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蛋白質(zhì)與糖尿病
2002年8月發(fā)表于國際糖尿病領(lǐng)域頂級學(xué)術(shù)期刊《Diabetes Care》中的一篇社論指出:如果在糖尿病發(fā)現之初,人類(lèi)就擁有進(jìn)行尿氮及血漿氨基酸檢測技術(shù)的話(huà),也許這種疾病應該被稱(chēng)為“糖蛋白病”(diabetes proteinus),而非“糖尿病”。文章指出:當前,我們更關(guān)注于“血糖控制”以及已被證實(shí)的高危因素“高血糖”、“高血脂”等,而臨床、科研人員與患者都可能很大程度上低估了改變蛋白質(zhì)代謝以及飲食蛋白質(zhì)的質(zhì)量和數量等在糖尿病治療中的重要性。今天,我們不妨抽絲剝繭,一起來(lái)認識一下“蛋白質(zhì)與糖尿病”。
1.糖尿病患者蛋白質(zhì)代謝特點(diǎn)
糖尿病患者胰島素分泌絕對或相對不足會(huì )造成機體3種宏量營(yíng)養素(即糖(碳水化合物)、脂肪、蛋白質(zhì))的代謝紊亂,而非僅僅是我們所熟知的“糖”。但值得注意的是:有學(xué)者總結了2010-2015年發(fā)表于美國糖尿病學(xué)會(huì )(American Diabetes Association, ADA)相關(guān)學(xué)術(shù)期刊中的科研論文,與“糖代謝”相關(guān)論文有389篇,與“脂代謝”相關(guān)論文有196篇,而與“蛋白質(zhì)代謝”相關(guān)論文僅為30篇。這并不意味著(zhù)“蛋白質(zhì)代謝”在糖尿病治療中不重要,恰恰相反,更多的空白留待臨床及科研人員進(jìn)行探索。目前,與糖代謝、脂代謝相比,有關(guān)糖尿病蛋白質(zhì)代謝相關(guān)的研究較少,且結果并不完全統一?,F有的研究熱點(diǎn)有以下兩點(diǎn):
①胰島素抵抗抑制可造成糖尿病患者機體蛋白質(zhì)合成受限
Pereira等通過(guò)13CO2標記對2型糖尿病患者機體蛋白代謝情況進(jìn)行了精確分析,研究發(fā)現胰島素抵抗會(huì )抑制糖尿病患者蛋白質(zhì)合成。專(zhuān)家認為:由于蛋白質(zhì)是機體中主要功能因子,因此與胰島素抵抗相關(guān)的許多并發(fā)癥可能與某些蛋白質(zhì)的合成不良有關(guān)。
②糖異生作用
糖異生作用是指機體將非糖物質(zhì)(如生糖氨基酸、脂肪酸等)轉變?yōu)樘堑倪^(guò)程,主要用于維持血糖恒定,滿(mǎn)足組織對葡萄糖的需要。也就是說(shuō),即使完全不攝入糖類(lèi),機體仍會(huì )通過(guò)糖異生途徑將其他營(yíng)養物質(zhì)轉換為糖,比如組成蛋白質(zhì)的單元——氨基酸中,很大一部分都是“生糖氨基酸”,可以通過(guò)此作用在體內通過(guò)酶的作用轉化為糖。通過(guò)葡萄糖鉗夾試驗顯示:較非糖尿病患者而言,糖尿病患者糖異生率顯著(zhù)增高,機制尚不明確,多認為與糖尿病患者機體激素水平變化有關(guān)。
在臨床工作中,我們經(jīng)常發(fā)現有患者機械地執行醫生的醫囑而過(guò)度節食,把飲食控制片面理解為嚴格控制糖類(lèi)(碳水化合物)攝入,殊不知通過(guò)糖異生作用,其他營(yíng)養物質(zhì)也可轉化為糖,如過(guò)多攝入蛋白質(zhì)類(lèi),亦可引起餐后血糖升高。捷克布拉格大學(xué) Daska等人進(jìn)行的饑餓療法研究,納入10例2型糖尿病患者與年齡、性別、體重匹配的肥胖者作為對照組,所有患者均空腹 60h 后檢查血糖及內分泌代謝情況,結果表明糖尿病患者高血糖情況依然存在,與對照組相比蛋白質(zhì)氧化消耗加重。
2.蛋白質(zhì)如何影響糖尿病患者的免疫功能?
蛋白質(zhì)是一切生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎,而免疫是人體生理功能的一部分,因此蛋白質(zhì)也是維持人體免疫功能的重要物質(zhì)基礎。除了參與構成免疫細胞,淋巴細胞分泌的抗體、潘氏細胞分泌的抗菌肽,以及各種細胞因子、免疫球蛋白、溶菌酶、補體等免疫活性物質(zhì)的合成也都離不開(kāi)蛋白質(zhì)的參與。
近期一項前瞻性研究顯示,伴有營(yíng)養不良的2型糖尿病患者其全因死亡風(fēng)險較不伴有營(yíng)養不良者高約70%。有些糖尿病患者飲食控制過(guò)于嚴格導致蛋白質(zhì)攝入不足,糖尿病患者胰島素分泌不足或敏感性降低導致細胞對蛋白質(zhì)的攝取利用不足,糖異生作用增強導致蛋白質(zhì)的消耗增加,以及糖尿病腎病患者由于蛋白尿造成長(cháng)期蛋白質(zhì)流失等,都會(huì )造成蛋白質(zhì)營(yíng)養不良,導致其免疫功能低下。因此,糖尿病患者應保證飲食中蛋白質(zhì)、尤其是優(yōu)質(zhì)蛋白的攝入,以維護其免疫功能,增強其抗感染能力。
3.老年糖尿病患者容易合并肌肉衰減綜合征
肌肉衰減綜合征是一種隨著(zhù)年齡的增加,以骨骼肌質(zhì)量減少、肌肉力量下降為主要特征的退行性綜合征。韓國的一項研究調整了混雜因素后發(fā)現,老年糖尿病患者比無(wú)糖尿病的老年人發(fā)生肌少癥的風(fēng)險增加了3倍。糖尿病患者肌量及肌力的丟失均與糖尿病病程和HbA1c呈正相關(guān)。高血糖水平是加速肌少癥發(fā)生發(fā)展的重要危險因素。
胰島素不但能促進(jìn)骨骼肌從血液攝取葡萄糖來(lái)調節碳水化合物的代謝以達到穩定血糖的作用,還能在氨基酸的協(xié)同作用下,促進(jìn)骨骼肌蛋白的合成,抑制骨骼肌蛋白的水解。因此,胰島素分泌不足不但會(huì )造成肌肉內蛋白質(zhì)合成及降解失衡,增加糖尿病患者罹患肌少癥的風(fēng)險,同時(shí)因骨骼肌是人體最大的胰島素靶器官,骨骼肌的丟失,也會(huì )對血糖波動(dòng)造成影響。
為防治肌肉衰減綜合征,我國建議肌肉衰減綜合征的患者蛋白質(zhì)推薦攝入量為1.0-1.5g/kg/d,并適量增加乳清蛋白以及其他富含亮氨酸等支鏈氨基酸的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。乳清蛋白是存在于牛乳清中的一類(lèi)優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì),富含亮氨酸和谷氨酰胺,亮氨酸被認為是最有效的蛋白合成的刺激因子。
4.高蛋白飲食是否對糖尿病患者血糖控制有利?
飲食蛋白質(zhì)對餐后血糖的影響長(cháng)期以來(lái)一直是爭論的話(huà)題。由于高蛋白飲食具有良好的飽腹感,有利于需要控制體重的糖尿病患者有效對抗饑餓感。因此,目前高蛋白飲食已經(jīng)成為一種流行趨勢。然而人群研究顯示,高蛋白飲食對餐后血糖的影響十分復雜。在非糖尿病患者中,飲食攝入的蛋白質(zhì)不會(huì )改變餐后血糖水平。但是,攝入蛋白質(zhì)會(huì )刺激餐后胰島素反應,為了維持正常血糖,它也同時(shí)刺激胰高血糖素分泌,從而促進(jìn)肝臟葡萄糖的釋放和血糖水平的調節,因此對餐后血糖的影響較小。然而,在1型糖尿病患者中,攝入高蛋白飲食后,血漿胰高血糖素水平增加,而胰島素分泌不足,因此可導致餐后血糖升高。另外,高蛋白飲食也可使皮質(zhì)醇濃度升高,反過(guò)來(lái)可能會(huì )增加胰島素抵抗和機體對胰島素的需求。因此,采用高蛋白質(zhì)飲食的1型糖尿病患者需要相應增加胰島素的用量。
高蛋白飲食與2型糖尿病患者血糖控制之間的關(guān)系也同樣復雜。2018年發(fā)表的一項meta分析,納入了截止到2018年6月發(fā)表的18項隨機對照研究,涉及1099名2型糖尿病患者。meta分析結果顯示,與對照組相比,高蛋白質(zhì)飲食并未顯著(zhù)改善2型糖尿病患者的血糖控制(包括空腹血糖及糖化血紅蛋白)。2019年發(fā)表的一項系統評價(jià),對2018年2月1日之前發(fā)表的21項隨機對照干預研究進(jìn)行了分析,結果雖然有一些嚴格控制的、短期的、小型干預研究顯示高蛋白飲食有利于2型糖尿病患者血糖控制,但是干預時(shí)間更長(cháng)、樣本量更大的隨機對照研究結果則顯示,與對照組相比,高蛋白質(zhì)飲食(蛋白質(zhì)占總能量的17-30%)并未顯示出長(cháng)期血糖控制優(yōu)勢。
5.糖尿病腎病患者需要低蛋白飲食嗎?
糖尿病腎病是糖尿病嚴重的微血管并發(fā)癥之一。高蛋白飲食會(huì )增加腎小球血流量和腎小球濾過(guò)壓,長(cháng)期持續會(huì )導致腎小球發(fā)生慢性損傷、纖維化、系膜細胞增殖,從而導致糖尿病腎病患者蛋白尿增加及腎功能惡化,所以糖尿病腎病患者應選擇適當的蛋白質(zhì)攝入量。
①蛋白質(zhì)吃多少?
美國腎臟病基金會(huì )在其K/DOQI指南中指出,CKD1-4期糖尿病患者蛋白質(zhì)推薦攝入量為0.8g/kg/d(B級證據),其中50%-75%為優(yōu)質(zhì)蛋白。美國糖尿病學(xué)會(huì )亦指出,對于非透析的慢性腎病患者蛋白質(zhì)攝入量應大約為0.8g/kg/d, 更高的蛋白質(zhì)攝入(蛋白質(zhì)供能比超過(guò)20%或>1.3g/kg/d)會(huì )增加蛋白尿,加速腎功能損傷,升高心血管疾病病死率。而低于0.8并不會(huì )改變血糖控制,心血管疾病危險因子,也不會(huì )減緩GFR降低的進(jìn)程。透析的患者蛋白質(zhì)熱能消耗可能會(huì )增加病死率,故可適當提高蛋白質(zhì)供給。根據我國2017年發(fā)布的《慢性腎臟病患者膳食指導》(WS/T 557-2017),對于血液透析及腹膜透析患者,蛋白質(zhì)攝入推薦量為1.0-1.2g/kg/d,當合并高分解代謝性疾病時(shí),蛋白質(zhì)攝入推薦量增加到1.2-1.3 g/kg/d。其中至少50%來(lái)自?xún)?yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。
②糖尿病腎病患者可以吃豆制品嗎?
有人認為大豆蛋白屬于植物蛋白,蛋白質(zhì)質(zhì)量不如動(dòng)物蛋白,但大豆蛋白其實(shí)也是一種完全蛋白(優(yōu)質(zhì)蛋白)。目前有關(guān)大豆蛋白對糖尿病腎病患者腎功能影響的臨床研究往往樣本量較少,且研究結論不盡相同,但大多數研究表明,食用大豆蛋白對腎功能沒(méi)有負面影響。甚至有些臨床研究表明對于糖尿病腎病患者來(lái)說(shuō)大豆蛋白與紅肉相比有腎臟保護和減少尿蛋白的作用。這可能是因為采用大豆蛋白代替部分動(dòng)物蛋白可以緩解腎臟高濾過(guò)狀態(tài),降低腎小球血流壓力。
6.糖尿病患者如何選擇蛋白質(zhì)類(lèi)食品?
①蛋白質(zhì)的食物來(lái)源:
蛋白質(zhì)廣泛存在于動(dòng)植物性的食物中,其中水產(chǎn)類(lèi)、畜禽肉類(lèi)、蛋類(lèi)、乳類(lèi)等動(dòng)物性食物中所含的蛋白質(zhì)為動(dòng)物性蛋白;谷薯類(lèi)、豆類(lèi)及制品、蔬菜水果類(lèi)及堅果等植物性食物中的蛋白質(zhì)即為植物性蛋白。
②蛋白質(zhì)的營(yíng)養評價(jià):
動(dòng)、植物性食物提供的蛋白質(zhì)與人體所需的蛋白質(zhì)相同,均由20種氨基酸組成,其中亮氨酸、異亮氨酸、賴(lài)氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸這8種氨基酸機體不能合成或合成速度達不到人體的需要,必需從食物攝取,這8種氨基酸稱(chēng)為必需氨基酸。對于嬰幼兒,在以上8種氨基酸的基礎上再加組氨酸,故為9種。根據食物提供的蛋白質(zhì)中必需氨基酸的種類(lèi)、數量、比例,把蛋白質(zhì)分為完全蛋白(優(yōu)質(zhì)蛋白)、半完全蛋白及不完全蛋白。所有動(dòng)物性食物如魚(yú)、蝦、畜禽、蛋、奶及植物性食物中的大豆均為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì),不僅能維持成人健康,也可促進(jìn)兒童生長(cháng)、發(fā)育。大多數植物性食物所含的蛋白為半完全蛋白質(zhì),可維持生命,但不能促進(jìn)生長(cháng)發(fā)育,如小麥中的麥膠蛋白。而動(dòng)物結蹄組織和肉皮中的膠原蛋白、豌豆中的豆球蛋白、玉米中的玉米膠蛋白等為不完全蛋白質(zhì),既不能維持生命又不能促進(jìn)生長(cháng)發(fā)育。
2013年聯(lián)合國糧農組織(FAO)推薦了一種最新的膳食蛋白質(zhì)質(zhì)量評估指標----可消化必需氨基酸評分(DIAAS),其反映小腸末端氨基酸消化率,能更準確的測量人體吸收的氨基酸量及蛋白質(zhì)對人體氨基酸和氮養分需求的貢獻。當DIAAS>100,該食物即為優(yōu)質(zhì)蛋白,當DIAAS<75,則為非優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。如:雞蛋的DIAAS為113,牛肉111,雞蛋108,黃豆99.6,鷹嘴豆83,杏仁50。
③蛋白質(zhì)類(lèi)食物的選擇
除動(dòng)物蛋白外,植物蛋白也是我國傳統飲食中蛋白質(zhì)的主要來(lái)源,尤其是豆類(lèi)及制品。豆類(lèi)分為大豆類(lèi)(包括黃豆、黑豆、青豆)和雜豆類(lèi)(包括豌豆、蠶豆、綠豆、蕓豆、紅豆等),其蛋白質(zhì)含量分別為35-40%和20%,等同甚至高于動(dòng)物性食物,大豆及其制品更是優(yōu)質(zhì)蛋白的良好食物來(lái)源,且脂肪為不飽和脂肪酸,不含膽固醇,富含豆膠、瓜膠等可溶性膳食纖維,對糖尿病患者血糖、血脂及體重控制優(yōu)于動(dòng)物性食物。雜豆類(lèi)因其賴(lài)氨酸含量豐富,而蛋氨酸缺乏,與富含蛋氨酸的谷類(lèi)食物混合食用,可發(fā)揮蛋白質(zhì)的互補作用,增加其蛋白質(zhì)的利用率?!吨袊悄虿∩攀持改?017》中建議:主食定量,粗細搭配,全谷物、雜豆類(lèi)占1/3,因此建議糖尿病患者將綠豆、赤豆等雜豆與谷類(lèi)食物混合加工后食用為最佳。
作者:
葛 聲 中國營(yíng)養學(xué)會(huì )常務(wù)理事/糖尿病營(yíng)養分會(huì )主任委員/上海交通大學(xué)附屬第六人民醫院臨床營(yíng)養科主任
馮曉慧、華淑瑤、劉海麗、呂亭亭、曹蕓 上海交通大學(xué)附屬第六人民醫院臨床營(yíng)養科
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