桑跃,刘治麟,周晓娟,李晓霞,隋静瑶,葛绍阳
(1.北京农学院食品科学与工程学院,北京 102206;2.食品质量与安全北京实验室,北京 100083;3河北省畜产食品工程技术研究中心,三河 065200)
糖尿病(diabetes mellitus,DM)是一种由多种遗传因素和环境因素共同作用引起的以高血糖为主要特征的代谢性疾病[1]。伴随着生活方式的变化,现代人承受的压力越来越大,运动量相对减少,使得糖尿病的全球发病率日趋升高且趋于低龄化[2]。2013年,全球糖尿病患者已达3.82亿[3]。此外,不仅糖尿病发病率不断上升,而且糖尿病的并发症也在不断攀升,糖尿病成为排名第三大的健康杀手[4]。但是,目前对于糖尿病的治疗或控制方式主要是以服用或注射药物为主,对患者身体的副作用及生活质量都存在影响。因此,通过食物调节糖尿病是国际研究热点。
益生菌一词由Elie Metchnikoff首次提出,2003年联合国粮食与农业组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)将益生菌定义为“当摄入一定数量时可对宿主健康发挥有益作用的活性微生物”[5]。近些年随着科学研究的深入,一些益生菌的新功能被更深层次地挖掘出来。动物实验和临床实验发现,益生菌对肥胖、胰岛素抵抗和糖尿病等代谢类疾病具有良好调节作用。
糖尿病患者中很大一部分具有胰岛素抵抗的症状,血液中虽然不缺乏胰岛素,但是对于胰岛素的敏感性下降,造成血糖升高。目前益生菌对于糖尿病防治的分子机制尚未完全清楚,主要可以通过对胰岛素抵抗的缓解及胰岛细胞保护功能的影响来解释。Yadav等研究发现,服用由干酪乳杆菌发酵的达喜酸乳可以明显改善高果糖膳食诱导的胰岛素来抵抗大鼠的糖耐受性,并延缓胰岛素抵抗症状的发生[6]。Andersson等发现,摄入Lactobacillus plantarumDSM 15313可以显著降低高脂饮食诱导的肥胖和胰岛素抵抗模型小鼠的血糖水平和胰岛素分泌量,改善胰岛素抵抗症状[7]。Kim等研究发现,Bifidobacterium lactisHY8101可以降低KK-AYⅡ型糖尿病小鼠的空腹血糖水平并显著改善胰岛素耐受性[8]。随着研究的不断深入,人们逐渐开始探讨其作用机理。其调节血糖的作用机理主要集中在益生菌调节肠道菌群平衡、保护肠黏膜屏障与缓解肠道免疫反应能力几个方面。
糖尿病中另一部分病人的主要症状是胰岛细胞分泌缺陷,多是由于胰岛β细胞功能受损造成的。胰岛β细胞功能受损是多种应激反应综合作用的结果,目前尚不清楚哪种应激反应最先出现,且存在因人而异现象。若忽视了糖尿病发病时最早出现的应激反应,由此引发的前馈回路很难停止。考虑到可能的分子交互作用和通路间的交汇作用,通过阻断多种应激原通路来研究单一应激反应可以得到更好的效果。最近的研究提出了一种新思路,胰岛β细胞在应对各种应激反应时会产生机体的自然防御,运用机体自然防御机制的新疗法可能会保护或扭转Ⅱ型糖尿病时胰岛β细胞受损的情况。不少研究指出益生菌具有改善胰岛功能的作用,通过动物实验发现,乳双歧杆菌JT-6能够明显改善Ⅱ型糖尿病大鼠体重减轻、糖耐量受损、胰岛素分泌量不足等病症,并可通过巨噬细胞对链脲佐菌素诱导的胰岛结构和功能的损伤发挥有益作用。关于益生菌对胰岛功能的作用研究主要集中在益生菌改善内质网应激、氧化应激和炎症反应这三个方面。
我国是世界上双峰驼的主要分布区域之一,目前全国约有骆驼33多万峰,主要分布在新疆、内蒙古、甘肃、青海等地,是荒漠和半荒漠地区的主要奶源之一。骆驼一般生活在条件恶劣环境,采食盐碱地的盐生草、沙拐枣、沙篙、骆驼刺、驼绒黎。骆驼乳是天然的保健食品,在历史记载中骆驼乳被用于治疗各种疾病,例如肝炎、结核、糖尿病、过敏性疾病、胃溃疡。在埃及、印度等骆驼养殖地民间也有用骆驼乳预防和治疗糖尿病的方法。骆驼的日产奶量平均3kg/峰,泌乳期长可维持14~18个月,但骆驼养殖的流动性,使得骆驼乳难以采集及推广利用。
骆驼乳在调控血糖上独特的医用价值近年来得到了科研人员的关注。早在1994年,Yagil等人就报道非洲、亚洲、中东地区常用骆驼乳治疗糖尿病[9],流行病学也发现有饮用骆驼奶习惯的人群的糖尿病患病率显著低于没有饮用骆驼乳习惯的人群(0.4% vs 5.5%)[10]。骆驼乳降低血糖、糖化血红蛋白的功效已在链脲霉素诱导的糖尿病模型鼠[11~14]及I型[15~20]、II型糖尿病患者[21,22]中得到证实。骆驼乳治疗糖尿病的功能与其高达52U/L的胰岛素水平[23](是牛乳的3.25倍)密切相关,临床试验亦证实骆驼奶能降低I型糖尿病患者的胰岛素治疗用量[24,25]。另外, Rogers 等[26]报道骆驼乳能降低II型糖尿病人血糖,减少病人的胰岛素用量,骆驼乳在改善糖尿病患者血糖控制上具有独特的效果。对骆驼乳中类胰岛素蛋白进行成分和结构分析发现,骆驼乳中胰岛素样蛋白在酸性环境下不形成凝固结构,不易被酸性物质破坏,使其可经过胃被小肠吸收,而降低血糖。研究表明糖尿病患者接受抗氧化治疗对糖尿病的慢性并发症有一定防治作用,同时维生素C单独或联合其他药物也可用于糖尿病及并发症预防治疗。骆驼乳中维生素C含量是牛乳3倍多。因此,骆驼乳对糖尿病及其并发症有一定防治作用。
益生菌与骆驼乳各自都具有调节血糖的作用,但是关于二者的协同作用研究较少。为了研究益生菌与骆驼奶粉对调节血糖的辅助作用,本实验室招募了45个II型糖尿病患者,志愿者纳入标准为符合世界卫生组织专家咨询报告(WHO/NCD/NCS/99.2)中的糖尿病诊断标准(即:空腹血糖高于7.0mmol/L),35~65周岁,对脱脂乳粉或牛奶不过敏,在研究期间同意服用待研究的产品,并不再服用其他发酵乳制品及抗生素类药物,无透析肾病等其他重大疾病。所有患者均知晓并同意实验内容及服用产品,签订知情同意书,并经过伦理委员会批准。益生菌JT6骆驼乳粉(含乳双歧杆菌,2×108CFU/g)及骆驼乳粉由新疆金驼投资股份有限公司提供。患者随机分为三组,在实验期间,保留原有的用药及生活习惯,每日早晚冲泡饮用15g全脂牛乳粉、益生菌骆驼乳粉或骆驼乳粉组,连续服用4周,实验前及实验结束后,分别采集患者血液样本,测定餐后血糖、胰岛素水平、血脂、餐后2小时血糖(医院统一配餐),实验前后对患者进行体成分分析检测。临床实验结果发现,相比于单独服用乳双歧杆菌或骆驼乳粉,两种成粉复配的组别降糖效果最为明显,并且在降低患者的BMI指数、内脏脂肪量、体质率方面也都有显著的效果(试验结果待发表)。
糖尿病的发生与遗传、肥胖、活动不足、饮食结构、病毒感染及肠道菌群等多因素相关。益生菌及骆驼奶粉在治疗糖尿病方面具有各自优势,研究表明乳双歧杆菌JT-6与骆驼乳粉结合可以通过改善肠道菌群、减少炎症反应和氧化应激等方式预防及治疗糖尿病,具有协同增效作用。这些研究结果为开发辅助治疗糖尿病功能乳制品提供了参考。