膳食纖維與脂代謝及糖尿病關系的研究進展

摘要：糖尿病是嚴重危害人類健康的慢性疾病，大多數糖尿病患者伴有不同程度的脂代謝紊亂。膳食纖維被稱為人類“第七大營養素”，具有降血糖，降血脂的功效。膳食纖維、脂代謝和糖尿病三者之間具有一定的聯系。因此，本綜述擬從膳食纖維與脂代謝關系、脂代謝與糖尿病關系和膳食纖維與糖尿病關系三方面進項適當總結，為臨床糖尿病飲食治療提供參考，利于糖尿病患者合理膳食。

關鍵詞：膳食纖維；脂代謝；糖尿病

中圖分類號：R587.1

Abstract：Diabetes is a chronic diseases which do harm to human health .Most diabetic patients are accompanying with lipid metabolism disorders in different degrees. Diatery fiber known as “the seventh nutrient”，has the effect of lowering blood sugar and blood fat.There is a connection between dietary fiber，lipid metabolism and diabetes.Therefore，this review summarized research achievement about the connection between dietary fiber，lipid metabolism and diabetes， which provide reference for the clinical treatment of diabetic diet and help diabetic patients to guide their reasonable diet.

Key words：Diatery fiber； Lipid metabolism； Diabetes

糖尿病（DM Diabetes Mellitus ）是一個古老的疾病，中國古代醫者早已認識這種疾病并命名為消渴癥。糖尿病的發生是多種因素結果。可歸納為：①內分泌障礙；②肝腎功能障；③神經系統障礙；④精神神經因素；⑤遺傳因素；⑥生活環境與肥胖等[1]。糖尿病的治療主要是飲食治療、藥物治療、運動治療與綜合治療，其中飲食治療是基礎。有報道顯示， 2型糖尿病發與為膳食纖維攝入量相關，鎂與膳食纖維的攝入量增加是降低糖尿病的患病風險的有效途徑之一[2]。

糖尿病患者大多數伴有脂代謝紊亂，脂代謝紊亂可以加重B細胞衰竭以及胰島素抵抗，稱之為脂肪毒性作用。脂代謝紊亂與糖代謝紊亂是同時發生，還是先后進行，誰占據主要因素，均有所爭議。但可以肯定的是降脂治療對治療和延緩糖尿病有重要意義。

因此，本綜述擬從膳食纖維與脂代謝關系、脂代謝與糖尿病關系和膳食纖維與糖尿病關系三方面進行項適當總結，為臨床糖尿病飲食治療提供參考，利于糖尿病患者合理膳食。

1膳食纖維的定義及分類

歐洲食品安全局指出膳食纖維（DF Dietary Fiber）廣義包括如非淀粉多糖、抗性淀粉、抗性低聚糖等的非消化性碳水化合物，而世界衛生組織認為，膳食纖維在狹義上指植物黏液、纖維素、半纖維素等植物細胞壁成分。國際食品法典委員會將膳食纖維定義為具有10個或以上單體鏈節的且不能夠被人體小腸內生物酶水解的碳水化合物[3]。根據其水溶性可將膳食纖維分為可溶性膳食纖維（SDF Soluble Dietary Fiber）和不可溶性膳食纖維（IDF Insoluble Dietary Fiber）。SDF大部分存在于蔬菜水果植物中，主要包括果膠、部分半纖維素、植物膠等，其特性為可溶于熱水，但不可以被消化酶吸收。IDF是細胞壁的主要成分，指既不溶于熱水也不能被人體消化酶消化的膳食纖維，包括纖維素、半纖維素、木質素等[4]。SDF作用為刺激腸道，促進其機械性蠕動；而IDF主要發揮代謝作用，如調節糖脂代謝等。各機構對DF的定義雖不盡相同，但膳食纖維至少應具有以下特點之一：①加速食物在胃腸道通過時間；②促進結腸發酵作用；③增加糞便重量；④降低總膽固醇和/或低密度脂蛋白膽固醇水平；⑤降低餐后血糖水平和/或胰島素水平[5]。

2膳食纖維與脂代謝關系

2.1合理膳食纖維可以改善和預防脂代謝紊亂 已有許多研究表明SDF具有降低血脂血糖，預防心血管疾病和減少糖尿病發生的作用[6]。Othman[7]等發現每日攝入多于3g燕麥β-葡聚糖可降低血漿總膽固醇（TC Total Cholesterol）和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-c）水平約為5%～10%。目前認為IDF降脂效果較差，臨床科研對其研究較少。但也有張春霞[8]等研究證實，山楂IDF超微粉能有效降低高脂小鼠血清的低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）含量，而粗粉無此功效。對單一膳食纖維成分降血脂效果的研究發現：DF中那些可溶性的成分如果膠、樹膠等有較穩定的降脂效果，而那些不溶性纖維成分則降脂效果較差[9]。

DF降血脂的機制目前尚無統一定論。DF通過減少膳食中膽固醇的吸收、影響機體中膽固醇的代謝和促進其排泄這一主要機制已被大多數人認可。其中影響膽固醇代謝最主要是干擾膽汁酸的代謝[10]。燕麥、車前草、瓜耳、豆膠和果膠等均是良好降血脂作用的膳食纖維，在動物和人體實驗中均能增加排泄物的中性膽固醇和酸性性膽固醇含量[11-12]。

DF干擾膽汁酸代謝可能機制為：①結合膽汁酸。已有體內[13]和體外[14]實驗證實，膳食纖維能結合膽汁酸。其中纖維素結合膽汁酸的量較少，木質素結合能力最大。膽汁酸是膽固醇吸收必不可少的，DF結合膽汁酸減少膽固醇的吸收，從而降低血脂水平；②能影響某些代謝關鍵酶的活性。DF能調節脂代謝途徑中某些酶的活性，如使肝臟中膽固醇7α-羥化酶和卵磷脂膽固醇脂酰轉移酶（LCAT）活力顯著增高，抑制肝臟膽固醇合成的關鍵酶羥甲基戊二酰輔酶（HMG-CoA）還原酶的活力增高等[15]。DF影響這些酶綜合作用為抑制膽汁酸及膽固醇的合成，從而降低血漿膽固醇水平；③促進膽汁酸的排泄。除DF本身具有增加糞便排泄量之外，又由于DF的吸附性使總膽固醇、甘油三酯和游離膽汁酸的腸道再吸收減少，致血中膽固醇降低，糞便中膽汁酸含量顯著增高[16]。另外，DF的吸附性使機體易產生飽腹感，從而減少脂肪、能量的攝入。目前最新研究表明SDF能夠調控膽固醇和血脂有關基因。如在高脂飲食大鼠實驗模型中，給大鼠添加富含羥基纖維素全麥面包，血清和肝膽固醇濃度顯著降低，并且減少ABCG5基因表達，下調肝臟中CYP7A1表達以及和膽汁酸、膽固醇合成相關HGM-G0AR基因表達[17]。脂代謝相關基因多態性與SDF降脂作用與有關。有研究顯示，給高脂血癥人群每日添加25g大豆蛋白和15g可溶性纖維，發現血清中高密度脂蛋白（HDL）濃度顯著降低，且具有 ABCA1–R230C 基因型的人群比 ABCA1-R230R 基因型的人群效果更明顯，提示可溶性纖維降脂功效與基因型相關[18]。總的來說，合理食用膳食纖維，尤其是增加可溶性膳食纖維的攝入量具有降脂效果 ，可以預防和改善脂代謝紊亂，見圖1。

2.2不合理膳食纖維可以增加脂代謝紊亂 不合理食用膳食纖維包括過多或者過少的攝入，DF主要存在于大部分的蔬菜水果植物中，而高熱量的肉類食物中不含有。肉類食物中含有豐富的蛋白質和脂肪，長期低膳食纖維、高脂肪和高蛋白飲食易對機體造成不利影響。我國成人的蛋白質推薦攝入量為1.16g/kg/d。當機體攝入的蛋白質達2g/kg/d及以上時會產生不良影響[19]。高蛋白質飲食損傷血管內皮細胞從而介導血管內皮功能紊亂，可能機制為蛋白質代謝產物使血清中TG和同型半胱氨酸增加，造成脂代謝紊亂，脂代謝紊亂可作為內皮功能紊亂的誘發因素[20]。國外流行病學調查發現，食用紅肉（即豬牛羊等哺乳動物的肉）與Ⅱ型糖尿病的發生有關[21]，每日多攝入20%的蛋白質，患糖尿病的風險增加 5%[22]其原因目前主要認為是高蛋白質對胰島素分泌有促進作用，會增加胰島素抵抗，再加之伴有脂代謝紊亂，易造成DM的發生。高脂飲食對脂代謝影響顯著。①大量脂肪的攝入使其重吸收增多，直接干擾脂質代謝；②高脂飲食者易導致肥胖，肥胖者多存在胰島素抵抗[23]，其發生可能與脂代謝紊亂有關；③高脂飲食可以通過對脂蛋白脂酶的調節影響脂代謝。脂蛋白脂酶在脂質代謝和轉運過程中發揮重要作用，參與脂肪細胞的分化和脂質沉積等過程，是脂質代謝中的關鍵酶[24]。在目前的研究結果顯示，高脂飲食不僅降低血漿脂蛋白脂酶（Li PoP Protein Lipase LPL）水平，還可使血漿LPL活力下降，從而使更多的游離脂肪酸（FFA）流向脂肪組織進行能量儲存，促進脂質聚積[25]。

過多的食用膳食纖維也不利于機體健康。①影響蛋白質、無機鹽和微量元素的吸收；②結腸細菌的酵解作用能將膳食纖維變成短鏈脂肪酸而吸收利用，促進甘油三酯的合成 [26]。

3脂代謝與糖尿病關系

糖尿病可分為1型糖尿病（T1DM）、2型糖尿病（T2DM）、和妊娠期糖尿病其他特殊類型糖尿病。其中T1DM又稱為胰島素依賴型糖尿病，T2DM又稱為非胰島素依賴型糖尿病，無論是胰島素依賴型糖尿病還非胰島素依賴型糖尿病，均與脂代謝紊亂有一定的相關性[27-28]。糖尿病的血脂異常既涉及脂蛋白代謝紊亂，也包括脂蛋白質量和數量異常，其基本特征是高甘油三酯（Triglyceride 縮寫TG）血癥。TG是合成極低密度脂蛋白（VLDL）的原料，TG增多導致VLDL水平增高，從而增加糖尿病合并冠心病的風險。鄧大同[29]研究發現：TG水平增高，①由于肝脂酶活性在T2DM 患者中是增高的；②由于胰島素可使固醇調節元件結合蛋白1c（SREBP-1c）活性增加，SREBP-1c激活可使新生脂增加，從而TG增高。

餐后高脂血癥是糖尿病血脂異常另一大表現。胰島素抵抗（IR Insulin Resistance ）被認為是餐后高TG血癥的重要原因。IR一方面可使脂肪細胞對胰島素的敏感性下降，脂肪細胞分解TG減少；另一方面使胰島素對LPL激活作用減弱。LPL是血漿中清除甘油三酯的限速酶[30]。另有研究指出，餐后TG水平增高是冠狀動脈硬化病變的獨立的危險因素[31]，可能與餐后血脂水平升高導致的氧化應激、內皮素釋放等有關。目前，餐后脂血癥是研究熱點。

4膳食纖維與糖尿病關系

4.1膳食纖維降血糖的機制 DF是人類“第七大營養素”，與人類關系密切相關。近年來，DF與糖尿病的研究持續升溫。糖尿病前期是一個可逆的過程，對該人群進行早期干預，可使T2DM發病率降低58%[32]。在飲食治療中加入適量DF，能降低T2DM患者空腹血糖、餐后2h血糖、甘油三酯水平[33-34]。一項關于DF與DM相關危險因素的研究發現，胰島素敏感性和胰島B細胞對胰島素抵抗的代償能力均與DF攝入量呈正相關，并且與空腹胰島素、腰圍呈負相關，表明DF不僅有助于增加胰島素敏感性、控制肥胖，也有助于胰腺功能的發揮[35]。也有研究報道，DF不影響糖的總吸收，只是延緩糖的吸收，使餐后血糖峰值后移且更加平緩[36]。DF降血糖的機制目前并不清楚，可能的原因有以下三方面：①從膳食纖維本身特有的黏性和溶解性來看，可阻礙脂質和葡萄糖的吸收，降低血糖；②從糖代謝方面來看，膳食纖維可以激活糖原合成過程，提高糖原磷酸化酶、異檸檬酸脫氫酶，同時降低葡萄糖6-磷酸酶活性，從而增加肝糖原水平。而且DF可影響淀α-淀粉酶活性，酶解作用時間延長，腸液中葡萄糖的釋放速度降低；③從胰島素角度來看，燕麥β-葡聚糖可修復大鼠受損胰島細胞，可能的機制為促進胰島B細胞遺傳物質的合成，增加胰島B細胞數量，提高胰島素水平[37]。另外膳食纖維可改善靶組織對胰島素的敏感性，降低機體對胰島素的要求，從而降低糖尿病患者的血糖水平，見圖2。

4.2膳食纖維與腸道研究和糖尿病 目前，腸道研究成為治療糖尿病的熱點。已有實驗證實[38]，通過灌胃高劑量IDF、低劑量SDF組小鼠，腸道菌群調節作用較為顯著，不僅能促進乳酸桿菌和雙歧桿菌的增殖，同時一定程度上影響或者抑制腸球菌及腸桿菌的增殖。膳食纖維與腸道激素報道的文獻較少，或許在不久將來將會成為研究新領域之一。

4.3膳食纖維攝入量 DF攝入需適量。過多攝入除會阻礙蛋白質、微量元素和礦物質吸收，同時由于腸道菌群對DF酵解作用而產生的二氧化碳及甲烷等，可能會引起腹脹、脹氣等不良反應[39]。對于膳食纖維的攝入，各國根據本國實際情況制定有標準。如表1所示。我國膳食推薦攝入量為20～35g/d，但居民實際攝入量小于推薦量，且各地區存在差異。中國農村居民的膳食纖維攝入量在1982、1992和2002年分別為34.44g、28.05g和23.62g[40]，說明我國經濟結構改變使得居民飲食方式發生改變，膳食纖維攝入量逐年下降，仍需補充，見表1。

5結論與展望

對于糖尿病患者而言，在考慮總能量不宜過高的飲食中，應適當增加膳食纖維的攝入，尤其是可溶性膳食纖維。膳食纖維、脂代謝和糖尿病三者之間具有一定的聯系。膳食纖維可以降低血糖水平，改善糖尿病癥狀，同時也可以降低血脂水平，減少糖尿病患者合并心血管疾病發生的風險，提高患者生活質量。在糖尿病患者飲食中加入適量膳食纖維將會是一種全新的飲食治療，若加以大力推廣，必會為糖尿病患者帶來福音。

參考文獻：

[1]趙志剛.糖尿病病因的研究現狀及展望[J].河南醫學院，2000，9（4）：370-372.

[2]丁莉莉，彭麗，孔慶軍.膳食纖維與糖尿病的研究進展[J].醫學綜述，2014，20（7）：1265-1267.

[3]權美平，侯云云.膳食纖維的生理保健功能及其提取工藝的研究進展[J].保鮮與加工，2013，13（1）：49-51.

[4]李欣，劉玥，姜猛，等.膳食纖維提取方法及發展趨勢概述[J].食品工業，2013，34（6）：182-185.

[5]曾霞娟，劉家鵬，嚴梅娣，等.膳食纖維對胃腸道作用的研究進展[J].微量元素與健康研究，2011，28（1）：52-53.

[6]劉博，曾琳娜，林親錄，等.功能與研究進展[J].河南科技大學學報（農學版），2003，23（2）：75-可溶性膳食纖維生理功能研究進展[J].糧食與油脂，2013，26（9）：42-44.

[7]Othman R A，Moghadasian M H，Jones P J. Cholesterol–lowering effects of oat β–glucan [J]. Nutr. Rev.2011，69（6）：299-309.

[8]張春霞，齊玉剛，曹蓓，等.超微粉碎對山楂不溶性膳食纖維降血脂作用的研究[J].食品工業科技，2013，10：338-342.

[9]李建民，侯玉澤.膳食纖維的功能與研究進展[J].河南科技大學學報（農學版），2003，23（2）.

[10]鐘禮云，林玉庭.膳食纖維降血脂作用及其機制的研究概況[J].海峽預防醫學雜志，2008，14（1）：26-28.

[11]Arjmandi BH， Ahn J， Mathani S， et al. Dietary soluble fiber and cholesterol affect serum cholesterolconcentration， hepatic portalvenous short-chain fatty acid concentration and fecal sterol excre-tion in rats[J].J Nutr，1992，122：246-253.

[12]Gallaher DD， Locket PL， Gallaher CM. Bile acid metabolism inrats fed two levels of corn oil and brans of oat， rye and barley andsugar beet fiber[J]. J Nutr，1992，122：473-481.

[13]Vahouny GV，Tombes R，Cassidy MM，et al. Dietary fiber， V：Binding of bile salts， phospholipids and cholesterol from mixedmicelles by bile acidsequestrants and dietary fibers[J]. Lipids，1981，15：1012-1018.

[14]Gallaher DD， Schneeman BO.Intestinal interaction of bile acidphospholipids dietary fibers and cholestyramine [J].Am J Phys-iol，1986，250：G420-G426.

[15]Garcia Diez F， Garcia Mediavilla V， Bayon JE， et al. Pectin feed-ing influences fecal bile acid excretion， hepatic bile acid and cho- lesterol synthesis and serum cholesterol in rats [J].J Nutr，1996，126（7）：766-1771.

[16]Jame J，Kelley，TsaiA C. Effect of pectin，gum arabic and agaron cholesterol absorption，synthesis，and turnover in rats[J]. JNutr，1978，108（4）：630-639.

[17]曾琳娜，劉博，林親錄，等.可溶性膳食纖維抗高脂血癥研究進展[J].糧食與油脂，2014，27（1）：1-4.

[18]Garg A，Simha V. Update on dyslipidemia [J]. J. Clin. Endocrinol Metab.2007，92（5）：1581-1589.

[19]Wei Jung-Nan，Sung Fung-chang，Li Chung-Yi，et al.Low birth weight and high birth weight infants ale both at an increased risk to have type 2 diabetes among school children in Taiwan[J]. Diabetes Care，2003，26（2）：343-348.

[20]Namikoshi T，Tomita N，Satoh M，et al.High dietary protein intake induces endothelial dysfunction in uninephrectomized rats[J].MOLECULAR MEDICINE REPORTS，2009，2（3）：429-434.

[21]Song Y，Manson J E，Buring J E，et al.A prospective study ofred meat consumption and type 2 diabetes in middle - aged andelderly women[J].Diabetes Care，2004，27（9）：2108-2115.

[22]Tinker LF，Sarto GE，Howard BV，et al.Biomarker-calibrateddietary energy and protein intake associations with diabetes riskamong postmenopausal women from the Women ’s Health Initiative[J].Am J Clin Nutr，2011，94（6）：1600-1606.

[23]邱烈峰.高脂飲食誘導肥胖大鼠代謝相關指標的變化[J].中國老年學雜志，2014，5（34）：2815-2818.

[24]田佳，姜玲玲，史海水.脂蛋白脂酶與肥胖[J].生物學雜志，2008，25（6）：6-8.

[25]寧鴻珍，劉英莉，唐詠梅，等.β-葡聚糖干預高脂膳食喂養大鼠脂代謝的作用[J].營養學報，2009，31（6）：617-618.

[26]李建民，侯玉澤.膳食纖維的功能與研究進展[J].河南科技大學學報（農學版），2003，23（2）.

[27]楊文英.2型糖尿病與脂代謝紊亂[J].中華心血管雜志，2003，31（9）：718-721.

[28]范麗華.非胰島素依賴型糖尿病與脂代謝紊亂相關性研究進展[J].中國醫藥指南，2013，11（21）：171-172.

[29]鄧大同.糖尿病與脂代謝異常[J].安徽醫藥，2008，12（3）：195-199.

[30]楊志明，郭淑霞.脂蛋白脂酶基因與代謝綜合征關系的研究進展[J].現代生物醫學進展，2009，9（21）：4181-4183.

[31]蔣雪羚，龐素英，劉元勛.淺析餐后高脂血癥[J].社區醫學雜志，2009，7（2）：9-10.

[32]莊前玲，郭桂芳，李湘萍.糖尿病前期臨床研究進展[J].中華護理雜志，2011，46（8）：832-835.

[33]金燕紅.膳食纖維對糖尿病患者血糖血脂的影響[J].中國醫師雜志，2010，12（12）：1702-1703.

[34]俞文.膳食纖維對2型糖尿病治療中的療效觀察[J].醫學信息（下旬刊），2010，23（12）：153.

[35]LIESE A D， SCHULZ M， FANG F， et al. Dietary glycemic index and glycemic load， carbohydrate and fiber intake， and measures of insulin sensitivity， secretion， andadiposity in the Insulin Resistance Atherosclerosis Study[J].Diab Care，2005，28（12）：2832-28381.

[36]李寧，江驥，胡蓓.復合膳食纖維對健康受試者血糖及血脂的影響[J].中國臨床營養雜志，2007，15（6）：493-496.

[37]蔡琳，劉瑩，從峰，等.膳食纖維復合沖劑及其輔劑的降血糖作用研究[J].食品與藥品，2011，13（5）：168-171.

[38]吳占威，胡志和，鄔雄志.豆渣膳食纖維及豆渣超微化制品對小鼠腸道菌群的影響[J].食品科學，2013，34（3）：271-275.

[39]蔣麗，周穗玲，殷比，等.青少年兒童飲食中膳食纖維與健康狀況的關系調查[J].現代食品科技，2010，26（12）：1379-1383.

[40]楊月欣，何梅，王光亞，等.中國農村地區居民蔬菜的纖維含量和攝入量狀況的研究[J].衛生研究，2007，36（6）：698-702.

編輯/馮焱