不利影响可能与发表偏倚有关[15]。因为即使是低脂乳酪,它的饱和脂肪酸的含量也远大于全脂牛奶,但是乳酪与II型糖尿病风险具有显著的负相关性。
根据目前的研究证据,乳制品摄入有利于预防糖尿病和肥胖已经得到确认,但过多摄入乳制品也与较高的前列腺癌风险相关[41]。与欧美国家的乳制品摄入量相比,我国居民摄入乳制品的种类和数量较少,常食的乳制品主要是酸奶和牛奶,日常烹调中几乎不使用乳制品。近年以来我国城市居民奶类消费虽有所增加,但2010年每人每天平均只有27 g[42],与可能增加前列腺癌风险的数量相差甚远。
我国营养学会推荐值为成年人每日800~1 000 mg,但我国居民的钙摄入量远达不到推荐量,据2002年中国居民营养与健康调查[43],居民膳食中平均每人每天钙摄入量为389 mg,城市439 mg,农村370 mg,不足所需量的一半。鉴于我国居民肥胖和糖尿病的流行状况日益严重,在不增加膳食总能量的前提下摄入乳制品200~300 g/d,不仅有利于提高膳食钙的供应量,而且有利于降低糖尿病风险,有益国民的健康。
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