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低碳生酮饮食逆转2型糖尿病的临床应用

文章来源: 更新时间:2019-01-20

  航天特种医学研究中心 佟伟栋 于淼
  
  摘自《国际医疗》杂志
  
  一、引言
  
  2014年全球确诊糖尿病患者共 3.87 亿例,患病率 8.3%,2035年这一数字将增至5.92 亿例[1] 。 2010年中国慢病监测暨糖尿病专题调查显示,中国成人糖尿病患病率为 11.6%( 约 1.139 亿例)[2] 。2型糖尿病(T2DM)占成人糖尿病确诊病例的 90%~95%[3] ,典型特征为慢性持续高血糖,并伴有微血管和大血管并发症,对心血管、眼、肾、神经以及牙齿健康均造成威胁。另外,患者感染风险也增加[4] 。糖尿病在2014年导致全球490万人死亡,平均每7秒钟即有1人死于糖尿病[1] 。血糖控制对2型糖尿病治疗管理至关重要,目前已有很多药物被批准用于糖尿病治疗,但当今全球血糖控制状况不容乐观。
  
  二、从遗传和环境因素角度分析糖尿病的病因
  
  糖尿病是一组因胰岛素绝对或相对分泌不足和(或)胰岛素利用障碍引起的碳水化合物、蛋白质、脂肪代谢紊乱性疾病,以高血糖为主要标志。糖尿病是导致心脑血管疾病、死亡、截肢、失明、肾功能衰竭和心力衰竭的重要原因。
  
  糖尿病的病因尚未阐明,总体来说,遗传因素和环境因素共同导致了糖尿病的发生。主要是由于胰岛细胞功能障碍导致的胰岛素分泌下降,或者机体对胰岛素作用不敏感或两者兼备,而导致血液中的葡萄糖不能被有效利用和储存。
  
  在遗传方面,胰岛功能与胰岛素敏感性存在种族差异。一项荟萃分析,以胰岛素敏感指数(SI)、机体对葡萄糖的急性胰岛素反应(AIRg:用于评价β细胞功能)评估高加索人、东亚人和非洲人胰岛素敏感性和β细胞功能的特征。分析显示:非糖尿病人群中,胰岛素敏感性和胰岛素反应存在双曲线关系,其中高加索人居中,非洲人和东亚人处于双曲线两端。东亚人群中,β细胞功能的轻度降低,将足以促进发展为2型糖尿病的进程。如图1所见。东亚人群中,从糖耐量正常(NGT)发展为糖调节受损(IGR),胰岛素敏感性下降更显著,β细胞功能无显著变化,而从IGR发展为2型糖尿病(T2DM),胰岛素反应迅速降低[5]。
  
  图1
  
  从发病机制上分析,β细胞功能障碍是T2DM发生发展的重要病理生理基础之一。与西方人群相比,东方糖尿病人群的β细胞代偿储备功能更差,β细胞功能减退更明显。究其原因,其可能与中国人遗传易感性相关[6]。
  
  从环境因素方面看:在过去的20-30年,中国经历了社会经济的快速发展,于此同时,饮食和生活方式发生了改变。大众的饮食习惯从传统的饮食方式转向了不健康、营养过剩的饮食方式,加上久坐的习惯,体力活动时间减少,直接导致肥胖的发生,进而形成我国2型糖尿病的迅猛增加[7]。
  
  根据以往的研究,91%的糖尿病与不健康的生活方式有关。据大庆研究表明,改变生活方式,尤其是提高饮食质量,增加体力活动,保持健康体重,在6年内可使糖尿病发病率降低51%。
  
  饮食问题是诱发我国2型糖尿病的主要因素。中国人的主食以碳水化合物为主。据估计,中国每天有79.9%~88.8%的人口吃大米,还有63.3%~80.2%的人每天吃面食。白米和精制小麦粉都是精制食物,而精制的谷物摄入量与糖尿病风险增加有很大关系,这些是饮食血糖负荷的主要来源。
  
  三、人体的营养供应系统与2型糖尿病的发病机制
  
  人体的七大营养素包括:碳水化合物、蛋白质、脂肪、矿物质、维生素、纤维素和水,其中脂肪、蛋白质和碳水化合物是人体的能量来源,碳水化合物可以转化为葡萄糖供能,脂肪在体内转化为酮体供能,蛋白质是构成人体组织,调节各种生理功能不可缺少的物质,也是酶、抗体以及某些激素的主要成分,在必要时可以通过糖异生转化为葡萄糖为人体供能。下面的图表是各种营养素在人体所占比例及功能(图2):
  
  图2
  
  其中能够为人体供能的三大宏观营养素是碳水化合物、脂肪和蛋白质,分解代谢后实际上作为能源能够为细胞和组织所利用的物质主要是葡萄糖和酮体,葡萄糖只有在胰岛素的参与下才能为细胞所利用,而酮体的代谢完全不需要胰岛素的参与。在营养学上,必需氨基酸和必需脂肪酸分别来源于食物中的蛋白质和脂肪,人体无法自己合成,必须通过食物获取。而葡萄糖除了可以从食物中的碳水化合物转化,在必要的时候蛋白质也可以转化为葡萄糖,因此营养学上没有必需碳水化合物或者必需葡萄糖之说,因此碳水化合物对人体没有我们想象的那么重要。而碳水化合物类食物之所以成为我们的主食,完全是基于经济学的理由:容易获取,成本低廉,可以大量生产,便于储存和加工,如果没有碳水化合物类的食品,那么现在世界上还会充满饥荒。食品加工业的发展,碳水化合物类的食物又被加工成各种美味的食物,满足我们的味蕾,人天生就被甜味——碳水化合物的味道所吸引,因此其作为主食的地位无可替代。
  
  碳水化合物中的所有形式的浓缩糖——白糖、红糖、麦芽糖、葡萄糖、蜂蜜和糖浆在体内释放能量的速度都很快,会引起血糖迅速升高(见图3)。如果体内不需要这些能量,它们就会转化成脂肪贮藏在体内。
  
  图3
  
  在现代的食品加工工艺中,绝大多数的浓缩糖基本不含有任何维生素和矿物质,白糖中90%以上的维生素和矿物质都被去除了。没有维生素和矿物质,人体新城代谢的效率就会降低,造成能量缺乏以及体重失控的恶劣后果。
  
  同时,大量的葡萄糖进入血液中,人体中携带葡萄糖离开血液、进入细胞,利用葡萄糖为细胞提供能量的唯一的激素就是胰岛素。也就是说,进食了快速释放能量的碳水化合物,血糖快速升高,体内的胰岛素就要也快速分泌,形成一个与高血糖相应的高峰,这样才能有效降低血糖,在进食2个小时内,让机体的血糖处于一个平稳状态。当胰岛β细胞功能受损,胰岛素敏感性下降,不堪重负时,2型糖尿病发生了。(见图4)
  
  图4
  
  四、2型糖尿病的治疗与"治愈"、逆转糖尿病
  
  正是基于碳水化合物长期作为主食的客观事实,我们在治疗糖尿病的方法被极大的束缚,目前医学治疗2型糖尿病的基础就是碳水化合物作为食物是不可或缺的,而摄入碳水化合物必然导致血糖升高,在胰岛素分泌不足的情况下,控制血糖只能依赖于降糖药物和注射胰岛素。在单纯使用降糖药物时,虽然血糖被暂时降低,但葡萄糖并不能有效被细胞所利用,导致糖尿病患者普遍存在能量不足造成的疲乏无力,精神萎靡的状态。
  
  目前医学界认为"一旦患糖尿病,需要终身服药,无法治愈"。
  
  《2017年中国糖尿病防治指南》中的2型糖尿病治疗的临床路径,糖尿病患者患病后,从服用一种降糖药开始,随着病情的发展,单一药物血糖控制不理想,换药或者进入两种以致多种降糖药物联合使用,最终发展到必须使用胰岛素才能控制血糖[6]。这个逐步恶化的过程一直被认为是无法逆转的,并发症的发生也是迟早的事(见图5)。
  
  图5
  
  在讨论糖尿病能否治愈这个话题上,首先我们看看"治愈"的概念。词典上"治愈"的定义为恢复健康。恢复健康意味着不用服用药物,身体各项指标在正常范围,状态良好,如果以此来作为标准,很多情况下,糖尿病是可以"治愈"的。但在糖尿病患者的认知上,对"治愈"的理解是能够在不限制任何饮食的条件下,血糖仍能"终身"保持正常,在这种定义下的"治愈"是无法达到的。
  
  但是,很多糖尿病患者都知道,如果少吃主食,血糖就会降低,而不吃主食就会饿,有可能发生低血糖,为了解决饥饿以及避免低血糖,就要按时吃主食。而主食以碳水化合物为主,吃了以后就会升高血糖,血糖升高就只能服药去控制,就此进入了一个死循环,药物治疗仿佛成了治疗糖尿病的唯一手段。
  
  如果从营养学和健康的角度去重新认识糖尿病的治疗,低碳饮食无疑是一场挑战认知的饮食革命。一旦采用低碳饮食,即使不使用降糖药物,血糖也会立竿见影的降低。通过合理的饮食搭配,提高脂肪类食物的摄入比例,能够在有效满足人体能量所需的情况下不用药物就可以控制血糖达标。从这个角度理解,糖尿病是否就可以康复、逆转?
  
  五、生酮饮食干预2型糖尿病
  
  近年来,越来越多的医疗专业人士开始置疑这一方案,反而发现高脂低碳饮食却可以成功逆转糖尿病。美国医生Dr. Sarah J. Hallberg,把她逆转糖尿病的经历带上了TED演讲,她给患者的饮食建议:"不要吃碳水化合物,人体需要必需氨基酸,但没有必须碳水化合物。我们进食的三大营养物质,碳水化合物,蛋白质和脂肪,它们对血糖的影响区别很大:
  
  图6
  
  当我们吃了碳水化合物,血糖和胰岛素浓度很快地冲高达峰值,吃蛋白质就好很多,吃脂肪的话,血糖和胰岛素几乎没有上升,一条平平的线[8]。"(见图6)
  
  戴维.珀尔马特是美国神经科医生、美国营养学院成员,也是美国国内唯一一名兼有这两种资格证书的医生;世界公认的营养学专家和神经医学权威,在神经退行性疾病领域的开创性研究而荣获莱纳斯.鲍林奖。戴维.珀尔马特通过数十年的临床和实验室研究发现:糖尿病、肥胖、偏头痛、抑郁症……等疾病的罪魁祸首竟然是长期的"高碳低脂饮食"。还包括阿尔茨海默症,甚至,他把阿尔茨海默症称之为3型糖尿病,这两种疾病的产生都与高碳饮食密不可分。对此,戴维.珀尔马特给出的解决方案是:戒掉碳水上瘾,用优质脂肪来供能。
  
  因为,人类并不需要碳水化合物,肝脏能够提供人体所需能量。脂肪是更加高效的能量来源,身体适应脂肪供能之后,身体就变成了一个燃脂机器。
  
  2018年6月13日,英国最大的糖尿病网站公开信息,英国国家服务医疗体系(NHS)宣布一项重大决定,支持用低碳饮食来治疗糖尿病[9]。
  
  2018年8月,澳洲糖尿病协会更新治疗方案,低碳饮食首次得到允许[10]。
  
  2018年10月4日,美国糖尿病协会(ADA)和欧洲糖尿病研究协会(EASD)发表的糖尿病共识报告中,第一次把低碳饮食纳入了成人糖尿病管理方案中(11)。报告指出:低碳饮食(碳水能量少于26%),在3-6个月,可以大大降低糖化血红蛋白(HbA1c),在12-24个月可以持续缓慢降低[11]。
  
  2018年12月17日,最新发布的2019年美国糖尿病协会(ADA)糖尿病指南中,第一次承认了低碳饮食对于糖尿病患者的益处[11]。
  
  2019年3月15日,中国内分泌相关专家小组共同发布了生酮饮食干预2型糖尿病中国专家共识(2019版)[12]。
  
  六、生酮饮食的沿革
  
  生酮饮食是一种以高脂肪、低碳水化合物为主,辅以适量蛋白质和其他 营养素的饮食方案。这一概念由美国医师 Wilder 在 1921 年首次提出,他利用生酮饮食使机体产生酮体模拟饥饿状态,以替代针对癫痫的饥饿疗法, 随后这种饮食被广泛应用于癫痫的治疗中。经过多年的研究和应用,生酮饮食已发展出4种主要的模式,即经典生酮饮食、改良阿特金斯饮食、中链甘油三酯饮食与低血糖指数治疗。随着研究的不断深入,其应用领域也不断扩大,目前已用于肥胖、2 型糖尿病、肿瘤、自闭症、帕金森病、阿尔兹海默病、多囊卵巢综合征、脑脊髓损伤等多种疾病的治疗中[12]。
  
  七、生酮饮食干预2型糖尿病的临床研究
  
  生酮饮食作为一种新的 2 型糖尿病治疗方法,已开展了大量的临床研究。Saslow LR 等一项随机对照研究将生酮饮食与中碳水(限制卡路里)低脂饮食对比,发现生酮饮食可降低 2 型糖尿病患者的糖化血红蛋白水平、体质量、糖尿病相关药物使用量。其另一项随机对照试验将生酮饮食与美国糖尿病协会建议的饮食方式对比,发现生酮饮食可明显降低2型糖尿病患者糖化血红蛋白、甘油三酯及体质量水平。西班牙的一项多中心随机临床试验证实,与低热量饮食比较,生酮饮食能有效改善2型糖尿病患者的血糖控制,降低其体质量,且具有良好的安全性和耐受性。PartsalakiI等研究表明,生酮饮食能有效降低体质量,减小腰围,改善患者的空腹胰岛素水平和胰岛素抵抗。E.Myette-Cote 等的一项随机交叉研究证实,生酮饮可以迅速稳定 2 型糖尿病患者的血糖,减少血糖波动,显著改善患者的血糖控制和空腹胰岛素水平。在生酮饮食的基础上增加餐后步行则能够进一步改善血糖控制。朱兵等采用以生酮饮食和运动相结合的综合治疗方案治疗2型糖尿病患者,结果显示,患者体质量、甘油三酯、空腹血糖、餐后2 h血糖、糖化血红蛋白均明显下降;同时,在治疗过程中,许多糖尿病患者的其他症状,如失眠、畏寒、便秘、皮肤瘙痒、四肢麻木、视力减退、脂肪肝、高血压、心脏功能减退等症状均消失或得到明显改善[12]。在中国,低碳饮食早已在航天医学中得到应用,中国航天特种医学研究中心和北京金典糖尿病医院合作,将低碳饮食、精准营养(含有氧化还原剂、多种维生素、矿物质和纤维素的解糖膳餐包)和中医疗法结合,用于糖尿病逆转已经取得非常好的疗效,90%以上的2型糖尿病患者减药甚至停用降糖药物和胰岛素,血糖得到良好控制,更有超过一半以上的患者取得逆转糖尿病的效果。
  
  八、生酮饮食注意事项与营养素的补充
  
  生酮饮食有一些潜在的不良反应,这些不良反应大多是临时的,当身体适应 使用酮体替代葡萄糖作为主要燃料后可以自然消失。患者在生酮饮食期间产生的不良反应:低血糖反应、饥饿感、面色潮红和心率加快、皮肤瘙痒与风疹、便秘等。低血糖反应是因为限制碳水化合物后 4-7 d后,部分患者出现虚弱、心慌、心悸、出冷汗等低血糖现象。生酮治疗1周后,这些现象一般将会自行消失。必要时监测血糖,患者血糖 >3.9 mmol/L,无症状时可以不处理。如有典型低血糖症状(昏睡、出 汗、全身乏力、面色苍白等),且血糖<3.9 mmol/L,可给予对症处理。同时,调整患者生酮饮食的方式,使用柔性生酮饮食,补充精准的营养素(解糖膳餐包),逐步减少患者饮食中的碳水化合物比例,最终达到生酮饮食的低碳水化合物要求,可显著降低上述现象的发生。
  
  生酮饮食是让身体产生大量酮体加速脂肪代谢的一种饮食方式。孕妇、哺乳期的妇女、肝肾功能严重损害的人士等人群不适合进行生酮饮食,因此生酮饮食要在专业医生或相关专业机构指导下进行。
  
  英国糖尿病协会(DUK)、澳大利亚糖尿病协会(DA)、美国糖尿病协会(ADA)等在发布糖尿病指南认可低碳水饮食中短期对于改善糖尿病的效果的同时均发表声明[9] [10] [11]:
  
  1.低碳水饮食对2型糖尿病患者的控糖管理和疗效都有直接的影响。
  
  2.低碳水饮食在短期内(3-6个月)与高碳水饮食相比之下更有效的降低血糖水平,并且可以用于长期血糖管理(12-24个月),也有助于体重下降,降低心脏病因素的风险。
  
  3.在进行低碳水化饮食的同时,应该确保食物营养均衡,多吃健康的食物。 这包括水果和蔬菜,全麦,乳制品,海鲜,豆类和坚果。
  
  4.避免加工食品和含糖量高的食物,特别是含糖饮料和白面包等含精制碳水化合物的摄入量。
  
  5.高纤维饮食有助于保持肠道健康并且避免健康状况的发生(例如肠癌)。
  
  6.在进行低碳水饮食的同时,糖尿病患者应该严密监控自身的血糖水平。必要时,必须与医生讨论调整糖尿病药物的增减量,以降低低血糖的风险。
  
  7.有意愿尝试低碳水饮食来管理糖尿病的糖尿病患者必须寻求医生或其他相关健康专业人士获得个性化的饮食建议,找出最适合自己的方法。
  
  8.转向低碳水饮食的糖尿病患者可能会出现疲倦,头痛,脱水,恶心和头晕的症状。 记忆和认知也会受到影响, 这些副作用通常是暂时性的,但如果这些副作用持续存在,就必须与医疗团队或管理专员沟通。
  
  九、展望:不用药物可逆转糖尿病
  
  国际上,包括国内,越来越多的权威机构和专家就低碳水饮食逆转糖尿病的可能达成共识,并公开声明指出,"饮食干预和运动是2型糖尿病的首选干预方式",且低碳水饮食在中短期可以有效改善血糖,中长期內降低胰岛素抗性,最终逆转2型糖尿病。
  
  这种低碳水饮食的生活方式干预手段可作为2型糖尿病患者长期管理的手段,但首先要征询医生或相关专业人士确定自己现下的体质是否适合这种饮食方式,其次要寻找到一套适合自己的个性定制化的饮食方式并且能够长期遵循下去的才是最重要的。
  
  参考文献:
  
  1.Centers for Disease Control and Prevention. National diabetes statistics report: estimates of diabetes and its burden in the United States,2014 [ N /OL ] . Available at: http: //www.cdc.gov /diabetes /pubs / statsreport14 /national-diabetes-report-web.pdf.
  
  2.Yu Xu,Limin Wang,et al. Prevalence and Control of Diabetes in Chinese Adults[J].JAMA, 2013,310(9):948-959.
  
  3.International Diabetes Federation. IDF Diabetes Atlas update poster, 6th ed[M].Brussels, Belgium: International Diabetes Federation, 2014.
  
  4.American Diabetes Association. Standards of medical care in diabetes- 2015[J].Diabetes Care,2015,38(Suppl 1):S1-S90.
  
  5.Kodama K, et al.Diabetes Care 2019,36(6):1789-1796.
  
  6.中华医学会糖尿病学分会.中华糖尿病杂志.2018;10(1):4-67.
  
  7.Frank B Hu.中国肥胖与2型糖尿病的发病趋势及其政策的影响.中华内科杂志.2019;53(1):5-8.
  
  8.https://www.bilibili.com/video/av12605289/
  
  9.DAK statement 2018.
  
  10.DU low carb diets position statement May 2017.
  
  11.ADA-Standards of Medical Care in Diabetes--2019
  
  12.《生酮饮食干预 2 型糖尿病中国专家共识(2019年版)》.实用临床医学杂志.2019; 23(3):1-6.