低GI膳食及膳食纤维对糖尿病及其慢性并发症的作用研究

王瑞萍 马庆东



低GI膳食及膳食纤维对糖尿病及其慢性并发症的作用研究

王瑞萍1马庆东2

低GI膳食 膳食纤维 糖尿病慢性并发症

在我国，随着糖尿病的患患者数逐年增多，糖尿病慢性高血糖状态及糖尿病

多种并发症影响着人们的身体健康，甚至威胁到生命。医学营养治疗对于防治糖尿病及其并发症有重要的作用，是糖尿病所有综合治疗的基础。2010年《中国糖尿病医学营养治疗指南》[1]提出了规范、持久的营养治疗理念，目的是纠正糖尿病患者糖、脂代谢紊乱、使胰岛β细胞负荷下降、延缓糖尿病并发症的发生发展，改善患者生存质量，降低糖尿病发病率，使糖尿病并发症的个人及社会经济负担得以减轻[2,3]。低GI膳食及膳食纤维因其突出的临床优势，在医学营养治疗中的关注越来越多。本文结合近年来国内外对医学营养治疗的一些相关研究结论，对低GI膳食及膳食纤维预防和治疗糖尿病及其并发症的研究进展作一综述。

1.低GI膳食及膳食纤维的定义

血糖指数(GI)是指食物血糖指数，指食用50g碳水化合物的食物与食用50g葡萄糖在一定时间内体内血糖曲线下面积的百分比值，主要反映了食物升高血糖的速度和能力[4]，它反映了食物在消化吸收所表现的不同血糖水平。GI是一项反应食物摄入后对血糖影响的有效指标。若把葡萄糖GI值定为100，该数值超过70为高GI食物；数值在55～70为中等GI食物；数值小于55为低GI食物。低GI食物包括燕麦、大麦、谷麦、大豆、小扁豆、抗性淀粉、苹果、酸奶、牛奶、香蕉等，也包含了选取不同食物组分，根据其物理性质加工制作而成的低GI成品膳食。

进入人类小肠中的一类碳水化合物聚合物，可不被内源性水解酶水解，它广泛存在于食物之中，也可由食物原料经物理、酶法或化学手段获得[5]，膳食纤维就是此类聚合体，根据其水溶性可分为可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。前者包括果胶、豆胶、β-葡聚糖和低聚果糖等，后者包括纤维素、半纤维素、抗性淀粉和木质素等[6]。

2.低GI膳食及膳食纤维的特性

食物的GI值影响其进入消化道后的消化、吸收率及葡萄糖的释放速度，高GI食物表现为消化快、吸收率高、葡萄糖释放快，而低GI食物正相反，可使葡萄糖进入血液后峰值减低、下降速度缓慢[7]，加之在胃肠停留时间长，尤其对餐后血糖的骤升有控制作用，改善血糖水平的波动。同时低GI膳食能降低血脂，改善胰岛素抵抗，其原因是血液游离脂肪酸水平在进食低GI膳食后被抑制，同时拮抗激素的反应，进而使外周组织对葡萄糖的摄取利用率增加[8]。

膳食纤维可在结肠内被肠道细菌分解和发酵，通过其多种亲水基团及强大的吸水性，在肠内体积增大15～25倍[9]，可明显增强食物的粘性，延缓胃排空，阻止食物与消化道内的酶接触，降低消化吸收率。由于其吸收大量的水分而膨胀，容易产生饱腹感，还可刺激肠道蠕动，减轻肠内压力，促进食物残渣的排出，对血糖，尤其是餐后血糖水平产生影响。一些胆酸、胆固醇及多种有毒成分可被膳食纤维表面的活性基团吸附[10]，可对血脂水平产生影响。

3.低GI膳食及膳食纤维对糖脂代谢的影响

血糖升高与葡萄糖吸收速度有关，糖尿病的发生发展与体内氧化应激水平有关[11,12]。在糖尿病前期，体内氧化抗氧化的平衡系统开始出现紊乱。低GI膳食能提高机体抗氧化能力，使体内氧化应激水平降低，使餐后血糖、血脂维持在稳定水平。低GI膳食可降低血糖，改善糖代谢[13]降低糖尿病发病风险。简荣汉等[14]在糖尿病患者中采用不同GI水平的膳食，观察到低GI膳食对血糖尤其是餐后血糖、果糖胺、甘油三酯、胆固醇的改善作用较高GI膳食明显，低GI膳食有着更好的血糖、血脂控制。有学者采用低GI膳食对初诊糖尿病患者进行膳食营养干预，观察到空腹血糖、餐后血糖的改善[15,16]。也有学者观察到，低GI膳食替代干预后，HbA1c明显下降[17,18]。低GI膳食因其特性，可使餐后血糖维持于平稳状态，减少血糖的波动，降低餐后胰岛素分泌，提高周围组织对胰岛素的敏感性[19,20]。低GI膳食有助于减少血糖波动性，改善血管内皮功能[21]。一项日本的研究[22]认为，高GI膳食增加糖尿病的发病风险。膳食纤维由于具有高持水性，在胃肠道遇水形成黏胶，延缓胃排空，阻隔营养素在胃肠道的吸收，引起机体血糖和胰岛素水平下降,同时可以显著改善体内多种酶的活性，降低血糖水平[23]。国内一些研究表明[24，25],进食膳食纤维后，进入小肠中的消化物与肠内消化酶结合速率下降，使得糖类物质的吸收延缓,血糖缓慢升高,避免了餐后血糖水平骤然升高。Weickert等发现[26]，膳食纤维可以显著增加葡萄糖依赖性促胰岛素多肽的活性，促进胰岛素的分泌，膳食纤维还能恢复磷酸肌醇3激酶/苏氨酸激酶(PI3K/AKt)活性[27]，同时能使血清瘦素水平正常化[28]，从而改善胰岛素敏感性，降低胰岛素抵抗。在一项关于糖尿病TCF7L2基因的研究中也发现膳食纤维可改善胰岛素抵抗[29]。有研究表明[30～33]增加膳食纤维的摄入量，不仅可以改善血糖水平,同时降低HbA1c。

糖尿病患者由于血糖增高、肥胖等因素，糖代谢紊乱继发脂代谢紊乱，大量脂肪在肌肉、肝脏、β细胞中聚积，内脏脂肪组织及皮下脂肪组织的脂解增高，引起脂代谢异常。因此患者除血糖增高外常伴有血脂异常,表现为高TG、高LDL、低HDL。TG的含量与胰岛素抵抗呈正相关。血脂异常可加快糖尿病的进程，糖尿病慢性并发症的风险增加。因此，糖尿病防治中血脂的控制同样重要。由于2型糖尿病患者的血浆纤溶酶原活化抑制因子1活性较高，给予低GI膳食后能降低该因子的水平，从而改善纤溶功能，有效控制患者脂代谢水平和体重[34]。低GI膳食能控制糖尿病患者总热量的摄入，改善能量代谢的不平衡状态，有助于BMI及内脏脂肪的改善和减重[35～37],胰岛素敏感性得到增强，胰岛素抵抗得到改善[38]，同时改善糖尿病患者CHOL，TG，LDL等的水平[39～41]，减少降糖药物的使用量。在BullóM等所做的研究中[42]，给予低GI膳食干预1年后，测定血浆瘦素、脂联素水平，发现其水平与所给膳食GI值呈负相关，这从侧面反映了低GI膳食能改善胰岛素抵抗和减重。胆汁酸的重吸收决定了胆固醇的肠循环，膳食纤维可以通过吸附肠腔内的胆汁酸，阻断胆固醇的肠循环[43]来达到降低胆固醇的作用。同时，膳食纤维还能阻碍胆固醇与肠黏膜的接触，降低胆固醇的吸收[44]。而低膳食纤维则被认为是增加人群糖尿病的风险[45]。

4.低GI膳食及膳食纤维对糖尿病并发症的防治

糖尿病慢性并发症有大血管病变，包括冠心病、高血压、脑血管意外；微血管病变，包括糖尿病视网膜病变、糖尿病肾病、神经病变等[46]。营养治疗是糖尿病患者应长期坚持的治疗原则,是糖尿病的治疗基础[47]。低GI膳食及膳食纤维可调节血脂、降低血糖，有效改善胰岛素抵抗，糖尿病肾病患者可通过低GI膳食及膳食纤维，达到延缓疾病进展的目的。糖尿病的一些慢性心、脑血管并发症也可通过营养治疗减缓其发生和发展。

Maki KC[48]认为,2型糖尿病患者，因超重、血脂异常、高血压等危险因素的存在，使得2型糖尿病发病率呈直线上升趋势，一些前瞻性、随机对照试验的证据表明，营养治疗可减少危险因素，高GI膳食可能导致糖尿病患病率增加，低GI膳食可降低糖尿病发病及减少并发症的发生。低GI膳食能控制总体血糖水平，减少血糖的波动。血糖波动的改善能降低糖尿病慢性并发症的发生率。低GI膳食能改善脂肪酸的代谢，改善血脂水平，降低TC、LDL在动脉壁上的沉积减少，从而减少动脉粥样硬化的发病风险，降低了冠心病、脑血管意外的发生风险。国外学者认为[49]，膳食血糖指数与糖尿病心血管并发症的风险相关，低GI膳食对糖尿病心血管并发症及代谢性疾病有防治作用。国外一个系统回顾和荟萃分析显示[50]，长期给予患者低GI膳食干预，对患者空腹胰岛素和促炎症标志物如C-反应蛋白有益，低GI可能是肥胖的一级预防，同时对糖尿病相关的心脑血管疾病等并发症有益。一项随机对照实验亦显示，豆类是最低的血糖指数的食物，摄入此类食物可改善HbA1c水平及减少冠心病的发生风险[51]。

一项日本福冈的调查显示[52]，膳食纤维摄入量与患者血糖、脂肪摄入、血脂、HbA1c呈负相关，膳食纤维摄入可降低白蛋白尿的发生率，增加膳食纤维摄入量，可使血糖得到更好地控制，同时更有利于糖尿病心血管疾病并发症包括慢性肾脏病的防治。另外一些荟萃及研究分析显示[53～55]，膳食纤维摄入量与糖尿病风险成反比，增加膳食纤维摄入可改善血糖水平、降低卒中风险。而降低膳食纤维摄入，则糖尿病视网膜病变及微量白蛋白尿的风险增加[56]。Burger KN等[57]研究认为，摄入一定的膳食纤维及低GI膳食，可降低糖尿病全因死亡风险，该类食物还与糖尿病相关的心血管疾病的死亡风险呈负相关。

5.小结与展望

随着营养治疗在临床的不断深入，个体化的膳食将成为医学营养治疗的新模式，其中包含了总热量的控制、平衡膳食、食物的GI值、膳食纤维等。糖尿病的治疗，饮食治疗是基础[58],除药物、运动外，个体化营养治疗将使糖尿病患者从膳食营养治疗中得到更多的获益，从而提高患者生活质量，同时节省医疗资源。 对于食物GI值的运用，可以简单地确定为，在日常膳食中哪些食物可以适当多选，哪些食物宜少选或不选，或者选用成品低GI膳食，实际运用较为方便，易于接受，容易在人群中推广。膳食纤维的添加也较为简单方便。越来越多的循证学依据表明，低GI膳食、膳食纤维在糖尿病防治中应用效果显著，能有效控制血糖在稳定的水平，调节血脂，均衡患者营养摄入状况，巩固药物疗效。有研究认为[59],膳食纤维还具有免疫调节作用，可预防和缓解心血管疾病和结肠癌。低GI膳食及膳食纤维无已知的副作用和严重不良反应，使用安全，在糖尿病患者治疗中有着越来越好的前景。

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