低碳水化合物饮食对糖尿病影响的研究进展

傅浩，魏嘉禾，蔡俊挺，高梦源，朱冰姿，邓腊梅

1.杭州医学院公共卫生学院，浙江 杭州 310053；2.杭州医学院临床医学院，浙江 杭州 310053；3.杭州医学院检验医学院，浙江 杭州 310053；4.杭州医学院团委，浙江 杭州 310053

糖尿病是一组以胰岛素作用障碍或分泌缺陷，或兼而有之引起的慢性高血糖为特征的代谢性疾病[1]，主要分型有：1型（T1DM）、2型（T2DM）和妊娠期糖尿病（GDM）。据统计，2019年全球20～79岁的人群中糖尿病患者约4.63亿[2]。过去30年，我国糖尿病患病率从低于1%迅速增长至超过10%，目前糖尿病患者已达1.164亿人，居世界首位，成为患病率增长最快的国家之一，预计2028年我国糖尿病患者将会超过1.49亿[2]。糖尿病已成为我国乃至全球医疗保健的巨大负担。

目前，对于糖尿病的控制主要通过饮食、药物和运动等方式，其中饮食是控制各类糖尿病的基础。低碳水化合物饮食（LCD）是一种严格限制碳水化合物量消耗，增加蛋白质和脂肪摄入量的饮食模式，研究认为该饮食模式可有效降低糖尿病发病风险[3]，降低患者血糖水平[4]，也有研究称，长期LCD对糖尿病患者安全性和有效性降低[5]。目前关于LCD对糖尿病长短期影响的相关性研究在国内开展和报道较少，导致LCD对糖尿病的影响尚有争议。该文对近年来国内外有关LCD对糖尿病影响的相关性研究作一综述，为预防糖尿病及制订安全且合理的饮食干预提供科学依据。

1 LCD的特点及分类

LCD强调严格限制碳水化合物量的消耗，加大蛋白质和脂肪的摄入量。美国医生阿特金斯的《阿特金斯医生的新饮食革命》首次提出该类饮食模式，最初因其具有快速减肥的能力而变得流行。虽然LCD主要通过限制碳水化合物的摄入量，但对于LCD的定义，目前还没有明确的共识。最新一项依据每天摄入营养素量的百分比（或每天总碳水化合物负荷）的研究[6]，将LCD定义为：每日碳水化合物摄入量低于宏量营养素总摄入量的26%（或每日碳水化合物总负荷低于130 g）。

根据摄入碳水化合物，脂肪和蛋白质的来源和每日含量不同，主要分为：典型低碳水化合物饮食、阿特金斯饮食、低碳水化合物饮食地中海饮食和极低碳水化合物饮食（VLCD）。

2 LCD对糖尿病相关指标的影响

饮食是预防和控制各种类型糖尿病的基础，改善能量摄入和丰富营养成分是当前研究的主要内容。近年来，BMI、血糖血脂等水平变化是影响糖尿病发生发展的主要因素，也成为当下研究热点。在长期研究过程中发现，LCD对BMI、血糖血脂等水平变化起到关键作用。

2.1 LCD对BMI的影响

肥胖甚至仅仅超重就与T2DM之间存在关联，美国过去一份报告表明，近87.5%的T2DM患者超重或肥胖，与正常BMI范围内的人群相比，健康的超重或肥胖人群罹患T2DM的风险更高[7]。限制碳水化合物的摄入，使糖和淀粉的摄入减少，身体会减少胰岛素分泌，转而燃烧脂肪，对实现改善脂质分布、减重和血糖控制至关重要。研究表明，对于肥胖人群的减肥效果和糖尿病的防控，LCD或许更优于高碳水化合物等其他饮食模式[8]。

Giugliano等[9]认为限制每日碳水化合物20～50 g，即处于营养酮症状态，肝脏将脂肪酸转化为酮体，为身体提供燃料。此外，酮体可以穿透血脑屏障，被大脑用作“燃料”。Davis等[10]在一项为期1年的随机对照试验（RCT)中，将105例T2DM伴肥胖患者随机分配到LCD组和低脂饮食（LFD）组，LCD组的患者体质量下降较LFD组快（P＜0.05），且体质量大幅减少发生在前3个月，严格限制碳水化合物能增强肝脏和全身的脂肪分解和氧化从而有效干预肥胖患者，但1年后两饮食组下降幅度差异无统计学意义（P＞0.05）。另一项Meta分析结果显示[11]，与未采取LCD干预组相比，LCD组短期内可有效降低糖尿病患者的体质量（P＜0.05），但长期效果未见统计学关联（P＞0.05）。

2.2 LCD对血糖水平的影响

较多糖尿病患者存在胰岛素敏感性降低，由此导致的高血糖是最典型的症状，也是下游后遗症的原因，血糖控制仍然是T1DM、T2DM患者的主要治疗方向。由于碳水化合物是葡萄糖的主要来源，减少碳水化合物的摄入可以降低对胰岛素的需求，改善胰岛素敏感性，从而减少餐后血糖。目前糖化产物血红蛋白A1c（HbA1c）被广泛应用于糖尿病的实验室诊断。Feinman等[12]在一项RCT中发现，采用VLCD治疗糖尿病患者12个月，与未使用组相比，Hb1Ac水平显著降低，胰岛素和口服药物的使用降低，并表现出较高的干预依赖性。Saslow等[4]在一项饮食治疗试验中发现，LCD组糖尿病患者的HbA1c水平比其他饮食组（中碳水化合物、限制热量、LFD）下降幅度更显著（P＜0.05），但仅在前6个月显著。另有研究发现，在伴有HbA1c显著下降的同时，LCD带来同等不良反应更少甚至没有[13]。LCD还可以通过降低血糖生成，使天门冬氨酸氨基转移酶活性正常化，实现器官损伤减少[14]。

2.3 LCD对血脂水平的影响

血清三酰甘油（TG）不仅是心脑血管疾病的主要危险因素之一，也是影响血糖代谢和血黏度的重要因素。研究发现，TG水平升高可造成糖尿病前期人群糖尿病转变风险上升[15]。Meng等[11]通过一项LCD与血脂水平的Meta分析发现：LCD可以有效降低糖尿病患者TG水平（95%CI:-0.45,-0.21；P＜0.001）。虽然长期坚持LCD可显著降低TG水平，但对高密度脂蛋白(HDL)升高作用不如非低碳饮食[16]。Mansoor等[17]通过一项Meta分析发现，与LFD相比，LCD组能显著降低BMI超标患者的TG水平（95%CI：-0.37,-0.15；P＜0.05），增加HDL含量，但使低密度脂蛋白(LDL)含量显著增加。LDL是造成动脉粥样硬化的主要原因之一，然而对于长期LCD是否会造成冠心病等发病率和病死率增加的研究较少，因此无法得出相关结论，有必要持续更长时间研究来理解个体对饮食干预模式反应的巨大差异。

3 LCD对不同分型糖尿病的影响

3.1 LCD对T1DM的长短期影响

3.1.1 短期影响 在胰岛素被发现之前，严格的LCD（碳水化合物含量≤10 g/d），是T1DM治疗的主要方法[18]。Ranjan等[19]在一项随机开放标签交叉试验中发现，在不改变平均血糖水平的情况下，短期内LCD较高碳水化合物饮食可使血糖正常时间维持更长[（83%±9%）vs（72%±11%），P=0.02]，缩短血糖低于3.9 mmol/L的时间[（3.3%±2.8）vs（8.0%±6.3%），P=0.03],且具有更低的血糖变异性（P=0.02）。Paiva等[20]通过案例研究证明VLCD饮食对5岁T1DM儿童的血糖控制有持续且积极的影响，维持糖化血红蛋白正常稳定。同时，另有研究发现，LCD使T1DM的儿童与成年血糖控制异常、不良事件发生率低[21]。Goffau等[22]在研究中发现胰岛β细胞自身免疫与产乳酸和产丁酸盐物减少、拟杆菌属丰度增加有关。这一发现与Endesfelder等[23]的研究结果一致，Endesfelder等还认为丁酸盐在抗胰岛自身免疫的发展和T1DM的发病中具有保护作用。

3.1.2 长期影响 一项评估T1DM患者对LCD长期依从性的研究发现，约50%的人2年后不再坚持，另50%持续坚持4年，结果表明坚持更长时间的患者HbA1c水平持续降低[24]。针对LCD与T1DM的长期相关性，研究表明长期高蛋白/低碳水化合物饮食可能会减少肠道微生物组中氏菌属和直肠真菌属，进而降低粪便中的丁

酸盐含量，引发β细胞发生自身免疫[25]。Krebs等[26]在研究中提出LCD对于T1DM患者而言，可能是一种长期可行的选择，对减少胰岛素剂量与改善血糖控制有一定的益处，但是需要兼顾安全性和有效性，其长期疗效仍有待研究证实。

3.2 LCD对T2DM的长短期影响

3.2.1 短期影响 在T2DM患者中，LCD能改善其生理功能、身体疼痛，改善胰岛素敏感性与血脂的水平[27]。研究发现，LCD可在短期内有效逆转糖尿病，但其有效性主要体现在糖尿病确诊时间较短的患者身上[28]。包括营养酮症在内的饮食计划短期内似乎对T2DM患者的血糖控制和体重减轻非常有效，并能显著减少药物使用。Gannon等[29]设计了一种低生物可利用葡萄糖（LoBAG）饮食，能在短期内能显著降低未治疗的T2DM患者体内循环葡萄糖浓度，为患者改善血糖和减少药物使用提供新路径。曾婷等[30]在一项干预试验中发现30%的LCD干预在3、6个月可以显著改善未使用胰岛素的T2DM患者的血糖、血脂水平，并具有较高的干预依从性。短期内限制碳水化合物越多，降低葡萄糖的幅度就越大[31]。另有研究发现，短期内个体化LCD可以改善心脏代谢危险因素[32]，改善人群生活质量与心理健康[33]。

3.2.2 长期影响Sato等[34]在一项随机对照试验中发现，对比低热量饮食，LCD优越性逐渐消失。单纯降低碳水化合物的摄入量并不能在中长期内降低T2DM患者的HbA1c水平，可能存在如：氧化应激、外周胰岛素抵抗等机制相互作用[35]。Rayner等[36]在一项澳大利亚中年妇女队列研究中发现，长期LCD可导致中年女性发生T2DM的风险增加27%。

一项研究哈尔滨人群健康（RR=2.24；95%CI:1.07,4.72；P=0.04）和一项研究饮食、营养与慢性病（RR=2.29；95%CI:1.07,4.88；P=0.04）的双队列研究表明，长期低碳水化合物、高脂肪和高蛋白饮食与摄入额外热量的人群T2DM风险增加有关，研究人员补充：可能是由于长期摄入过多的动物源性脂肪和蛋白质，以及摄入较少的蔬果和膳食纤维导致[5]。替代碳水化合物的蛋白质和脂肪来源会导致T2DM风险，动物来源的高脂高蛋白可使男性患T2DM风险增加37%，GDM病史的妇女患T2DM风险增加40%（95%CI:1.06,1.84；P=0.04）[35]。相反，植物来源高脂高蛋白LCD可使女性患T2DM风险降低18%（95%CI:0.71,0.94；P=0.001），因此长期采取LCD不仅是对碳水化合物的限制，还需要注意蛋白质和脂肪的来源。

此外，降低碳水化合物的摄入量虽是一个有益的选择，但需要定期评估。由于长期LCD会导致酮症，因此该方案不适用于某些T2DM患者，包括孕妇、哺乳期妇女、有进食障碍或患有肾脏疾病的人等[37]。

3.3 LCD对GDM的长短期影响

3.3.1 短期影响 营养治疗是治疗GDM的方法之一，长期以来用限制碳水化合物的摄入作为GDM治疗的基础。Farabi等[38]在一项评估低碳水化合物和高碳水化合物饮食治疗GDM效果的RCT研究中发现，LCD可以在短期内改善GDM患者血糖水平（P＜0.05）。Bao等[39]在一项纳入4 502例GDM病史女性的前瞻性队列研究中发现，短期内LCD可改善妊娠期糖尿病(GDM)患者的血糖控制。Han Shanshan等[40]发现，LCD与高碳水化合物相比，GDM患者出现高血压、剖宫产术和出现大龄胎儿、婴儿围产期死亡率没有差异。同时限制母体碳水摄入可能会影响胎盘的葡萄糖运输，增加酮症的风险[41]。

3.3.2 长期影响 先前关于限制碳水化合物摄入量对葡萄糖代谢影响的研究，得到相互矛盾结果：一项非RCT研究显示6周LCD治疗可以减少GDM患者治疗中胰岛素的需要量，通过4个月随访，之前的疗效显著降低。国外学者在一项对澳大利亚妇女长达12年随访中，发现长期摄入相对较低的碳水化合物和较高的脂肪和蛋白质含量会增加患GDM的风险（RR=1.54；95%CI:1.10,2.15），特别是在高蛋白质和脂肪摄入主要来自动物性食物的情况下，患GDM风险较高（RR=1.40；95%CI:1.06,1.84；P=0.04），也与GDM病史女患者发展为T2DM风险增加有关（RR=1.19；95%CI:1.06,1.84；P=0.004）[40]，而较高的纤维素摄入量可以降低GDM的风险（RR=0.67；95%CI:0.45,0.96）。提倡GDM患者或高危人群应从红肉和加工肉类以外的食物中获取蛋白质和脂肪。

4 结语

该文综述国内外有关LCD对糖尿病影响的相关性研究，大部分研究表明LCD可有效改善患者和高危人群的BMI、血糖和血脂水平等。对于不同类型糖尿病，LCD可改善患者身体疼痛感，提高生活质量，改善胰岛素敏感性维持患者血糖正常时间更长，减少胰岛素剂量。此外LCD还能延缓2型糖尿病肾功能不全，甚至可逆转早期糖尿病，对于自身免疫的发展具有潜在保护作用，但都以短期疗效较显著。然而LCD并不适合所有人群，对于伴随特定疾病和状态的糖尿病患者应审慎采取LCD，要时刻注意其安全有效性。由于目前长期机制和疗效、安全性相关研究报道较少，因此在实际中应根据个人需要量身定制，合理优化低碳水化合物和糖尿病之间关联的特定食物种类对于制定预防控制策略尤为重要，同时长期跟踪随访相关指标水平。此外LCD潜在的心血管风险增加与体质量减轻和血糖控制之间的效益仍有待证明。今后仍需更多高质量的研究进一步验证LCD对糖尿病的长期影响。