含緩釋碳水化合物腸內(nèi)營養(yǎng)制劑對老年2型糖尿病合并肥胖患者糖脂代謝及糞短鏈脂肪酸的影響

韓 婷， 曲志華， 李 偉， 卓嘉璐， 楊 寧， 陳一秋

(同濟大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院臨床營養(yǎng)科，上海 200072)

肥胖患者中約有75%的人患有糖尿病，隨著人口老齡化，老年2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus， T2DM)合并肥胖的患病率逐漸上升[1]。老年T2DM合并肥胖患者會同時存在胰島β細胞功能減退和胰島素抵抗，老年患者活動能力下降也會進一步增加患者的BMI[2]。膳食纖維包括可溶性和不可溶性膳食纖維，可通過調(diào)節(jié)腸道微生物進而對機體產(chǎn)生有益影響，其攝入量與糖尿病發(fā)病風(fēng)險呈負相關(guān)[3]。未被消化的膳食纖維可以被微生物在盲腸和結(jié)腸中發(fā)酵，其發(fā)酵產(chǎn)物主要是短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids, SCFAs)，包括乙酸(acetic acid, Ace)、丙酸(propionic acid, Pro)、異丁酸(isobutyric acid, i-But)、丁酸(butyric acid, But)、異戊酸(isovaleric acid, i-Pen)和戊酸(pentanoic acid, Pen)。腸道中的SCFAs主要是乙酸、丙酸和丁酸，約占所有SCFAs的95%以上[4]。有研究顯示，短鏈脂肪酸對糖尿病具有調(diào)節(jié)作用，膳食纖維或SCFAs會改變腸道菌群結(jié)構(gòu)和豐度，促進有益菌的增殖維護菌群平衡，在疾病治療中具有調(diào)節(jié)作用[5]。丁酸可以激活胚胎干細胞中調(diào)控胰腺早期發(fā)育的基因，進而增加胰島β細胞分化及胰島素基因的表達[6]。肥胖是T2DM是最常見的共患疾病，并且本身也是一系列并發(fā)癥的重要危險因素[7]。因此，本研究擬通過觀察受試者攝入含緩釋碳水化合物腸內(nèi)營養(yǎng)制劑，觀察干預(yù)前后血糖及糞便中短鏈脂肪酸的變化，有助于更好地管理老年T2DM合并肥胖患者的飲食。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取40例同濟大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院內(nèi)分泌科的住院患者。本研究對糖尿病的診斷標(biāo)準(zhǔn)采用2010年美國糖尿病協(xié)會頒布的新標(biāo)準(zhǔn)[8]。肥胖的診斷標(biāo)準(zhǔn)參照《中國超重/肥胖醫(yī)學(xué)營養(yǎng)治療專家共識》[9]。

入選標(biāo)準(zhǔn)如下。(1) 糖化血紅蛋白(hemoglobin A1C， HbAlc)≥6.5%，空腹血糖(fasting blood glucose, FBG)>7.0 mmol/L；(2) 口服降糖藥；(3) 年齡65～80歲；(4) BMI≥28 kg/m2。

排除標(biāo)準(zhǔn)如下。(1) 近3個月內(nèi)使用胰島素、抗生素、微生物活菌制劑、乳果糖、膳食補充劑或中藥等治療；(2) 近3個月內(nèi)體重不穩(wěn)定；(3) 正在接受低碳水化合物膳食(如Atkins膳食)治療；(4) 患有1型糖尿病、急慢性感染性疾病、糖尿病急性慢性并發(fā)癥等；(5) 嚴(yán)重的心理障礙或意識障礙，不便于交流者，吸煙、酗酒；(6) 妊娠、哺乳期婦女或有妊娠計劃的女性；(7) 已經(jīng)參加其他臨床試驗等。

剔除標(biāo)準(zhǔn)如下。(1) 出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)的受試者，僅進行安全性分析；(2) 不愿意繼續(xù)參加該試驗的受試者；(3) 干預(yù)期間無法堅持實施干預(yù)方案的受試者等。

最終共有33名完成研究，入組患者按照隨機數(shù)字表法被隨機分為干預(yù)組(n=16)和對照組(n=17)。兩組患者的年齡、性別、BMI、FBG、HbAlc、空腹胰島素(fasting insulin， FINS)、空腹C肽(fasting C-peptide， FCP)、胰島素抵抗指數(shù)(homeostasis model of asses-sment for insulin resistence index， HOMA-IR)、理論能量攝入與實際能量攝入、理論蛋白質(zhì)攝入與實際蛋白質(zhì)攝入、血清三酰甘油(triglyceride， TG)、總膽固醇(total cholesterol， TC)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein-cholesterol， HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein-cholesterol， LDL-C)、腰圍(waist circumference， WC)、腰臀脂肪比率(waist/hip ratio， WHR)、C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein， CRP)等差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)，具有可比性，見表1。

表1 兩組患者各項指標(biāo)的比較

1.2 方法

1.2.1 醫(yī)學(xué)營養(yǎng)干預(yù)及飲食管理 每位受試者均簽署知情同意書。對所有受試者均進行飲食及運動教育，均按照醫(yī)囑服用降糖藥。按照2013年的糖尿病醫(yī)學(xué)營養(yǎng)治療專家共識[10]中的營養(yǎng)治療原則設(shè)計個體化食譜，每日提供并攝入83.62 kJ/kg，蛋白質(zhì)1.0 g/kg，脂肪供能比為20%～30%，碳水化合物供能比為40%～55%。兩組受試者餐次均為5餐，即早、中晚餐和上午、下午點心。干預(yù)組患者接受醫(yī)學(xué)營養(yǎng)干預(yù)，用含緩釋碳水化合物的腸內(nèi)營養(yǎng)制劑(添加了抗性淀粉、低聚果糖，并且每100 g含膳食纖維3.46 g)替代早餐及晚餐，每餐52 g，沖調(diào)于200 mL溫開水中，可提供能量920.48 kJ和蛋白質(zhì)11 g；對照組患者的一日飲食均接受個體化食譜飲食。在干預(yù)期間，干預(yù)組和對照組患者使用的降糖藥物劑量不變，同時給予綜合性干預(yù)措施，如飲食、鍛煉、健康生活方式等方面指導(dǎo)。

所有患者均納入由臨床營養(yǎng)科醫(yī)生組成的微信群，在群內(nèi)發(fā)放科普資料，便于患者查閱和改善依從性；并教會患者如何依據(jù)自己的食譜進行食物交換份，要求患者使用電子秤稱量食物，以保證每日能量、蛋白質(zhì)、脂肪及碳水化合物攝入量符合要求；同時為患者發(fā)放膳食和運動日記記錄本，以隨時跟蹤和遠程指導(dǎo)，要求患者每日在微信群上傳每天的飲食，并每4周回訪1次且交回膳食和運動日記。

1.2.2 生化指標(biāo)的檢測 所有受試者著單衣，在空腹?fàn)顟B(tài)下，脫去鞋子，由專人測量身高和體重，采用上海力衡儀器儀表有限公司TZ120型120 kg身高體重秤進行身高、體重測量；采用軟皮尺測量腰圍和臀圍，并計算BMI；在干預(yù)前和干預(yù)8周后，清晨未進餐前，抽取靜脈血進行檢測，使用高效液相色譜法測定HbA1c，葡萄糖氧化酶法測定FBG，電化學(xué)發(fā)光法測定FINS、FCP，采用羅氏公司Modular DPP型全自動生化分析儀(試劑盒由羅氏公司提供)用紫外酶法檢測TG，用膽固醇氧化酶法檢測TC、HDL-C和LDL-C，均采用直接法測定；所有生化指標(biāo)檢測均由本院檢驗科進行完成。

1.2.3 糞便短鏈脂肪酸的檢測 基于氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(gas chromatography-mass spectrometry， GC-MS)檢測平臺的短鏈脂肪酸分析方法，絕對定量檢測6種短鏈脂肪酸。方法： 干預(yù)結(jié)束時運用自然排便法收集糞便樣本30 mg，加入2顆小鋼珠，加入400 μL純乙醇溶液；-20 ℃靜置預(yù)冷2 min，研磨機研磨2 min(60 Hz)；冰水浴中超聲提取20 min；-20 ℃ 靜置2 h；離心(離心半徑8 cm，12 000 r/min，10 min，4 ℃)后吸取200 μL的上清液，使用0.22 μm 的有機相針孔過濾器過濾后，轉(zhuǎn)移到LC進樣小瓶，進行GC-MS分析。在Masshunter定量軟件(美國Agilent公司，版本號： B.07.01)中采用默認(rèn)參數(shù)對各離子碎片進行自動識別和積分，并輔助人工檢查。以分析物的質(zhì)譜峰面積為縱坐標(biāo)，以分析物的濃度為橫坐標(biāo)繪制線性回歸標(biāo)準(zhǔn)曲線。樣本濃度計算： 將樣品分析物的質(zhì)譜峰面積，代入線性方程中，計算濃度結(jié)果。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 血糖及胰島功能相關(guān)參數(shù)的變化

干預(yù)8周后，與對照組相比，干預(yù)組BMI、HbA1c、FBG有所下降(P<0.05)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義；FINS、FCP、HOMA-IR較對照組均有降低(P>0.05)，但差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義，見表2。

2.2 血脂及炎癥相關(guān)參數(shù)的變化

干預(yù)8周后，與對照組相比，TG、CRP均有下降(P<0.05)；干預(yù)組TC、LDL-C較對照組有所下降(P>0.05)，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義；干預(yù)組HDL-C較對照組有所上升，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

2.3 人體測量指標(biāo)的變化

干預(yù)8周后，干預(yù)組與對照組相比，BMI、腰圍、腰臀脂肪比率均有下降(P<0.05)，見表2。

2.4 糞便短鏈脂肪酸量的變化

比較兩組患者干預(yù)8周后糞便中乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸的含量，結(jié)果顯示干預(yù)組患者糞便中SCFAs總量及丁酸的濃度顯著高于對照組(P<0.05)；而乙酸、丙酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、己酸含量比對照組有所升高(P>0.05)，但差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義，見表2。

表2 兩組患者干預(yù)后各項指標(biāo)的比較

2.5 糞SCFAs與糖代謝指標(biāo)的相關(guān)性

由表3可知，HbA1c、FCP與糞便中丁酸呈負相關(guān)(P<0.05)，與乙酸、丙酸、異丁酸、異戊酸、戊酸及總短鏈脂肪酸無相關(guān)性(P>0.05)；FINS、FBG、HOMA-IR與乙酸及與總短鏈脂肪酸水平呈負相關(guān)(P<0.05)，與丙酸、異丁酸、丁酸、異戊酸、戊酸無相關(guān)性(P>0.05)。

表3 老年T2DM合并肥胖患者糞便中SCFAs與糖代謝指標(biāo)的相關(guān)性

3 討 論

對于老年T2DM合并肥胖患者提供積極的醫(yī)學(xué)營養(yǎng)治療[11]，將更加有利于控制血糖及體重管理，也是防治糖尿病慢性并發(fā)癥的核心[12]。研究表明，服用低血糖指數(shù)飲食可能是降低2型糖尿病患者血糖的一種潛在飲食方式[13]。本研究使用的腸內(nèi)營養(yǎng)制劑包含麥芽糖糊精、抗性淀粉及低聚果糖等緩釋碳水化合物成分，每100 g提供3.46 g膳食纖維，血糖指數(shù)為30，屬于低血糖指數(shù)食物。膳食纖維通常是寡糖或多糖，難以被人體消化和吸收，不會直接為人體供能，但在體內(nèi)能起到抵抗消化酶的分解、緩慢釋放葡萄糖的作用，具有較低的胰島素反應(yīng)，可控制血糖平衡，減少饑餓感[14-15]。膳食纖維能使膳食黏稠度增高,在胃的排空速度減慢及緩慢的跨小腸黏膜靜水層彌散，促使纖維在小腸的轉(zhuǎn)運時間變長，進而延緩了碳水化合物的吸收[16]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，老年T2DM合并肥胖的患者運用含緩釋碳水化合物的腸內(nèi)營養(yǎng)制劑干預(yù)8周后，可有效的降低患者的血糖水平、胰島素和C肽的分泌，改善胰島功能。既往研究也顯示含緩釋碳水化合物的腸內(nèi)營養(yǎng)制劑可以有效地改善老年T2DM合并肥胖患者的血糖，降低血脂水平、減輕體重、縮小腰圍、利于HbA1c達標(biāo)和提高患者的依從性和滿意率[17]。王興純等[18]研究顯示，使用含緩釋碳水化合物腸內(nèi)營養(yǎng)制劑干預(yù)肥胖患者，可減輕肥胖患者體重、改善肥胖患者脂肪分布，同時有效調(diào)節(jié)血脂和血糖，有利于改善肥胖患者代謝水平，并具有良好的耐受性和安全性。

目前大多數(shù)研究多集中于含緩釋碳水化合物腸內(nèi)營養(yǎng)制劑對血糖的影響，而對干預(yù)后產(chǎn)生的糞短鏈脂肪酸研究較少。本研究使用的腸內(nèi)營養(yǎng)制劑富含低聚果糖和大豆纖維，其中低聚果糖(fructooligo-saccharide， FOS)是不被人體消化吸收，且升血糖指數(shù)低于葡萄糖和麥芽糖糊精，可以完整的直接到達大腸的低聚糖類[19-20]。這類膳食纖維能被腸道菌群發(fā)酵利用，生成SCFAs，進入肝臟參與代謝，不會引起血糖升高[21]。腸腔內(nèi)的SCFAs會被腸細胞吸收，進而到達血液循環(huán)，影響葡萄糖在肌肉、肝臟和脂肪中的儲存。所有這些作用都可以對糖尿病產(chǎn)生有益的影響[22]。近年來的研究表明，糖尿病的病因除了肥胖、遺傳和胰島素自身功能不全外，腸道菌群的結(jié)構(gòu)性失衡也是糖尿病發(fā)生的一種可能的重要機制，表現(xiàn)為菌群多樣性和穩(wěn)定性即菌群結(jié)構(gòu)遭到破壞，如有益菌菌群的減少或條件致病菌菌群的增強，誘發(fā)腸道產(chǎn)生低度慢性炎癥，促使細菌內(nèi)毒素釋放，從而導(dǎo)致胰島素抵抗。Larsen等[23]發(fā)現(xiàn)腸道微生態(tài)失衡可能參與糖尿病形成。膳食纖維被腸道菌群代謝所產(chǎn)生的短鏈脂肪酸，可通過改變菌群結(jié)構(gòu)而顯著改善2型糖尿患者的血糖穩(wěn)態(tài)、胰島素分泌及胰島素敏感性[24]。本研究通過檢測患者糞便中短鏈脂肪酸的含量顯示，運用含緩釋碳水化合物的腸內(nèi)營養(yǎng)制劑干預(yù)后，糞便中丁酸及短鏈脂肪酸總含量增加，這可能與患者血糖代謝進一步改善密切相關(guān)。有學(xué)者認(rèn)為短鏈脂肪酸中的丁酸鹽可能是糖尿病治療中較為重要的一種化學(xué)物[25]。另有研究認(rèn)為SCFAs由厭氧菌分解碳水化合物產(chǎn)生，包括乙酸、丙酸和丁酸，在控制體重，平衡葡萄糖穩(wěn)態(tài)、胰島素敏感性等方面發(fā)揮重要作用，對T2DM的健康至關(guān)重要[26]，這些與本研究結(jié)果一致。膳食纖維為腸道雙歧桿菌等益生菌提供食物，促進短鏈脂肪酸產(chǎn)生有益菌和丁酸合成，為腸道細胞提供了充足的營養(yǎng)[27]。本研究推測含緩釋碳水化合物腸內(nèi)營養(yǎng)制劑對SCFAs的作用與其中的低聚果糖有關(guān)，具有調(diào)節(jié)胃腸道的功能，能夠緩解腸道微生態(tài)失調(diào)，以及通過調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)和炎癥反應(yīng)維護腸道的屏障功能[28]。本研究將糞便中SCFAs與糖代謝指標(biāo)進行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)： HbA1c、FCP與糞便中丁酸呈負相關(guān)，F(xiàn)INS、FBG、HOMA-IR與乙酸及總短鏈脂肪酸水平呈負相關(guān)。

CRP作為機體的急性時相反應(yīng)蛋白之一，在機體異常狀態(tài)下的反應(yīng)靈敏度較高，有研究認(rèn)為，CRP不僅與糖尿病的微炎性反應(yīng)狀態(tài)有關(guān)，而且與胰島素抵抗等方面有著密切聯(lián)系。T2DM被認(rèn)為是一種慢性炎癥性疾病，肥胖是T2DM是重要的易感因素，而慢性炎癥反應(yīng)在肥胖胰島素抵抗-糖代謝異常病因鏈中發(fā)揮了重要作用[29]。本研究結(jié)果顯示，干預(yù)后，實驗組的CRP表達水平顯著低于對照組，說明該腸內(nèi)營養(yǎng)制劑有助于穩(wěn)定老年T2DM合并肥胖患者炎癥狀態(tài)。

本研究結(jié)果中，干預(yù)組FINS、FCP、HOMA-IR較對照組均有降低，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義，可能與該研究樣本量較少以及干預(yù)時間比較短有關(guān)，后期可以實行更長周期和更多樣本的實踐。

綜上所述，對于老年T2DM合并肥胖患者，在藥物治療的前提下，合理使用適合糖尿病患者的富含緩釋淀粉的腸內(nèi)營養(yǎng)制劑，可以有效地降低患者的血糖水平，改善脂代謝和胰島功能，增加短鏈脂肪酸的產(chǎn)生，改善腸道菌群失衡，為老年T2DM合并肥胖的防治提供新思路。