喝“茶”与降“糖”

2021-12-01 02:59周慧朱将雄王元凤
科学 2021年3期
关键词:降血糖多糖葡萄糖

周慧 朱将雄 王元凤

糖尿病(diabetes mellitus)是一种慢性内分泌紊乱疾病,也是世界上最常见且患者数量增长最快的非传染性疾病之一[1]。据国际糖尿病联盟(international diabetes federation,IDF)最新发布的数据显示,截至2019年,全球成年糖尿病患者数已达4.63亿,预计到2030年,患者数将增至5.784亿,2045年甚至将达到7.002亿,较2019年增加51%。在对全球各个国家的糖尿病患者数进行比较后发现,中国是全球糖尿病患者数最多的国家(约1.164亿),这相当于全球每4名糖尿病患者中就有1名来自中国,而在中国,每9名成年人中就有1名是糖尿病患者。大数据显示,中国的糖尿病患者数将在较长一段时间内居于全球首位,糖尿病的防治迫在眉睫。

2型糖尿病

常见的糖尿病主要有4种类型:1型糖尿病、2型糖尿病、妊娠糖尿病和其他特殊类型糖尿病[2]。目前在全球已确诊的糖尿病成人患者中,90%属于2型糖尿病患者;而在中国,2型糖尿病所占比例已达到95%。因此,在所有糖尿病患者中,2型糖尿病患者的数量最多。

2型糖尿病患者除了具有慢性高血糖、胰腺胰岛素分泌缺陷,以及胰岛素相对不敏感导致的胰岛素抵抗外,还伴有典型的“三多一少”病征(多饮、多尿、多食和体重减少)。长期处于高血糖水平,会导致患者出现特定的微血管并发症,如糖尿病性的视网膜病变、神经病变和肾病,并增加大血管疾病,尤其是心血管疾病的风险。据统计,患有糖尿病的成年人患心血管疾病的概率是未患糖尿病的成年人的2~4倍。全世界每年治疗糖尿病患者的直接费用已超过8270亿美元,而每年死于糖尿病及其并发症的患者达百万之多。糖尿病严重威胁人类健康和全球经济,已成为21世纪最大的公共卫生挑战之一。

当前主要的降血糖方式是通过口服或注射降糖药物,并配合控制饮食、减肥和锻炼等方法。临床上治疗糖尿病的主流降血糖药物有磺脲类、双胍类、α-糖苷酶抑制剂类、噻唑烷二酮胰岛素增敏剂类和促胰岛素分泌剂等[3]。这些化学药物虽然药效强、见效快,但价格昂贵,并且只能暂时调节血糖水平,长期服用还会引发一系列的不良反应,其中最常见的包括低血糖症、体重增加和胃肠道功能紊乱等。因此,探索和开发更经济安全,同时具有较好预防和缓解糖尿病的天然降糖物质,已成为当务之急。近几年的临床和动物实验表明,人们普遍购买的许多食品都具有很好的降血糖效果,而日常膳食中的一些组分,如可溶性纤维、酚类物质和肽类物质等,也能通过不同途径起到降血糖的作用或辅助治疗2型糖尿病。它们虽然不如化学合成药物那样高效,但是这些食品级的天然产物在合理剂量下不会带来不良反应,因此采用膳食疗法干预2型糖尿病已成为一种趋势[4]。

茶及其分类

中国是茶(Camellia sinensis)的发源地,中国的饮茶历史源远流长。作为饮茶大国,中国的茶叶有6000多个品种,按照茶制作过程中的发酵工艺,茶可以分为六大类,分别是绿茶、黄茶、白茶、乌龙茶、红茶和黑茶。其中,绿茶和红茶是中国乃至世界消费和研究最多的茶。近几十年来,茶及茶中的活性成分因其潜在的保健作用而日益受到人们的广泛关注。

绿茶是一种未发酵的茶,一般情况下经采摘、杀青、揉捻、干燥等步骤才可供人饮用。其中,通过高温促使茶叶发生酶热变性作用的杀青步骤,不但能使茶叶保持固有的绿色,更使绿茶较多地保留了鲜叶中的天然物质。绿茶成品中,85%以上的茶多酚和咖啡碱得到保留,叶绿素保留50%左右,维生素损失也较少。绿茶中保留的天然物质成分,对防衰老、防癌、抗癌、杀菌、消炎等均有特殊效果,为其他茶类所不及[5]。值得注意的是,由于较高的多酚类和酶类物质会刺激肠胃,因此肠胃不好的人尽量少饮或避免空腹饮用绿茶。

红茶属于全发酵茶,茶叶原料经揉捻工序后,细胞内酶液流出,与茶叶中多酚类等物质进行反应,通过此种内源性酶促发酵,茶叶中原先无色的多酚类物质被氧化成聚合物,即茶黄素和茶红素。经加工后的红茶,鲜叶中的化学成分变化较大,其中茶多酚减少90%以上,但产生了茶黄素、茶红素等新成分,另外一部分的咖啡碱、儿茶素和茶黄素络合成滋味鲜美的络合物,并且香气物质也从鲜叶中的50多种增至300多种。红茶主要具有预防心血管疾病、抗氧化、预防慢性炎症和肥胖等功能[6]。

黑茶是后发酵茶的代表,历史上的黑茶主要销往西藏、新疆和内蒙古,更远至俄罗斯地区,因而被称为“边销茶”。边疆人民的饮食多为肉、奶制品,蔬菜较少。加工过程中的渥堆工艺使得黑茶的内含物质发生了较大变化,儿茶素被大量氧化降解,刺激性减弱,因此黑茶茶性较为温和。此外,黑茶中含有的咖啡碱、维生素、磷脂等物质有助于消化,丰富的膳食纤维也可以有效促进肠胃的蠕动,保护肠胃正常工作。由于喝黑茶既可消食去腻,又能补充人体所需的多种维生素和微量元素,因此被西北游牧民族视为“生命之饮”[7]。在现代社会,随着人们生活水平的逐渐提高,饮食从以粗粮为主逐渐演变成精细化,使得患“三高”(高血压、高血糖、高血脂)的人数急剧增多。由于黑茶既有独特的醇香口感,又有降糖减脂、调节肠道功能以及抗病毒的功效,因此也越来越受到消费者们的喜爱。

“茶”的抗糖尿病作用

大量流行病学证据和荟萃分析显示,喝茶能降低患糖尿病的风险,但不同种类的茶叶对糖尿病患者的影響不同,这可能主要归因于不同茶类中的活性成分及其含量的不同。

在波兰有研究者对8821名成年人(51.4%为女性)进行的一项队列研究显示,较高的饮茶量与代谢综合征的发生呈负相关;而在评估代谢综合征的特定指标中,饮茶与中心性肥胖和空腹血糖呈负相关。另一项为期10年的跟踪研究在荷兰进行,其中40 011名参与者中有918例2型糖尿病患者。该研究结果显示,饮茶与患2型糖尿病的风险呈负相关,同时,每天至少喝三杯茶可使患2型糖尿病的风险降低约42%。此外,在我国进行的一项针对608例2型糖尿病患者的研究表明,在超过8周的干预过程中,饮茶可以减缓空腹血胰岛素的下降,并能减少腰围[1]。

通常情況下,患者在确诊糖尿病之前,都会经历一个称为“糖尿病前期”的过程,即空腹血糖受损和糖耐量受损。此时,机体血糖水平高于正常范围,但低于推荐的糖尿病诊断阈值,但这两种现象都预示着个体处于糖尿病及其并发症的高危状态。相关研究表明,绿茶和乌龙茶分别能降低空腹血糖受损和糖耐量受损的风险[1]。

绿茶的降糖功效主要是由于绿茶中含有较高的多酚含量。茶多酚是一种天然抗氧化剂,可以通过螯合肝脏中的金属离子来阻止它们参与自由基的形成。此外,茶多酚还可以直接作用于活性氧物质来清除自由基,从而减轻自由基在人体内造成的伤害,缓解2型糖尿病导致的细胞和组织氧化损伤(氧化应激)。

表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)是茶中的主要多酚之一,具有抗氧化、抗癌、抗肥胖、抗病毒、抗糖尿病等多种生物学和药用功能。在过去的几十年里,大量研究证实了EGCG的抗糖尿病作用:首先,EGCG可以改善细胞的糖脂代谢,进而显著提高糖尿病啮齿动物模型的糖耐量(对血糖浓度的调节能力);其次,EGCG具有胰岛素类似物的作用,能抑制肝脏葡萄糖的产生,控制糖异生(将非糖物质转变成葡萄糖或糖原的过程),改善细胞因子诱导的胰岛β细胞损伤,并提高器官、组织的胰岛素敏感性;此外,EGCG也能调节胰岛素信号转导通路和葡萄糖吸收相关基因的表达,进而改善胰岛素抵抗;最后,EGCG还可以减少晚期糖基化终末产物在肾皮质的积聚,从而预防糖尿病性肾病的发生[7,8]。

乌龙茶之所以能显著降低糖耐量受损的风险,可能是由于其具有较高含量的茶黄素。茶黄素能抑制α-葡萄糖苷酶的活性,导致肠道葡萄糖产量下降。与绿茶相比,乌龙茶的咖啡因含量更高,这也会促进葡萄糖转运蛋白的表达,从而促进葡萄糖转运,降低血液中的葡萄糖水平。

粗茶一般是指粗老茶叶泡的茶,相较于价格昂贵的细嫩茶叶,粗茶虽然口感苦涩,却有着不俗的保健功效。在中国和日本等亚洲国家,粗茶在民间已被广泛用于干预和缓解糖尿病。黑茶的原料就多为粗老茶叶,研究表明,黑茶的水提取物能调节胃肠道功能,抑制肠道蔗糖酶、麦芽糖酶和胰淀粉酶的活性,从而通过减少碳水化合物的吸收和对葡萄糖的摄取,来改善体内葡萄糖代谢,起到降血糖的作用。与其他类茶相比,黑茶中含量相对较高的茶多糖也是其缓解和减轻糖尿病症状的主要功能成分。

茶多糖是一组与蛋白质结合的杂多糖。近年来,越来越多的研究表明,茶多糖是茶中的关键生物活性成分,具有显著的抗糖尿病作用,而不同茶树品种的茶多糖组成不同,降血糖活性也有很大差异。其抗糖尿病机制可分为:①抗氧化和降血糖作用。氧化应激是糖尿病的发病机制之一。茶多糖也是茶中的一种抗氧化剂,其抗氧化活性取决于单糖的组成和分子量。茶多糖可以通过抗氧化作用减少机体的氧化损伤,进而改善糖尿病症状。动物实验表明,实验鼠在注射或口服茶多糖后,糖尿病小鼠的血糖降低,且体重降低情况有所改善,同时,小鼠血清和肝脏中的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性明显提高。而通过分子修饰,茶多糖的降血糖活性还能够进一步增强;②促进胰岛素分泌,改善胰岛素抵抗。相关研究表明,茶多糖也可降低胰岛素抵抗,在细胞保护中发挥重要作用;③作为α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制剂。阿卡波糖是目前临床上用于缓解2型糖尿病的有效药物之一,它就是一种α-葡萄糖苷酶抑制剂,但服用阿卡波糖后,患者常伴有腹胀、腹泻、气虚等不良反应,这可能与阿卡波糖对α-淀粉酶的强烈抑制作用有关。而在小鼠身上的初步实验表明,在口服碳水化合物饮食后,同阿卡波糖相比,茶多糖可更好地抑制血糖,且反应更温和[8-10]。

综上所述,从宏观角度来看,环境因素(城市化的发展和生活习惯的改变)和遗传因素(基因遗传)是糖尿病发生发展过程中的两个关键因素。尽管目前我们还无法完全阐明糖尿病的发病机制,但相关研究已表明,茶及其所含的生物活性成分可能通过不同的降血糖机制,对糖尿病,尤其是2型糖尿病,起到较好的预防和缓解作用。因此,通过饮茶来平衡不健康饮食中的高热量摄入和改善肥胖,进而调节血糖稳态,显得既经济安全又健康有益。

[1]Fu Q Y, Li Q S, Lin X M, et al. Antidiabetic effects of tea. Molecules, 2017, 22(6): 849-868.

[2]Jürgen H, Michael R. Diabetes mellitus-definition, klassifikation, Diagnose, screening und pr?vention (Update 2019). Wiener klinische Wochenschrift, 2019, 131(Suppl 1): 6-15.

[3]Czech M P. Insulin action and resistance in obesity and type 2 diabetes. Nature Medicine, 2017, 23(7): 804-814.

[4]Zhang B, Yang Y P, Luo B L, et al. Effects of different foods on blood glucose and lipid in type 2 diabetes mellitus in a rat model. Journal of Surgical Research, 2018, 229: 254-261.

[5]Ferreira M A, Silva D M, de Morais A C, et al. Therapeutic potential of green tea on risk factors for type 2 diabetes in obese adults-a review. Obesity Reviews, 2016, 17(12): 1316-1328.

[6]Tang W P, Li S M, Liu Y, et al. Anti-diabetic activity of chemically profiled green tea and black tea extracts in a type 2 diabetes mice model via different mechanisms. Journal of Functional Food, 2013, 5(4): 1784-1793.

[7]Ding Q Z, Zhang B W, Zheng W, et al. Liupao tea extract alleviates diabetes mellitus and modulates gut microbiota in rats induced by streptozotocin and high-fat, high-sugar diet. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2019, 118: 109-262.

[8]Fang J, Sureda A, Silva A S, et al. Trends of tea in cardiovascular health and disease: A critical review. Trends in Food Science & Technology, 2019, 88: 385-396.

[9]Tang G Y, Zhao C N, Xu X Y, et al. Phytochemical composition and antioxidant capacity of 30 Chinese teas. Antioxidants, 2019, 8(6): 180-199.

[10]Zheng Y, Bai L, Zhou Y P, et al. Polysaccharides from Chinese herbal medicine for anti-diabetes recent advances. International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 121: 1240-1253.

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