低碳水化合物飲食對糖尿病影響的研究進展

傅浩，魏嘉禾，蔡俊挺，高夢源，朱冰姿，鄧臘梅

1.杭州醫學院公共衛生學院，浙江 杭州 310053；2.杭州醫學院臨床醫學院，浙江 杭州 310053；3.杭州醫學院檢驗醫學院，浙江 杭州 310053；4.杭州醫學院團委，浙江 杭州 310053

糖尿病是一組以胰島素作用障礙或分泌缺陷，或兼而有之引起的慢性高血糖為特征的代謝性疾病[1]，主要分型有：1型（T1DM）、2型（T2DM）和妊娠期糖尿病（GDM）。據統計，2019年全球20～79歲的人群中糖尿病患者約4.63億[2]。過去30年，我國糖尿病患病率從低于1%迅速增長至超過10%，目前糖尿病患者已達1.164億人，居世界首位，成為患病率增長最快的國家之一，預計2028年我國糖尿病患者將會超過1.49億[2]。糖尿病已成為我國乃至全球醫療保健的巨大負擔。

目前，對于糖尿病的控制主要通過飲食、藥物和運動等方式，其中飲食是控制各類糖尿病的基礎。低碳水化合物飲食（LCD）是一種嚴格限制碳水化合物量消耗，增加蛋白質和脂肪攝入量的飲食模式，研究認為該飲食模式可有效降低糖尿病發病風險[3]，降低患者血糖水平[4]，也有研究稱，長期LCD對糖尿病患者安全性和有效性降低[5]。目前關于LCD對糖尿病長短期影響的相關性研究在國內開展和報道較少，導致LCD對糖尿病的影響尚有爭議。該文對近年來國內外有關LCD對糖尿病影響的相關性研究作一綜述，為預防糖尿病及制訂安全且合理的飲食干預提供科學依據。

1 LCD的特點及分類

LCD強調嚴格限制碳水化合物量的消耗，加大蛋白質和脂肪的攝入量。美國醫生阿特金斯的《阿特金斯醫生的新飲食革命》首次提出該類飲食模式，最初因其具有快速減肥的能力而變得流行。雖然LCD主要通過限制碳水化合物的攝入量，但對于LCD的定義，目前還沒有明確的共識。最新一項依據每天攝入營養素量的百分比（或每天總碳水化合物負荷）的研究[6]，將LCD定義為：每日碳水化合物攝入量低于宏量營養素總攝入量的26%（或每日碳水化合物總負荷低于130 g）。

根據攝入碳水化合物，脂肪和蛋白質的來源和每日含量不同，主要分為：典型低碳水化合物飲食、阿特金斯飲食、低碳水化合物飲食地中海飲食和極低碳水化合物飲食（VLCD）。

2 LCD對糖尿病相關指標的影響

飲食是預防和控制各種類型糖尿病的基礎，改善能量攝入和豐富營養成分是當前研究的主要內容。近年來，BMI、血糖血脂等水平變化是影響糖尿病發生發展的主要因素，也成為當下研究熱點。在長期研究過程中發現，LCD對BMI、血糖血脂等水平變化起到關鍵作用。

2.1 LCD對BMI的影響

肥胖甚至僅僅超重就與T2DM之間存在關聯，美國過去一份報告表明，近87.5%的T2DM患者超重或肥胖，與正常BMI范圍內的人群相比，健康的超重或肥胖人群罹患T2DM的風險更高[7]。限制碳水化合物的攝入，使糖和淀粉的攝入減少，身體會減少胰島素分泌，轉而燃燒脂肪，對實現改善脂質分布、減重和血糖控制至關重要。研究表明，對于肥胖人群的減肥效果和糖尿病的防控，LCD或許更優于高碳水化合物等其他飲食模式[8]。

Giugliano等[9]認為限制每日碳水化合物20～50 g，即處于營養酮癥狀態，肝臟將脂肪酸轉化為酮體，為身體提供燃料。此外，酮體可以穿透血腦屏障，被大腦用作“燃料”。Davis等[10]在一項為期1年的隨機對照試驗（RCT)中，將105例T2DM伴肥胖患者隨機分配到LCD組和低脂飲食（LFD）組，LCD組的患者體質量下降較LFD組快（P＜0.05），且體質量大幅減少發生在前3個月，嚴格限制碳水化合物能增強肝臟和全身的脂肪分解和氧化從而有效干預肥胖患者，但1年后兩飲食組下降幅度差異無統計學意義（P＞0.05）。另一項Meta分析結果顯示[11]，與未采取LCD干預組相比，LCD組短期內可有效降低糖尿病患者的體質量（P＜0.05），但長期效果未見統計學關聯（P＞0.05）。

2.2 LCD對血糖水平的影響

較多糖尿病患者存在胰島素敏感性降低，由此導致的高血糖是最典型的癥狀，也是下游后遺癥的原因，血糖控制仍然是T1DM、T2DM患者的主要治療方向。由于碳水化合物是葡萄糖的主要來源，減少碳水化合物的攝入可以降低對胰島素的需求，改善胰島素敏感性，從而減少餐后血糖。目前糖化產物血紅蛋白A1c（HbA1c）被廣泛應用于糖尿病的實驗室診斷。Feinman等[12]在一項RCT中發現，采用VLCD治療糖尿病患者12個月，與未使用組相比，Hb1Ac水平顯著降低，胰島素和口服藥物的使用降低，并表現出較高的干預依賴性。Saslow等[4]在一項飲食治療試驗中發現，LCD組糖尿病患者的HbA1c水平比其他飲食組（中碳水化合物、限制熱量、LFD）下降幅度更顯著（P＜0.05），但僅在前6個月顯著。另有研究發現，在伴有HbA1c顯著下降的同時，LCD帶來同等不良反應更少甚至沒有[13]。LCD還可以通過降低血糖生成，使天門冬氨酸氨基轉移酶活性正常化，實現器官損傷減少[14]。

2.3 LCD對血脂水平的影響

血清三酰甘油（TG）不僅是心腦血管疾病的主要危險因素之一，也是影響血糖代謝和血黏度的重要因素。研究發現，TG水平升高可造成糖尿病前期人群糖尿病轉變風險上升[15]。Meng等[11]通過一項LCD與血脂水平的Meta分析發現：LCD可以有效降低糖尿病患者TG水平（95%CI:-0.45,-0.21；P＜0.001）。雖然長期堅持LCD可顯著降低TG水平，但對高密度脂蛋白(HDL)升高作用不如非低碳飲食[16]。Mansoor等[17]通過一項Meta分析發現，與LFD相比，LCD組能顯著降低BMI超標患者的TG水平（95%CI：-0.37,-0.15；P＜0.05），增加HDL含量，但使低密度脂蛋白(LDL)含量顯著增加。LDL是造成動脈粥樣硬化的主要原因之一，然而對于長期LCD是否會造成冠心病等發病率和病死率增加的研究較少，因此無法得出相關結論，有必要持續更長時間研究來理解個體對飲食干預模式反應的巨大差異。

3 LCD對不同分型糖尿病的影響

3.1 LCD對T1DM的長短期影響

3.1.1 短期影響 在胰島素被發現之前，嚴格的LCD（碳水化合物含量≤10 g/d），是T1DM治療的主要方法[18]。Ranjan等[19]在一項隨機開放標簽交叉試驗中發現，在不改變平均血糖水平的情況下，短期內LCD較高碳水化合物飲食可使血糖正常時間維持更長[（83%±9%）vs（72%±11%），P=0.02]，縮短血糖低于3.9 mmol/L的時間[（3.3%±2.8）vs（8.0%±6.3%），P=0.03],且具有更低的血糖變異性（P=0.02）。Paiva等[20]通過案例研究證明VLCD飲食對5歲T1DM兒童的血糖控制有持續且積極的影響，維持糖化血紅蛋白正常穩定。同時，另有研究發現，LCD使T1DM的兒童與成年血糖控制異常、不良事件發生率低[21]。Goffau等[22]在研究中發現胰島β細胞自身免疫與產乳酸和產丁酸鹽物減少、擬桿菌屬豐度增加有關。這一發現與Endesfelder等[23]的研究結果一致，Endesfelder等還認為丁酸鹽在抗胰島自身免疫的發展和T1DM的發病中具有保護作用。

3.1.2 長期影響 一項評估T1DM患者對LCD長期依從性的研究發現，約50%的人2年后不再堅持，另50%持續堅持4年，結果表明堅持更長時間的患者HbA1c水平持續降低[24]。針對LCD與T1DM的長期相關性，研究表明長期高蛋白/低碳水化合物飲食可能會減少腸道微生物組中氏菌屬和直腸真菌屬，進而降低糞便中的丁

酸鹽含量，引發β細胞發生自身免疫[25]。Krebs等[26]在研究中提出LCD對于T1DM患者而言，可能是一種長期可行的選擇，對減少胰島素劑量與改善血糖控制有一定的益處，但是需要兼顧安全性和有效性，其長期療效仍有待研究證實。

3.2 LCD對T2DM的長短期影響

3.2.1 短期影響 在T2DM患者中，LCD能改善其生理功能、身體疼痛，改善胰島素敏感性與血脂的水平[27]。研究發現，LCD可在短期內有效逆轉糖尿病，但其有效性主要體現在糖尿病確診時間較短的患者身上[28]。包括營養酮癥在內的飲食計劃短期內似乎對T2DM患者的血糖控制和體重減輕非常有效，并能顯著減少藥物使用。Gannon等[29]設計了一種低生物可利用葡萄糖（LoBAG）飲食，能在短期內能顯著降低未治療的T2DM患者體內循環葡萄糖濃度，為患者改善血糖和減少藥物使用提供新路徑。曾婷等[30]在一項干預試驗中發現30%的LCD干預在3、6個月可以顯著改善未使用胰島素的T2DM患者的血糖、血脂水平，并具有較高的干預依從性。短期內限制碳水化合物越多，降低葡萄糖的幅度就越大[31]。另有研究發現，短期內個體化LCD可以改善心臟代謝危險因素[32]，改善人群生活質量與心理健康[33]。

3.2.2 長期影響Sato等[34]在一項隨機對照試驗中發現，對比低熱量飲食，LCD優越性逐漸消失。單純降低碳水化合物的攝入量并不能在中長期內降低T2DM患者的HbA1c水平，可能存在如：氧化應激、外周胰島素抵抗等機制相互作用[35]。Rayner等[36]在一項澳大利亞中年婦女隊列研究中發現，長期LCD可導致中年女性發生T2DM的風險增加27%。

一項研究哈爾濱人群健康（RR=2.24；95%CI:1.07,4.72；P=0.04）和一項研究飲食、營養與慢性病（RR=2.29；95%CI:1.07,4.88；P=0.04）的雙隊列研究表明，長期低碳水化合物、高脂肪和高蛋白飲食與攝入額外熱量的人群T2DM風險增加有關，研究人員補充：可能是由于長期攝入過多的動物源性脂肪和蛋白質，以及攝入較少的蔬果和膳食纖維導致[5]。替代碳水化合物的蛋白質和脂肪來源會導致T2DM風險，動物來源的高脂高蛋白可使男性患T2DM風險增加37%，GDM病史的婦女患T2DM風險增加40%（95%CI:1.06,1.84；P=0.04）[35]。相反，植物來源高脂高蛋白LCD可使女性患T2DM風險降低18%（95%CI:0.71,0.94；P=0.001），因此長期采取LCD不僅是對碳水化合物的限制，還需要注意蛋白質和脂肪的來源。

此外，降低碳水化合物的攝入量雖是一個有益的選擇，但需要定期評估。由于長期LCD會導致酮癥，因此該方案不適用于某些T2DM患者，包括孕婦、哺乳期婦女、有進食障礙或患有腎臟疾病的人等[37]。

3.3 LCD對GDM的長短期影響

3.3.1 短期影響 營養治療是治療GDM的方法之一，長期以來用限制碳水化合物的攝入作為GDM治療的基礎。Farabi等[38]在一項評估低碳水化合物和高碳水化合物飲食治療GDM效果的RCT研究中發現，LCD可以在短期內改善GDM患者血糖水平（P＜0.05）。Bao等[39]在一項納入4 502例GDM病史女性的前瞻性隊列研究中發現，短期內LCD可改善妊娠期糖尿病(GDM)患者的血糖控制。Han Shanshan等[40]發現，LCD與高碳水化合物相比，GDM患者出現高血壓、剖宮產術和出現大齡胎兒、嬰兒圍產期死亡率沒有差異。同時限制母體碳水攝入可能會影響胎盤的葡萄糖運輸，增加酮癥的風險[41]。

3.3.2 長期影響 先前關于限制碳水化合物攝入量對葡萄糖代謝影響的研究，得到相互矛盾結果：一項非RCT研究顯示6周LCD治療可以減少GDM患者治療中胰島素的需要量，通過4個月隨訪，之前的療效顯著降低。國外學者在一項對澳大利亞婦女長達12年隨訪中，發現長期攝入相對較低的碳水化合物和較高的脂肪和蛋白質含量會增加患GDM的風險（RR=1.54；95%CI:1.10,2.15），特別是在高蛋白質和脂肪攝入主要來自動物性食物的情況下，患GDM風險較高（RR=1.40；95%CI:1.06,1.84；P=0.04），也與GDM病史女患者發展為T2DM風險增加有關（RR=1.19；95%CI:1.06,1.84；P=0.004）[40]，而較高的纖維素攝入量可以降低GDM的風險（RR=0.67；95%CI:0.45,0.96）。提倡GDM患者或高危人群應從紅肉和加工肉類以外的食物中獲取蛋白質和脂肪。

4 結語

該文綜述國內外有關LCD對糖尿病影響的相關性研究，大部分研究表明LCD可有效改善患者和高危人群的BMI、血糖和血脂水平等。對于不同類型糖尿病，LCD可改善患者身體疼痛感，提高生活質量，改善胰島素敏感性維持患者血糖正常時間更長，減少胰島素劑量。此外LCD還能延緩2型糖尿病腎功能不全，甚至可逆轉早期糖尿病，對于自身免疫的發展具有潛在保護作用，但都以短期療效較顯著。然而LCD并不適合所有人群，對于伴隨特定疾病和狀態的糖尿病患者應審慎采取LCD，要時刻注意其安全有效性。由于目前長期機制和療效、安全性相關研究報道較少，因此在實際中應根據個人需要量身定制，合理優化低碳水化合物和糖尿病之間關聯的特定食物種類對于制定預防控制策略尤為重要，同時長期跟蹤隨訪相關指標水平。此外LCD潛在的心血管風險增加與體質量減輕和血糖控制之間的效益仍有待證明。今后仍需更多高質量的研究進一步驗證LCD對糖尿病的長期影響。