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毕秀话健康｜低碳饮食在糖尿病治疗中的研究进展

泰然健康网
2024-12-22 04:59

所谓低碳水化合物饮食是指通过减少食物中碳水化合物的摄入量，相应提高蛋白质和（或）脂类的摄入量。生酮饮食使人体模拟了饥饿状态下的代谢变化，酮体代替葡萄糖作为代谢燃料，改变了氧化供能的途径。研究表明，低碳生酮饮食可改善糖尿病患者血糖，血脂，及提高胰岛功能的敏感性，减少糖尿病大血管病变的危险因素，对糖尿病血糖控制及大血管并发症防治有重要意义。本文对低碳饮食在糖尿病治疗方面的进展进行综述。

低碳水化合物饮食（LCD）是指通过减少食物中净碳水化合物（总碳水－纤维）的摄入量，即每天摄入碳水化合物热量占总热量的比例低于30%，从而相应提高蛋白质和（或）脂类的摄入量。这种饮食方案最早是从治疗癫痫的饥饿疗法（即禁食不禁水）演化而来的，由美国医Wilder于1921年建立，他发现采用这种饮食方式能够有效抑制癫痫的发生，随后这种饮食被广泛应用于癫痫的治疗中，特别对儿童难治性癫痫的治疗有非常显著的效果，在一定情况下甚至可以代替药物治疗。随着目前对低碳饮食研究的不断深入，其应用也不断扩大，目前已经用在糖尿病、神经性疾病、肿瘤等多种疾病的治疗，本文主要综述低碳饮食（LCD）及相关饮食方案在糖尿病治疗方面的应用及目前的进展。

1.低碳水化合物饮食（LCD）类别

LCD在控制体重、保持身材方面的效果显著，已被越来越多人广泛接受并认可也被大众推崇为健康饮食法。以低碳水化合物为基本原则的多种饮食方式，包括原始饮食，生酮饮食法，无麸质饮食等等，基础都是低碳饮食，只是各个饮食法中的蛋白质，脂肪比例不一样，对食物的要求不太一样。

1、阿特金斯饮食美国Atkins博士提出的阿特金斯饮食法主要适用于肥胖或超重群体，其观点强调健康的饮食应以低碳水化合物、低脂为主要原则，在初始阶段限制一个非常低的碳水化合物摄入量，一般是每天20-40g净碳水化合物，通常这个阶段身体会进入生酮状态，维持半个月左右。进入第二阶段，碳水化合物摄入量缓慢增加，一般维持每天80-150g净碳水化合物摄入，直到达到目标体重。第三阶段的目标是长期维持标准体重，如果体重减轻就增加碳水摄入，如果体重增加就减少碳水摄入。

2、生酮饮食：极低碳水化合物的饮食方式，目的是通过严格地限制碳水化合物摄入量来让身体进入酮体状态。通常每天消耗低于50g的碳水化合物可以进入酮症状态。经典的生酮饮食中，脂肪与蛋白质重量之和与碳水化合物重量的比值一般为31-41，能量配比即为90%脂肪、2%碳水化合物和8%蛋白质，强迫人体通过消耗脂肪生成脂肪酸和酮体，供给机体能量。此类生酮饮食被广泛用于各种疾病的治疗中。生酮饮食和阿特金斯饮食在蛋白质和脂肪的比例有所不同。

2.生饮食的作用机制

目前对生酮饮食的作用机制尚不完全清楚。碳水化合物在肠道内主要是以葡萄糖的形式吸收，生酮饮食主要是以甘油三酯和蛋白质的形式吸收，不是葡萄糖。而血糖水平的升高主要取决于肠道吸收葡萄糖的速度和量，以及葡萄糖进入循环的利用或储存速率。所以，高碳水化合物饮食比生酮饮食更易升血糖。生酮饮食从葡萄糖的能量代谢过程转变为脂肪的能量代谢过程，即利用脂肪来代替碳水化合物合成腺苷三磷酸（ATP)。在通常情况下，机体将食物中的碳水化合物转变成葡葡糖，并通过血液循环运送至全身以提供能量需要。但当食物中碳水化合物很少而脂肪充足时，人体肝脏组织则通过脂肪代谢氧化反应将脂肪酸氧化生成乙酰辅酶A后缩合生成酮体。酮体是一种小分子脂类衍生物，包括乙酰乙酸、B－羟基工酸和丙酮，其中前两者几乎占酮体总量的98%。酮体是肝脏快速输出能源的一种方式，正常人的酮体浓度基本稳定，尿酮一般为阴性。机体在采用生酮饮食、长时间运动、禁食或处于糖尿病病理状态下可以产生大量酮体，这些酮体可以作为循环的能量物质，通过血液进入包括脑在内的多种组织，并转化为乙酰辅酶A，参与柠檬酸循环，即代替葡萄糖维持机体能量代谢。

3.低碳饮食（LCD）在其他临床医疗中的研究进展

在神经系统方面，低碳水化合物在神经系统方面应用较早，在难治性癫痫上的效果已得到国内外认可。在循环系统领域方面，有研究表明LCD有利于降低糖尿病前期肥胖或超重人群的心血管风险问题，我国学者的研究表明极低碳水化合物饮食在有效控制体重的同时，能够显著改善肥胖症患者的多种心血管风险。有研究者观察低碳饮食和慢性心衰二级预防之间的关系。研究随访观察了123位稳定期的慢性心衰的患者低碳饮食2个月，低碳饮食组患者显示舒张压较基线降低并且可以改善活动后的心功能状态表明，低碳饮食对慢性心衰患者的心功能有一定的改善作用。在呼吸系统方面，Metin等针对21例稳定期慢性阻塞性肺病（COPD）患者进行饮食干预，发现LCD合并高ω-3脂肪酸饮食能够改善COPD患者的身心状况，提高患者的生活质量。而我国相关研究聚焦于急性期COPD患者的肠内营养支持，选用低糖高脂富含ω-3脂肪酸的营养液进行干预对照，结果表明短期（7-14天）的LCD能够促进患者肺功能的恢复，改善通气状况。在肿瘤系统方面：肿瘤细胞由于线粒体的缺损，而无法利用酮体为主要能量来源，因而KD能起到抑制肿瘤细胞的增长，协同抗肿瘤的作用。

4.生酮饮食在肥胖症、糖尿病治疗中的研究进展

肥胖症是心脑血管疾病、肿瘤、代谢综合征等一系列疾病发病的重要危险因素。我国肥胖人群数量已经超过美国，高居世界第一，男女肥胖比率接近。杨辉等人的研究报道，生酮饮食对减脂者的肌肉损耗较少，但能让体脂与腰臀比匀速下降，在减脂者中甚至会出现加强无氧运动者肌肉增加的情况，而肌肉的增加会抵消部分体脂下降对体重的影响。国外已有多项研究证实低碳生酮饮食可明显降低超重或肥胖患者的体重，减少其BMI、腰腹围。

肥胖是2型糖尿病发病的独立危险素。一者有共同的病理生理基础，随着人们生活水平的日益提高糖尿病患病率也随之增加，据世界卫生组织评估，截止至2017年，全球有超过4.25亿人罹患糖尿病，预期2030年这一数字会继续增长至3.6亿人左右。我国统计糖尿病人数达1.14亿，居全球第一.糖尿病影响人体的正常代谢并可导致多种急慢性并发症，从而危害人类的身体健康和生活质量甚至可能危及生命。低碳水化合物饮食（LCD）近年来越来越受到国内外学者们的关注，并随着研究进展的不断深入。LCD被越来越多的人广泛地接受和认可。目前越来越多的研究人员关注低碳饮食对糖尿病患者的血糖影响，并获得了研究成果。一些针对2型糖尿病的超重或肥胖人群的研究结果显示，低碳生酮饮食可降低HbAlc，改善24小时血糖状况及胰岛素敏感性，并且降低体重，甘油三酯和胆固醇水平，增加HLD水平，并且有研究表明低碳饮食可使多数糖尿病患者的降糖药物大幅减少，甚至停用。William等人予以28例超重的2型糖尿病患者（BMI 42.2±5.8kg/m2)16周低碳饮食（碳水化合物量≤20g/日）干预，入组患者提供其饮食指导（低碳饮食手册），低碳饮食方案并不限制患者脂肪的摄入量（除外反式脂肪酸）。低碳饮食开始时胰岛素减量，磺脲类药物减量或停用。患者被建议每日摄入复合维生素和饮水6-8杯，并鼓励其每周运动至少3次，每次30分钟有氧运动。16周后随访，对于体重减至基础体重一半或有饥饿感的患者，可以增加其每日碳水化合物量5g，维持其体重，增加程度需避免其体重增加。研究结果显示：16周的低碳饮食，HbAlc从7.5%下降到6.3%(P<0.001)，甘油三酯2.69下降到1.57mmol/L(P=0001)，体重下降6.6%(P<0.001)。大多数患者降糖药物减量或停用。有研究人员随机选取105例BMI≥25kg/m2，HbA1C在6和11%之间的2型糖尿病患者（病程至少6个月），分为两组，低碳饮食组（根据改良的阿特金斯法，开始2周严格碳水化合物量20-25g/日，之后在维持体重下降的情况下，可每周增加碳水量5g)，低脂饮食组（25%脂肪量）。两组对比结果表明低碳饮食与低脂饮食均有降低HbAlc和体重的作用，但是低碳饮食较低脂饮食相比可升高HdI。荟萃分析25研究显示，95例肥胖2型糖尿病患者（BMI 34.4±4.2kg/m2，年龄58±7)，随机分为低碳饮食组（LC组）(14%碳水化合物[<50g/日]，28%蛋白质、58%脂肪[<10%饱和脂肪酸])，高碳饮食组（58%碳水化合物，17%蛋白质、30%脂肪[<10%饱和脂肪酸])(HC组），结合运动，干预24周，体重与高碳饮食组相比，低碳饮食组HbA1c、甘油三酯降低，HdI 升高，而且结果表明低碳饮食组患者48小时血糖变异性降低，降糖药物使用亦较高碳组减少。Laura等人对比两种饮食方案干预34例超重或肥胖（BMI≥25）的2型糖尿病或糖尿病前期的患者（HbAlc≥6.5%)3个月，低碳高脂，不限制能量饮食和中等量的碳水（165g碳水/日）（低碳饮食手册）、低脂能量限制（500kcal/日）的饮食（MCCR组），结果发现：低碳饮食组HbAlc水平与基线比下降了0.6%，MCCR组HbAlc水平无变化。低碳饮食组体重下降5.5kg，MCCR组体重下降2.6kg(p=0.09)。44%低碳饮食组、11%MCCR组患者停用一种或更多的降糖药物，31%低碳饮食组、5%MCCR患者停用磺脲类降糖药。有相似的研究随机选取34例超重或肥胖的2型糖尿病患者。分为两组LCK组，MCCR组，干预随访12个月，结果显示LCK组HbAlc降低，低碳饮食组6/10患者停用磺脲类或DPPIV抑制剂，而对比MCCR组0/6。低碳饮食干预2周可减少2型糖尿病患者能量摄入，从而减轻体重，并且减少24小时血糖的变异性，HbAlc降低，胰岛素敏感性改善近75%，平均血甘油三酯和总胆固醇降低。而低碳饮食干预2型糖尿病患者10周后，HBAlc下降了1%，89.3%的患者开始至少服用一种降糖药物，56.8%患者减量或停用一种或更多的降糖药物；47.7%患者仅服用二甲双胍或停用药物291。Westma等人研究对于病程〉1年的2型糖尿病患者，分别给予低碳饮食〈20g/日碳水化合物，低糖指数能量限制饮食干预24周，结果显示；与低糖指数能量限制饮食相比，低碳饮食组Alc，体重降低，HdI升高，并且95.2%患者降糖药物减少或停用，表示低碳饮食可有效改善和逆转2型糖尿病。近年来，我国的一项Meta分析：对734名经低碳饮食干预的2型糖尿病患者进行为期3-24个月不同时间的跟踪随访，结果显示：与正常或高碳水饮食相比，LCD组患者的HbAlc和甘油三酯水平显著降低，并且HdI水平明显升高，体重亦明显下降。以往的meta分析亦有类似的研究结果。王丽丽等人的研究结果也显示与低脂组相比，低碳组的HbAlc降低，两组的胰岛素剂量和空腹血糖水平与各基线水平相比降低，并且与基线相比低碳组BMI、总胆固醇明显下降，而低脂组无明显变化。而较为长期的研究报道，日本研究学者延长了对2型糖尿病患者低碳饮食干预随访时间（为3年），每年观察相关指标的变化，与基线相比，低碳饮食组HbAlc、ALT、BUN降低、HLD升高。提示低碳饮食可改善血糖、血脂，以及肝酶水平。这些临床研究均证明了生酮饮食中的高脂肪代替糖类供能，能够改善糖尿病患者的血糖、血脂，达到减重的目的，减少降糖药物的使用，并且可以减少大血管病变的危险因素，有效地预防糖尿病并发症的发生。

基础研究方面，有一项研究报道，将实验大鼠分为3组，即正常饮食（normal diet，ND）组、低碳水化合物生酮饮食（LCKD）组、高碳水化合物（high-calorie diet，HCD）组，饲养8周。然后再将每一组更细致地分为正常对照组、假控制组、糖尿病组。给糖尿病组大鼠胸腔注射链脲佐菌素（STZ)，注射4周后，将所有大鼠处死。结果显示：对体重的影响，前8周，所有组大鼠体重均增加，但ND和HCD组大鼠体重与LCKD组大鼠相比，体重增加得更明显，注射STZ后，ND和HCD组大鼠出现糖尿病症状的体重减轻，而LCKD组大鼠体重继续增加；对血糖的影响，STZ给药后，ND和HCD组大鼠平均血糖水平从105mg/dI(1mg/dI=18mmoI/L）增加至650mg/dI，而LCKD组大鼠平均血糖水平保持在正常水平范围（100mg/dI以下）：对于摄食、饮水量的影响，注射STZ后，ND和HCD中的糖尿病组大鼠处于糖尿病症状的多饮、多食状态，而LCKD组大鼠摄食量最少；对胰腺HE染色发现，ND和HCD糖尿病组大鼠胰岛出现液泡状改变，胰岛β细胞减少，与对照组相比差异有统计学意义（P=0.022和P=0.012)，而LCKD糖尿病组大鼠胰岛β细胞与对照组大鼠并无差别（P=0.981)。说明LCKD可以在短期内预防及逆转糖尿病的发生，改善糖尿病症状并达到减重的目的，并改善胰岛功能。还有研究报道，分别用正常饮食、高碳水化合物饮食、生酮饮食饲养大鼠，最后发现与其他组大鼠比，生酮饮食组大鼠可以保护心肌和超微结构的改变，表明生酮饮食可以预防和延缓糖尿病心血管疾病并发症的发生。朱兵等人也发现在低碳生酮饮食联合运动的疗法能够有效减轻糖尿病模型大鼠的糖尿病症状，改善血糖，且该作用可能是通过对葡萄糖激酶、丙酮酸激酶以及磷酸烯醇式丙酮酸脱羧激酶1的转录调控。有研究者建立2型糖尿病大鼠模型，通过低碳生酮饮食（或）结合运动干预方法干预6周，与对照组比较，低碳生酮饮食组可有效改善血糖、体重、胰岛素敏感性，联合运动口减少PPAR-V以及脂质合成基因（包括SREBP-IC,ACC1,SCD-1.andFAS）表达，增加PPAR-α和脂质β氧化基因（ACOX1，SCAD，CPT1）表达，避免肝脏纤维化。

然而，对于1型糖尿病，低碳饮食是否可以改善其血糖水平？最近也有一些研究报道低碳饮食同样有良好降糖效果。Belinda等人的最新研究表明，200多名1型糖尿病患者通过平均2 年严格的低碳饮食（平均每日摄入碳水化物36±15g）管理，可改善餐后血糖，减少胰岛素用量，监测HbAlc水平达标（5.67%±0.66%)，并不增加低血糖或酮症酸中毒等副反应的风险。给予1型糖尿病患者低碳饮食和标准碳水量的饮食12周，与对照组比较，低碳组患者的HbAlc(63to55 mmol/mol(8.9-8.2%),p<0.05)、体重83.2to78.0kg）降低，并且每日胰岛素剂量也减少（64.4to 44.2 units/day,p<0.05)；血压、血脂、肌酐两组比较无差异。一项个案报道，一例1型糖尿病女性患者，过去3年平均HhAlc控制在7.5%，低碳饮食干预6个月后，HbAlc水平下降到5.3%，每日平均血糖水平从10.4mmol/L下降到6.2mmol/L，血糖变异性也降低，而且无低血糖或高血糖现象发生。研究表明低碳饮食可以对1型糖尿病患者降低血糖、减少胰岛素用量带来益处。Ranjan等人予以1型糖尿病患者高碳饮食1周，接着予以相同热量的低碳饮食干预，结果显示心血管风险因素变化无明显差异，然而空腹胰高血糖素、酮体和游离脂肪酸水平于低碳饮食干预后升高，结论表明低碳饮食期间血糖正常，血糖变异性小，低血糖发生减少，而与高碳饮食相比，平均血糖水平不变。

5.展望和结论

低碳生酮饮食可防止糖耐量异常患者发展为糖尿病，75例糖耐量异常的对象（BMI<35kg/m2，FPG<7mmol/L，HBAlc<7%）分为两组，一组低碳饮食干预，另一组正常饮食，随访观察1年，结果显示低碳饮食组69.4%研究对象OGTT2小时血糖下降了1。8mmol/L，而且空腹血糖、Alc、甘油三酯、胰岛素抵抗指数均降低；HdI升高。对照组有13.9%的患者发展为2型糖尿病，低碳组0%。在非糖尿病个体中，低碳生酮饮食同样可以改善血糖水平，改善胰岛素敏感性。

糖尿病患者为控制血糖，常需多种药物甚至联合多种胰岛素治疗，但糖尿病血糖控制达标率仍低，糖尿病各种慢性并发症发生率居高不下。饮食治疗是糖尿病治疗中的基石且贯穿全程，以上研究已表明低碳生酮饮食可有效改善糖尿病患者血糖、血脂、心血管危险因素，是一种简单和有效、经济的方法。低碳饮食可以作为安全、有效的糖尿病基础治疗，应该加入糖尿病防治指南中。而目前的饮食建议很可能加速胰岛β细胞的衰竭，以致减少胰岛细胞产生胰岛素。美国糖尿病协会（ADA）和欧洲糖尿病研究协会发表的糖尿病共识报告中，把低碳饮食纳入了成人糖尿病管理方案中。而有人认为，高蛋白饮食不适合糖尿病患者，尤其存在蛋白尿的患者，认为减少蛋白质的摄入可以延缓糖尿病肾病的发展。有研究显示：与低糖指数饮食相比，低碳饮食干预组的体重、甘油三酯降低，HD升高：降糖药物使用减少，而两组的eGFR和尿蛋白无差异。还有研究报道，摄入30%-53%热量的蛋白质不会导致蛋白尿的恶化，在无肾病的基础上，伴或不伴有蛋白尿的T2DM患者的预估肾小球滤过率不会改变，且在4个月内，血肌酐水平不改变。最新的Meta分析研究显示2型糖尿病患者给予低碳饮食或普通饮食后，比较这两组肾功能情况，结果显示两组肾小球滤过率无差异，血肌酐、尿微量白蛋白、尿酸水平无明显差异。表明低碳饮食对肾功能无明显影响。动物实验观察了低碳饮食对1型糖尿病大鼠肾功能的影响，研究显示，给予1型糖尿病大鼠低碳饮食（<30%碳水化合物）可正常饮食4周后对其血脂、肾功能等指标的检测，正常饮食组的1型糖尿病大鼠出现高血糖，肾功能化，表现为血肌酐、尿素氮水平升高，尿蛋白增加，然而低碳饮食组的1型糖尿病大鼠血糖水平降低，血肌酐、尿素氮降低，尿蛋白明显降低，可逆转恶化的肾功能：并且低碳饮食通过上调HIF-1α水平避免肾脏缺氧以及减轻肾脏的氧化应激而阻止肾功能损伤进展。免疫组化显示低碳饮食组的糖尿病大鼠增生肥大的肾小球，增生的系膜和肾小管空泡消失。

综上所述，低碳（生酮）饮食可以有效地降低糖尿病患者的体重、血糖、血脂，减少降糖药物的应用，且没有报告严重的不良反应，在短期内具有可行性、较好的疗效和安全性。低碳（生酮）饮食可能通过改变一些代谢信号通路基因的表达，影响代谢反应，但具体机制还需进一步研究，深入研究其应用和作用机制，对于肥胖、胰岛素抵抗、糖尿病等相关疾病发生发展过程的认识及防治策略具有深远意义。

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