張強(qiáng)

(華東師范大學(xué)體育與健康學(xué)院 上海 200241)

生酮飲食與運(yùn)動(dòng)及糖尿病治療

張強(qiáng)

(華東師范大學(xué)體育與健康學(xué)院 上海 200241)

目的 探討生酮飲食對(duì)糖尿病的影響。方法 通過(guò)研究生酮飲食與糖尿病相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行整理并綜述。結(jié)果 (1)部分研究認(rèn)為,生酮飲食可以有效控制血糖水平以及個(gè)體體重進(jìn)而改善糖尿病。主要機(jī)制可能是通過(guò)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(jìn)而最終改善糖尿病癥狀。（2）也有研究發(fā)現(xiàn),糖尿病小鼠長(zhǎng)期KD可加劇肝臟和白色脂肪組織中的炎癥反應(yīng),最終誘發(fā)脂肪肝。（3）不同方式運(yùn)動(dòng)可以在一定程度緩解脂肪肝。結(jié)論 運(yùn)動(dòng)與生酮飲食聯(lián)合運(yùn)用到糖尿病的研究中,很有可能改善糖尿病糖代謝同時(shí),改善生酮飲食帶來(lái)的副作用。

生酮飲食 糖尿病 肝臟脂肪變性 運(yùn)動(dòng)

糖尿病是威脅全球人類(lèi)健康的非傳染性疾病之一,世界衛(wèi)生組織(WHO)報(bào)道,在全球范圍內(nèi),高血糖已成為繼高血壓和煙草之后,成為第三過(guò)早致死的危險(xiǎn)因素[1]。據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)盟(IDF)統(tǒng)計(jì),2015年中國(guó)糖尿病患者的人數(shù)為1.96億,其中130萬(wàn)死于糖尿病,當(dāng)糖尿病治療費(fèi)用達(dá)3 340億元,糖尿病不但給患者個(gè)人造成極大的心理負(fù)擔(dān),而且給中國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)造成了沉重負(fù)擔(dān)[2]。

糖尿病產(chǎn)生的持續(xù)高血糖,可影響心臟、血管等全身多個(gè)組織、器官功能。糖尿病患者如長(zhǎng)期得不到治療,可導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生各種嚴(yán)重的并發(fā)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(fā)病受多種因素干擾,發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜,當(dāng)前尚無(wú)一種方法可完全治療糖尿病。國(guó)際糖尿病聯(lián)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(dòng)[2]。然而,臨床研究顯示,除二甲雙胍,大多數(shù)糖尿病藥物療效有限或價(jià)格昂貴[3]。研究顯示,生酮飲食(ketogenic diet,KD)作為糖尿病臨床干預(yù)手段,可有效控制糖尿病患者體重和血糖。但也有研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期使用KD,可能造成糖尿病患者血脂異常,甚至導(dǎo)致脂肪肝[4]。一直以來(lái),運(yùn)動(dòng)作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全性、可靠性高的干預(yù)手段,對(duì)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(yùn)動(dòng)是否也能對(duì)KD導(dǎo)致的肝臟脂肪堆積具有一定治療及緩解作用仍需進(jìn)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(zhì)含量較少,但富含機(jī)體必須營(yíng)養(yǎng)元素的飲食方案。與普通飲食相比,機(jī)體進(jìn)食KD后,主要依靠脂肪氧化產(chǎn)生的酮體供能(非糖有氧氧化供能)[5],KD最早被發(fā)現(xiàn)用于癲癇的治療,后期主要應(yīng)用于癌癥阿爾茲海默癥預(yù)防和治療。

2 KD在糖尿病中的應(yīng)用

肥胖是糖尿病發(fā)生的高風(fēng)險(xiǎn)因素,適當(dāng)減輕體重可明顯降低糖尿病的發(fā)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(fā)生之前,飲食控制是糖尿病的關(guān)鍵治療策略[7]。在糖尿病動(dòng)物模型中研究發(fā)現(xiàn),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(fā)現(xiàn),2型糖尿病患者采取52周KD干預(yù)后,體重、BMI、腰圍、體脂、血壓、HbA1C均產(chǎn)生的良性效應(yīng)[14]。因此,大多數(shù)研究認(rèn)為,KD可對(duì)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(yīng)用的潛力及優(yōu)勢(shì),但是關(guān)于人體能否能夠長(zhǎng)期接觸以及在糖尿病中應(yīng)用這類(lèi)飲食仍然備受爭(zhēng)議。動(dòng)物研究表明,KD可導(dǎo)致正常小鼠誘發(fā)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(yīng)[5]。近些年在糖尿病患者的研究中發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期KD可導(dǎo)致糖尿病患者出現(xiàn)血脂異常、脂肪肝[4]。

3 運(yùn)動(dòng)、KD與脂肪肝

肝臟作為糖、脂代謝的重要場(chǎng)所,在維持機(jī)體能量穩(wěn)態(tài)中扮演者至關(guān)重要的角色。機(jī)體新陳代謝紊亂可影響肝臟脂質(zhì)合成和分解效率,并導(dǎo)致肝臟脂肪積累,最終有可能發(fā)展為脂肪肝。一直以來(lái),合理飲食、運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為是治療脂肪肝的有效手段[16]。運(yùn)動(dòng)又因其安全性和可靠性高,備受脂肪肝患者青睞[17]。研究發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)既可抑制肝臟PPARγ、SREBP1c、ACC、CIDEA等脂肪分化、增殖基因和蛋白表達(dá),也可激活A(yù)MPKa ACC CPT1信號(hào)通路,抑制肝臟脂肪形成,改善機(jī)體脂代謝[18,19]。以往研究認(rèn)為,中等強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間耐力運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)減肥與脂肪肝控制的首選手段。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(High intensity interval training,HIIT)也可改善脂肪肝現(xiàn)象[22],在糖尿病研究中發(fā)現(xiàn),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(jī)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(qiáng)運(yùn)動(dòng)后肌細(xì)胞胰島素敏感性。

目前為止,有研究顯示,2型糖尿病小鼠長(zhǎng)期使用KD會(huì)造成脂肪肝。但是運(yùn)動(dòng)聯(lián)合KD,在糖尿病應(yīng)用較少。多是通過(guò)KD、運(yùn)動(dòng)以及藥物共同干預(yù)糖尿病、脂肪肝,實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)可有效改善肝臟脂代謝、緩解脂肪肝。(3)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期進(jìn)食KD飲食可提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)且無(wú)發(fā)現(xiàn)明顯副作用。綜合考慮,使用運(yùn)動(dòng)聯(lián)合KD干預(yù)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(fā)現(xiàn)脂肪的氧化供能需要碳水化合物的參與。長(zhǎng)期KD能夠有效控制血糖,但未觀察到低血糖現(xiàn)象。由于動(dòng)物能從食物中所攝取的碳水化合物極為有限,此時(shí),機(jī)體極有可能是通過(guò)調(diào)節(jié)PCK1、G6Pc等糖異生關(guān)鍵限速酶的基因、蛋白表達(dá)水平以及酶活性從而增加機(jī)體糖異生效率維持糖穩(wěn)態(tài),維持脂肪氧化狀態(tài)。推測(cè),運(yùn)動(dòng)與KD有可能通過(guò)調(diào)節(jié)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(rèn)為,生酮飲食可以有效控制血糖水平以及個(gè)體體重進(jìn)而改善糖尿病。其主要作用機(jī)制可能是通過(guò)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(jìn)而最終改善糖尿病癥狀。然而,也有部分研究者通過(guò)動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn),糖尿病小鼠長(zhǎng)期KD可加劇肝臟和白色脂肪組織中的炎癥反應(yīng),最終誘發(fā)脂肪肝。因此,運(yùn)動(dòng)與生酮飲食聯(lián)合運(yùn)用到糖尿病的研究中,很有可能改善糖尿病糖代謝同時(shí),改善生酮飲食帶來(lái)的副作用。

[1]Organization WH.Global health risks: mortality and burden of disease attributable to selected major risks[M]. 2009:1-63.

[2]Al J A N,Maria Hein Hegelund S M H,Ute Linnenkamp D M,et al.IDF Diabetes Atlas.7th ed[C]//International Diabetes Federation.2016.

[3]Srinivasan S,JC FLores.Therapeutic Challenges in Diabetes Prevention: We Have Not Found the “Exercise Pill”[J].Clinical Pharmacology&Therapeutics,2015,98(2): 162.

[4]Zhang X,Qin J,Zhao Y,et al. Long-term ketogenic diet contributes to glycemic control but promotes lipid accumulation and hepatic steatosis in type 2 diabetic mice[J].Nutrition Research,2016,36(4):349-358.

[5]Wheless J W. History of the ketogenicdiet[J].Epilepsia,2008(49):3-5.

[6]Campbell R K. Type 2 diabetes: where we are today: an overview of disease burden,current treatments,and treatment strategies[J]. Journal of the American Pharmacists Association Japha,2009,49(Suppl 1):3-9.

[7]Arora S K,Mcfarlane S I. The case for low carbohydrate diets in diabetes management[J].Nutrition& Metabolism,2005,2(1):16.

[8]Badman M K,Kennedy A R,Adams A C,et al. A very low carbohydrate ketogenic diet improves glucose tolerance in ob/ob mice independently of weight loss[J]. AJP: Endocrinology and Metabolism，2009,297(5):1197-1204.

[9]Zhang X,Qin J,Zhao Y,et al. Long-term ketogenic diet contributes to glycemic control but promotes lipid accumulation and hepatic steatosis in type 2 diabetic mice[J]. Nutrition Research,2016,36(4):349-358.

[10]Mobbs C V,Mastaitis J,Isoda F,et al. Treatment of Diabetes and Diabetic Complications With a Ketogenic Diet[J].Journal of Child Neurology,2013,28(8):1009-1014.

[11]Brehm B J,Lattin B L,Summer S S,et al. One-Year Comparison of a High-Monounsaturated Fat Diet With a High-Carbohydrate Diet in Type 2 Diabetes[J].Diabetes Care,2009,32(2):215-220.

[12]Westman E C,Yancy W J,Mavropoulos J C,et al. The effect of a low-carbohydrate,ketogenic diet versus a low-glycemic index diet on glycemic control in type 2 diabetes mellitus[J].NutrMetab(Lond),2008(5):36.

[13]Seshadri P,Iqbal N,Stern L,et al. A randomized study comparing the effects of a low-carbohydrate diet and a conventional diet on lipoprotein subfractions and C-reactive protein levels in patients with severe obesity [J]. American Journal of Medicine,2004,117(6):398-405.

[14]Stem L,Iqbal N,Seshadri P,et al. The effects of lowcarbohydrate versus conventional weight loss diets in severely obese adults: One-year follow-up of a randomized trial[J].Annals of Internal Medicine,2004,140 (10):18.

[15]Bielohuby M,Sisley S,Sandoval D,et al. Impaired glucose tolerance in rats fed low-carbohydrate,highfat diets[J].AJP: Endocrinology and Metabolism,2013,305(9):1059-1070.

[16]Angulo P.Nonalcoholic Fatty Liver Disease[J].World Journal of Gastroenterology,2010,16(42):5286-5296.

[17]Akyü z F,Demir K,Ozdil S,et al. The Effects of Rosiglitazone,Metformin,and Diet with Exercise in Nonalcoholic Fatty Liver Disease[J].Digestive Diseases and Sciences,2007,52(9):2359-2367.

[18]Gummesson A,Jern s M,Svensson P,et al. Relations of Adipose Tissue CIDEA Gene Expression to Basal Metabolic Rate,Energy Restriction,and Obesity: Population-Based and Dietary Intervention Studies[J].The Journal of Clinical Endocrinology&Metabolism,2007,92 (12):4759-4765.

[19]Reynolds T H,Banerjee S,Sharma V M,et al. Effects of a High Fat Diet and Voluntary Wheel Running Exercise on Cidea and Cidec Expression in Liver and Adipose Tissue of Mice[J]. PLOS ONE,2015,10(7): e130259.

[20]Hannah W N,Harrison S A. Lifestyle and Dietary Interventions in the Management of Nonalcoholic Fatty Liver Disease[J]. Digestive Diseases and Sciences,2016,61(5):1365-1374.

[21]Taniguchi H,Tanisawa K,Sun X,et al.Endurance exercise reduces hepatic fat content and serum fibroblast growth factor 21 levels in elderly men.[J].Journal of Clinical Endocrinology&Metabolism,2015（1）：2015-3308.

[22]Cassidy S,Thoma C,Hallsworth K,et al.High intensity intermittent exercise improves cardiac structure and function and reduces liver fat in patients with type 2 diabetes: a randomised controlled trial[J].Diabetologia，2016,59(1):56-66.

[23]Jelleyman C,Yates T,O'Donovan G,et al.The effects of high-intensity interval training on glucose regulation and insulin resistance:a meta-analysis[J].Obesity Reviews， 2015,16(11):942-961.

[24]朱兵,張曉雨,范鳴,等.高脂低碳水化合物飼養(yǎng)加運(yùn)動(dòng)對(duì)2型糖尿病大鼠代謝指標(biāo)的影響[J].中華糖尿病雜志，2014,6(11): 826-830.

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:A

:2095-2813(2017)03(b)-0028-03

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.08.028