膳食纖維與糖尿病的研究進(jìn)展

丁莉莉，彭 麗(綜述)，孔慶軍※(審校)

(南京軍區(qū)南京總醫(yī)院 1干部保健科， 2內(nèi)分泌科，南京 210002)

世界糖尿病患者的總?cè)藬?shù)預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到4.39億[1]。中華醫(yī)學(xué)會(huì)糖尿病學(xué)會(huì)估計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有糖尿病患者9240萬(wàn)例[2]。飲食治療是糖尿病的基礎(chǔ)治療，美國(guó)糖尿病學(xué)會(huì)于1987年就正式推薦高膳食纖維飲食[3]，但是近年來(lái)我國(guó)居民的膳食纖維攝入量呈下降趨勢(shì)[4]。研究顯示，膳食纖維攝入量是2型糖尿病發(fā)病的重要預(yù)測(cè)因子[5]，增加膳食纖維和鎂的攝入能有效降低糖尿病的患病風(fēng)險(xiǎn)[6-7]。還有研究證實(shí)，增加膳食纖維攝入可降低糖尿病患者的病死率，且攝入量與糖尿病患者的全因病死率以及心血管疾病導(dǎo)致的病死率呈負(fù)相關(guān)[8-9]。

本綜述擬對(duì)膳食纖維的定義和分類、降血糖的作用及機(jī)制、膳食纖維的選擇和適宜攝入量進(jìn)行總結(jié)，為臨床工作者提供參考，指導(dǎo)糖尿病患者合理飲食。

1 膳食纖維的定義和分類

1.1膳食纖維的定義 膳食纖維是存在于食物中的各類纖維的統(tǒng)稱。人體雖然不能消化吸收膳食纖維，但因其特殊的生理作用，營(yíng)養(yǎng)學(xué)上仍將它作為重要的營(yíng)養(yǎng)素。2008年12月，第30屆國(guó)際食品法典特殊膳食營(yíng)養(yǎng)與食品委員年會(huì)在南非召開(kāi)，會(huì)上將膳食纖維定義為：能抗人體小腸消化吸收的多種單體成分形成的糖類聚合物，主要包括可食用食物中的糖類聚合物；在天然食物中，通過(guò)物理、化學(xué)和酶學(xué)的方法得到的，基于科學(xué)證據(jù)對(duì)健康有益的糖類聚合物；人工合成的基于科學(xué)證據(jù)證實(shí)對(duì)健康有益的糖類聚合物[10]。

1.2膳食纖維的分類及與糖尿病的相關(guān)性 根據(jù)溶解性的不同，膳食纖維可分為可溶性膳食纖維及非可溶性膳食纖維。前者主要是細(xì)胞壁內(nèi)的儲(chǔ)存物質(zhì)和分泌物，包括部分半纖維素、果膠、樹(shù)膠、葡聚糖、瓜兒豆膠、羧甲基纖維素等，主要從豆類、燕麥和燕麥麩皮、菌藻類等食物中獲得；后者主要是細(xì)胞壁的組成部分，包括纖維素、木質(zhì)素、抗性淀粉和殼聚糖等，主要從谷物中獲得[11]。從生理活性上看，可溶性膳食纖維能夠延緩消化，有助于糖尿病患者改善胰島素敏感性，促進(jìn)膽固醇排泄，其降血糖效果優(yōu)于非可溶性膳食纖維。雖然可溶性膳食纖維可降低糖尿病相關(guān)的生物學(xué)指標(biāo)，但是在大樣本人群研究中，可溶性膳食纖維與2型糖尿病的患病風(fēng)險(xiǎn)并無(wú)相關(guān)性，一項(xiàng)由99 826例女性參加的群體前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，總膳食纖維的攝入量、非可溶性膳食纖維的攝入量與糖尿病的患病風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)[12]。

2 膳食纖維的降血糖作用及機(jī)制

2.1膳食纖維的降血糖作用 目前臨床上反映血糖水平的指標(biāo)有空腹血糖、餐后血糖及糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)。前二者反映瞬時(shí)血糖變化水平，HbA1c則能反映前120 d的平均血糖水平，因此HbA1c是評(píng)價(jià)糖尿病患者長(zhǎng)期血糖水平控制的金標(biāo)準(zhǔn)，也是世界衛(wèi)生組織推薦的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)[13]。已有大量研究表明，膳食纖維可有效控制空腹血糖、餐后血糖、HbA1c及脂類代謝紊亂。李寧等[14]研究復(fù)合膳食纖維對(duì)健康受試者碳水化合物代謝的影響，發(fā)現(xiàn)高膳食纖維組的血糖峰值、達(dá)峰時(shí)間及餐后1 h曲線下面積均顯著低于無(wú)膳食纖維組，兩組間血糖總曲線下面積無(wú)顯著差異，說(shuō)明膳食纖維只是延遲糖的吸收，使餐后血糖峰值后移且更加平緩，但不影響糖的總吸收。俞文[15]研究證實(shí)，飲食治療中加入適量的膳食纖維后，使2型糖尿病患者的空腹血糖、餐后2 h血糖、三酰甘油、膽固醇顯著下降，但其營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)不受影響。金燕紅[16]研究認(rèn)為在糖尿病飲食的基礎(chǔ)上增加膳食纖維的攝入量，可降低糖尿病患者血糖、血脂，特別是在降低餐后2 h血糖和三酰甘油上有顯著作用。Post等[17]通過(guò)Meta分析顯示，膳食纖維組較安慰劑組能使空腹血糖平均下降0.85 mmol/L，膳食纖維作為一種干預(yù)方式，對(duì)HbA1c控制優(yōu)于安慰劑組，能使HbA1c平均下降0.26%；2型糖尿病患者增加膳食纖維的攝入，對(duì)于控制空腹血糖及HbA1c有重要意義。Jiang等[18]通過(guò)對(duì)上海市浦東新區(qū)934例2型糖尿病患者進(jìn)行橫斷面研究發(fā)現(xiàn)，膳食纖維在控制HbA1c水平中起著重要作用，且HbA1c水平與膳食纖維的攝入量始終相關(guān)，而與病程的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，表明膳食干預(yù)可能一直影響著糖尿病進(jìn)展，增加膳食纖維攝入可作為中國(guó)糖尿病患者控制血糖的有效途徑。

另外，膳食纖維的含量也可反映食物血糖生成指數(shù)(glycemic index，GI)的高低，這一概念在糖尿病控制中越來(lái)越受到關(guān)注。GI代表碳水化合物食物升高血糖的能力，一般而言，食物中膳食纖維含量越高，GI就越低。歐洲糖尿病營(yíng)養(yǎng)研究專家組以及世界衛(wèi)生組織均推薦低GI食物。對(duì)糖尿病患者飲食的GI臨床試驗(yàn)的Meta分析顯示，與高GI飲食相比，低GI飲食可使HbA1c下降0.4%，對(duì)于新診斷的糖尿病患者，與傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)教育相比，以低GI為主要內(nèi)容的營(yíng)養(yǎng)教育有助于減少脂肪攝入量，其血糖水平控制更佳[19]。陰文婭等[20]的研究結(jié)果提示糖尿病患者可通過(guò)提高蔬菜攝入量來(lái)增加膳食纖維攝入量、降低膳食的GI從而降低膳食的生糖效應(yīng)。陳道雄等[21]采用低GI高膳食纖維膳食治療初診的2型糖尿病患者，同時(shí)以高GI低膳食纖維膳食+阿卡波糖作為對(duì)照組，結(jié)果表明食用低GI高膳食纖維膳食及規(guī)律運(yùn)動(dòng)能顯著降低空腹及餐后血糖水平，療效不低于甚至優(yōu)于高DI低膳食纖維膳食+阿卡波糖組。

2.2膳食纖維的降血糖機(jī)制 糖尿病的發(fā)病原因及作用機(jī)制比較復(fù)雜，膳食纖維對(duì)糖尿病的作用機(jī)制尚不明確。目前的研究顯示,膳食纖維降血糖的機(jī)制可能與以下幾個(gè)方面有關(guān)。

2.2.1阻礙葡萄糖及脂類的吸收 膳食纖維進(jìn)入機(jī)體后吸水膨脹，增加胃內(nèi)容物的黏度，延緩胃排空，使之不能集中進(jìn)入小腸，從而避免血糖驟升；經(jīng)胃消化的食糜在超微膨脹的可溶性纖維的包裹下形成凝膠狀物質(zhì)，在外周形成保護(hù)層，限制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向腸道黏膜表面彌散，從而阻礙葡萄糖、三酰甘油及膽固醇在腸道吸收[12，22]。Weng等[7]進(jìn)一步指出可溶性膳食纖維通過(guò)在胃腸道形成凝膠樣物質(zhì)延緩葡萄糖的吸收；不溶性膳食纖維通過(guò)縮短小腸轉(zhuǎn)運(yùn)影響葡萄糖的吸收。

2.2.2增加胰島素的敏感性 膳食纖維可提高外周組織對(duì)胰島素的敏感性，改善胰島素抵抗，降低血糖水平。Liese等[23]對(duì)一項(xiàng)由979例正常人及葡萄糖耐量降低者參與的胰島素抵抗及動(dòng)脈硬化的研究進(jìn)行分析，結(jié)果顯示膳食纖維與胰島素敏感性和反映胰島素抵抗代償能力的處置指數(shù)呈正相關(guān)，膳食纖維不僅有益于增加胰島素敏感性、控制肥胖，同時(shí)也有益于胰腺功能。Weickert等[24]對(duì)具有患糖尿病風(fēng)險(xiǎn)的111例超重人群進(jìn)行隨機(jī)對(duì)照研究，結(jié)果顯示經(jīng)過(guò)6周的高谷物纖維飲食，胰島素的敏感性較高蛋白飲食組增加了25%。最新的研究認(rèn)為，膳食纖維是唯一與胰島素敏感性有關(guān)的因素，但可溶性膳食纖維與2型糖尿病的患病風(fēng)險(xiǎn)無(wú)關(guān)，而不溶性膳食纖維能提高胰島素敏感性[25]。

2.2.3產(chǎn)生飽腹感 研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)食物通過(guò)小腸時(shí)，一種微小的蛋白質(zhì)片段PYY3-36(peptide YY3-36)被釋放到血液中，這是一種抑制食欲的胃腸道激素，與下丘腦的受體結(jié)合從而產(chǎn)生飽腹感[25]。因此，任何能夠加快食物通過(guò)腸道的物質(zhì)都能產(chǎn)生飽腹信號(hào)。不溶性膳食纖維能加快消化管內(nèi)食物的轉(zhuǎn)運(yùn)速度，從而快速產(chǎn)生PYY3-36，釋放飽腹信號(hào)[25]。飽腹感可降低機(jī)體對(duì)食物的需求，有利于糖尿病和肥胖病患者控制飲食。

2.2.4降低腸道消化酶活性 膳食纖維也可通過(guò)改變腸道內(nèi)消化酶活性，而緩慢釋放葡萄糖。國(guó)外學(xué)者很早就已證實(shí)，某些膳食纖維可干擾胰酶分泌的反饋調(diào)節(jié)，通過(guò)降低人類小腸內(nèi)胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶活性調(diào)節(jié)代謝[26]；還有研究表明膳食纖維可抑制α淀粉酶作用于淀粉，延長(zhǎng)酶作用于淀粉時(shí)間，降低葡萄糖的釋放速度[27]。

2.2.5激活糖原合成過(guò)程 糖原合成過(guò)程中，合成酶磷酸化激活糖原合成酶，導(dǎo)致糖原生成，但是糖尿病患者中缺乏這一活化作用。膳食纖維可增加糖原的合成，使肝糖原含量上升。Boby等[28]研究黑豆纖維在糖類代謝中的作用，發(fā)現(xiàn)黑豆纖維具有顯著的降血糖作用，它能顯著增加肝糖原的水平，提高糖原磷酸化酶、己糖激酶、1-6-二磷酸果糖、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶等多種酶活性，同時(shí)降低葡萄糖磷酸變位酶、葡萄糖-6-磷酸酶的活性。

2.2.6促進(jìn)胰島功能修復(fù) 汪海波等[29]研究燕麥β葡聚糖對(duì)四氧嘧啶糖尿病大鼠胰島功能的影響，認(rèn)為燕麥β葡聚糖對(duì)大鼠受損胰島細(xì)胞有一定的修復(fù)作用，實(shí)驗(yàn)顯示糖尿病大鼠攝入燕麥β葡聚糖后胰島素分泌量略有下降，但攝入一段時(shí)間后，胰島素分泌量有明顯提高，推測(cè)其可能通過(guò)減少胰島負(fù)荷而給予胰島細(xì)胞充分自我修復(fù)的時(shí)間。蔡琳等[30]認(rèn)為膳食纖維降血糖的作用機(jī)制可能是促進(jìn)小鼠受損胰島β細(xì)胞DNA和RNA的合成，從而形成新的β細(xì)胞，提高胰島素水平，使血糖水平降低。

3 膳食纖維的選擇和適宜攝入量

對(duì)于一般人群，膳食纖維的供給方式以進(jìn)食天然食物為佳。膳食中增加膳食纖維的途徑有多種，如多吃全谷類及豆類食物；水果蔬菜連皮連子吃；多吃整果，少喝果汁；多食用高纖維配菜，如冬菇、木耳、紫菜、海帶等[31]。對(duì)于糖尿病患者，在兼顧營(yíng)養(yǎng)均衡和控制1日總能量的基礎(chǔ)上，建議選擇低GI未經(jīng)精加工的天然食物。國(guó)外推薦的這類食物包括豆類、大麥、通心粉、蒸谷麥、黑麥粗面包、燕麥及含直鏈淀粉較高的稻米等，國(guó)內(nèi)建議采用莜麥面、蕎麥面、燕麥片、玉米面和大豆粉的混合面及豆類等[32]。

膳食纖維雖然對(duì)人體有益，但攝入過(guò)多也會(huì)影響人體健康。特別是對(duì)于生長(zhǎng)發(fā)育期的青少年，過(guò)量的膳食纖維會(huì)影響糖類、蛋白質(zhì)、微量元素和礦物質(zhì)的攝入，造成營(yíng)養(yǎng)不良。此外，膳食纖維攝入過(guò)量還可產(chǎn)生腹脹等胃腸不適并影響人體吸收利用脂溶性維生素及其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因此，確定膳食纖維的適宜攝入量十分重要，目前各國(guó)對(duì)正常人群膳食纖維攝入量的規(guī)定有所不同。英國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)家建議25～30 g/d；德國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)建議至少30 g/d，非可溶性膳食纖維與可溶性膳食纖維之比為2∶1[11]；美國(guó)食品藥品管理局建議20～35 g/d，非可溶性膳食纖維占70%～75%，可溶性膳食纖維占25%～30%[11]；美國(guó)糖尿病學(xué)會(huì)及美國(guó)農(nóng)業(yè)部推薦膳食纖維攝入量至少應(yīng)在25～30 g/d[16]；中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的中國(guó)居民膳食纖維攝入量為：低能量飲食7 531.2 kJ為25 g/d，中等能量飲食10 041.6 kJ為30 g/d，高能量飲食11 715.2 kJ為35 g/d[33]。針對(duì)糖尿病患者，國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)指出的攝入量為40～45 g /d[31]；美國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)則推薦2型糖尿病患者應(yīng)攝入30～50 g/d[17]。

4 小 結(jié)

膳食習(xí)慣與糖尿病密切相關(guān)，膳食營(yíng)養(yǎng)對(duì)防治糖尿病也有重要意義。飲食治療或藥物控制血糖仍是目前治療糖尿病的主要方法。藥物控制糖尿病雖然療效顯著，但存在胃腸道、肝腎及心臟毒性等多種不良反應(yīng)。通過(guò)飲食治療，患者不但可以避免過(guò)度用藥，減輕經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，更重要的是對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的不良反應(yīng)很少。膳食纖維降血糖的功效已經(jīng)得到廣泛證實(shí)，但是其降血糖的詳細(xì)機(jī)制以及糖尿病患者應(yīng)當(dāng)攝入的標(biāo)準(zhǔn)量尚需要進(jìn)一步探討。我國(guó)目前對(duì)膳食纖維的研究尚處于起步階段，很多膳食資源還未得到充分利用，更深層面的研究開(kāi)發(fā)糖尿病纖維食品將真正體現(xiàn)出糖尿病飲食治療的醫(yī)學(xué)價(jià)值，對(duì)推動(dòng)糖尿病飲食治療的發(fā)展意義重大。

[1] Shaw JE,Sicree RA,Zimmet PZ.Global estimates of the prevalence of diabetes for 2010 and 2030[J].Diabetes Res Clin Pract,2010,87(1):4-14.

[2] 趙明.糖尿病治療的新認(rèn)識(shí)[J].醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào),2012,25(12):1233-1237.

[3] 方京徽,徐芳,盧廣榮,等.糖尿病營(yíng)養(yǎng)治療新方法的探索[J].中國(guó)糖尿病雜志,2009,17(3):197-198.

[4] 王惠君,張兵,杜文雯,等.1989-2006年中國(guó)九省(區(qū))居民膳食纖維攝入狀況及其變化趨勢(shì)[J].中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志,2011,45(4):318-322.

[5] Lindstr?m J,Peltonen M,Eriksson JG,etal.High-fibre,low-fat diet predicts long-term weight loss and decreased type 2 diabetes risk:uthe Finnish Diabetes Prevention Study[J].Diabetologia,2006,49(5):912-920.

[6] Hopping BN,Erber E,Grandinetti A,etal.Dietary fiber,magnesium,and glycemic load alter risk of type 2 diabetes in a multiethnic cohort in Hawaii[J].J Nutr,2010,140(1):68-74.

[7] Weng LC,Lee NJ,Yeh WT,etal.Lower intake of magnesium and dietary fiber increases the incidence of type 2 diabetes in Taiwanese[J].J Formos Med Assoc,2012,111(11):651-659.

[8] He M,van Dam RM,Rimm E,etal.Whole-grain,cereal fiber,bran,and germ intake and the risks of all-cause and cardiovascular disease-specificmortality among women with type 2 diabetesmellitus[J].Circulation,2010,121(20):2162-2168.

[9] Burger KN,Beulens JW,van der Schouw YT,etal.Dietary fiber,carbohydrate quality and quantity,and mortality risk of individuals with diabetes mellitus[J].PLoS One,2012,7(8):e43127.

[10] 袁凱濤.膳食纖維與結(jié)直腸腫瘤的研究進(jìn)展[J].腸外與腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng),2011,18(3):182-184.

[11] 雷敏,董釗釗.膳食纖維對(duì)健康的影響[J].河北醫(yī)藥,2011,33(4):604-606.

[12] Kaczmarczyk MM,Miller MJ,Freund GG.The health benefits of dietary fiber:beyond the usual suspects of type 2 diabetes mellitus,cardiovascular diseaseand colon cancer[J].Metabolism,2012,61(8):1058-1066.

[13] 王冬環(huán),陳文祥.應(yīng)注重糖化血紅蛋白在糖尿病診療中的臨床價(jià)值[J].中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2012,35(6):493-496.

[14] 李寧,江驥,胡蓓.復(fù)合膳食纖維對(duì)健康受試者血糖及血脂的影響[J].中國(guó)臨床營(yíng)養(yǎng)雜志,2007,15(6):351-354.

[15] 俞文.膳食纖維對(duì)2型糖尿病治療中的療效觀察[J].醫(yī)學(xué)信息：下旬刊,2010,23(12):153.

[16] 金燕紅.膳食纖維對(duì)糖尿病患者血糖血脂的影響[J].中國(guó)醫(yī)師雜志,2010,12(12):1702-1703.

[17] Post RE,Mainous AG 3rd,King DE,etal.Dietary fiber for the treatment of type 2 diabetes mellitus:a meta-analysis[J].J Am Board Fam Med,2012,25(1):16-23.

[18] Jiang J,Qiu H,Zhao G,etal.Dietary fiber intake is associated with HbA1clevel among prevalent patients with type 2 diabetes in Pudong New Area of Shanghai,China[J].PLoS One,2012,7(10):e46552.

[19] 陳偉.糖尿病醫(yī)學(xué)營(yíng)養(yǎng)治療[J].中國(guó)實(shí)用內(nèi)科雜志,2011,31(3):181-183.

[20] 陰文婭,黃承鈺,鄭衛(wèi)東,等.糖尿病病人膳食生糖效應(yīng)與膳食纖維攝入的關(guān)系研究[J].衛(wèi)生研究,2009,38(4):437-440.

[21] 陳道雄,陳開(kāi)寧,高勇義,等.低血糖指數(shù)高膳食纖維膳食改善初診2型糖尿病患者糖脂代謝的初步研究[J].中國(guó)糖尿病雜志,2010,18(7):529-531.

[22] 薛雪,楊道海.麩皮控制血糖的機(jī)理及食用方法[J].國(guó)際中醫(yī)中藥雜志,2008,30(1):23.

[23] Liese AD,Schulz M,Fang F,etal.Dietary glycemic index and glycemic load,carbohydrate and fiber intake,and measures of insulin sensitivity,secretion,and adiposity in the Insulin Resistance Atherosclerosis Study[J].Diabetes Care,2005,28(12):2832-2838.

[24] Weickert MO,Roden M,Isken F,etal.Effects of supplemented isoenergetic diets differing in cereal fiber and protein content on insulin sensitivity in overweight humans[J].Am J Clin Nutr,2011,94(2):459-471.

[25] Lustig RH.Diabetes and dietary fibre:directive or distraction[J].Clin Experiment Ophthalmol,2012,40(3):230-231.

[26] Dunaif G,Schneeman BO.The effect of dietary fiber on human pancreatic enzyme activity in vitro[J].Am J Clin Nutr,1981,34(6):1034-1035.

[27] 王子花,申瑞玲,李文全.膳食纖維降血糖作用研究進(jìn)展[J].糧食與油脂,2006,19(7):42-44.

[28] Boby RG,Leelamma S.Blackgram fiber (Phaseolus mungo)：mechanism of hypoglycemic action[J].Plant Foods Hum Nutr,2003,58(1):7-13.

[29] 汪海波,劉大川,汪海嬰,等.燕麥β-葡聚糖對(duì)糖尿病大鼠胰島功能的影響[J].營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2006,28(1):54-57.

[30] 蔡琳,劉瑩,叢峰,等.膳食纖維復(fù)合沖劑及其輔劑的降血糖作用研究[J].食品與藥品,2011,13(5):168-171.

[31] 楊楊,陶陶,姬諾.膳食纖維在結(jié)腸癌防治中的作用[J].醫(yī)學(xué)綜述,2010,16(10):1494-1496.

[32] 李曉明,劉彩虹.食物血糖生成指數(shù)在糖尿病飲食治療中的研究進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)綜述,2007,13(7):538-539.

[33] 蔡?hào)|聯(lián).營(yíng)養(yǎng)師必讀[M].北京:人民軍醫(yī)出版社,2006:64-65.