生酮飲食與運動及糖尿病治療

張強

(華東師范大學體育與健康學院 上海 200241)

生酮飲食與運動及糖尿病治療

張強

(華東師范大學體育與健康學院 上海 200241)

目的 探討生酮飲食對糖尿病的影響。方法 通過研究生酮飲食與糖尿病相關文獻進行整理并綜述。結果 (1)部分研究認為,生酮飲食可以有效控制血糖水平以及個體體重進而改善糖尿病。主要機制可能是通過提高小鼠胰島素的敏感性、降低空腹血糖以及胰島素水平、改善葡萄糖和胰島素耐量進而最終改善糖尿病癥狀。（2）也有研究發現,糖尿病小鼠長期KD可加劇肝臟和白色脂肪組織中的炎癥反應,最終誘發脂肪肝。（3）不同方式運動可以在一定程度緩解脂肪肝。結論 運動與生酮飲食聯合運用到糖尿病的研究中,很有可能改善糖尿病糖代謝同時,改善生酮飲食帶來的副作用。

生酮飲食 糖尿病 肝臟脂肪變性 運動

糖尿病是威脅全球人類健康的非傳染性疾病之一,世界衛生組織(WHO)報道,在全球范圍內,高血糖已成為繼高血壓和煙草之后,成為第三過早致死的危險因素[1]。據國際糖尿病聯盟(IDF)統計,2015年中國糖尿病患者的人數為1.96億,其中130萬死于糖尿病,當糖尿病治療費用達3 340億元,糖尿病不但給患者個人造成極大的心理負擔,而且給中國社會和經濟造成了沉重負擔[2]。

糖尿病產生的持續高血糖,可影響心臟、血管等全身多個組織、器官功能。糖尿病患者如長期得不到治療,可導致機體產生各種嚴重的并發癥,如,糖尿病腎病、糖尿病酮癥酸中毒、高血壓等。由于糖尿病的發病受多種因素干擾,發病機制較為復雜,當前尚無一種方法可完全治療糖尿病。國際糖尿病聯盟建議糖尿病主要治療手段包括藥物治療、飲食治療以及合理體育活動[2]。然而,臨床研究顯示,除二甲雙胍,大多數糖尿病藥物療效有限或價格昂貴[3]。研究顯示,生酮飲食(ketogenic diet,KD)作為糖尿病臨床干預手段,可有效控制糖尿病患者體重和血糖。但也有研究發現長期使用KD,可能造成糖尿病患者血脂異常,甚至導致脂肪肝[4]。一直以來,運動作為一種經濟實用、安全性、可靠性高的干預手段,對于脂肪肝具有良好的控制效果,備受科研以及臨床工作者所青睞。目前,在2型糖尿病患者中,運動是否也能對KD導致的肝臟脂肪堆積具有一定治療及緩解作用仍需進一步研究。

1 生酮飲食(ketogenic diet,KD)

KD是一種脂肪含量較高,碳水化合物與蛋白質含量較少,但富含機體必須營養元素的飲食方案。與普通飲食相比,機體進食KD后,主要依靠脂肪氧化產生的酮體供能(非糖有氧氧化供能)[5],KD最早被發現用于癲癇的治療,后期主要應用于癌癥阿爾茲海默癥預防和治療。

2 KD在糖尿病中的應用

肥胖是糖尿病發生的高風險因素,適當減輕體重可明顯降低糖尿病的發病率[6],研究表明,KD可有效降低糖尿病患者體重。在外源性胰島素抵抗發生之前,飲食控制是糖尿病的關鍵治療策略[7]。在糖尿病動物模型中研究發現,KD可顯著提高小鼠胰島素的敏感性、降低空腹血糖以及胰島素水平[8]、改善葡萄糖和胰島素耐量[9],臨床上,在糖尿病患者體重和血糖控制中取得了可喜成效[10-13]。Brehm等發現,2型糖尿病患者采取52周KD干預后,體重、BMI、腰圍、體脂、血壓、HbA1C均產生的良性效應[14]。因此,大多數研究認為,KD可對糖尿病具有一定改善作用。

然而,盡管眾多的臨床研究表明了KD在糖尿病患者中應用的潛力及優勢,但是關于人體能否能夠長期接觸以及在糖尿病中應用這類飲食仍然備受爭議。動物研究表明,KD可導致正常小鼠誘發胰島素抵抗、糖耐量異常、脂肪肝[15],加劇肝和白色脂肪組織中的炎癥反應[5]。近些年在糖尿病患者的研究中發現,長期KD可導致糖尿病患者出現血脂異常、脂肪肝[4]。

3 運動、KD與脂肪肝

肝臟作為糖、脂代謝的重要場所,在維持機體能量穩態中扮演者至關重要的角色。機體新陳代謝紊亂可影響肝臟脂質合成和分解效率,并導致肝臟脂肪積累,最終有可能發展為脂肪肝。一直以來,合理飲食、運動被認為是治療脂肪肝的有效手段[16]。運動又因其安全性和可靠性高,備受脂肪肝患者青睞[17]。研究發現,運動既可抑制肝臟PPARγ、SREBP1c、ACC、CIDEA等脂肪分化、增殖基因和蛋白表達,也可激活AMPKa ACC CPT1信號通路,抑制肝臟脂肪形成,改善機體脂代謝[18,19]。以往研究認為,中等強度長時間耐力運動因其可改善肝臟脂肪代謝[20]、減少肝臟脂肪積累[21],減輕脂肪肝,從而成為運動減肥與脂肪肝控制的首選手段。近年來研究發現,高強度間歇訓練(High intensity interval training,HIIT)也可改善脂肪肝現象[22],在糖尿病研究中發現,HIIT還可改善2型糖尿病患者空腹血糖、血脂異常、胰島素抵抗[23]。HIIT改善血糖控制的機理可能在于其可募集更多肌肉纖維和快速消耗肌肉糖原水平,從而增強運動后肌細胞胰島素敏感性。

目前為止,有研究顯示,2型糖尿病小鼠長期使用KD會造成脂肪肝。但是運動聯合KD,在糖尿病應用較少。多是通過KD、運動以及藥物共同干預糖尿病、脂肪肝,實驗研究中存在干擾因素較多[4,24]。鑒于:(1)KD在糖尿病中使用可以影響肝臟脂肪代謝。(2)運動可有效改善肝臟脂代謝、緩解脂肪肝。(3)優秀運動員長期進食KD飲食可提高運動成績且無發現明顯副作用。綜合考慮,使用運動聯合KD干預2型糖尿病,有可能既能夠治療糖尿病又能夠抑制肝臟脂肪變性。

以往研究發現脂肪的氧化供能需要碳水化合物的參與。長期KD能夠有效控制血糖,但未觀察到低血糖現象。由于動物能從食物中所攝取的碳水化合物極為有限,此時,機體極有可能是通過調節PCK1、G6Pc等糖異生關鍵限速酶的基因、蛋白表達水平以及酶活性從而增加機體糖異生效率維持糖穩態,維持脂肪氧化狀態。推測,運動與KD有可能通過調節肝臟脂肪生成、分解以及糖異生共同影響肝臟脂肪變性。

綜上所述,以前的大多研究認為,生酮飲食可以有效控制血糖水平以及個體體重進而改善糖尿病。其主要作用機制可能是通過提高小鼠胰島素的敏感性、降低空腹血糖以及胰島素水平、改善葡萄糖和胰島素耐量進而最終改善糖尿病癥狀。然而,也有部分研究者通過動物研究發現,糖尿病小鼠長期KD可加劇肝臟和白色脂肪組織中的炎癥反應,最終誘發脂肪肝。因此,運動與生酮飲食聯合運用到糖尿病的研究中,很有可能改善糖尿病糖代謝同時,改善生酮飲食帶來的副作用。

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