不同成分營養(yǎng)餐對腸促胰島素分泌及胰島功能的影響

高 哲，閻曉路，宋光耀，馬博清，李彩英，楊朝菊

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·膳食與營養(yǎng)·

不同成分營養(yǎng)餐對腸促胰島素分泌及胰島功能的影響

高 哲，閻曉路，宋光耀，馬博清，李彩英，楊朝菊

目的 通過給予糖耐量正常受試者不同成分營養(yǎng)餐，探討其對腸促胰島素、胰島β細胞功能的影響。方法 河北省人民醫(yī)院于2010年招募15例健康志愿者，采用自身對照研究，受試者首先食用標準飲食洗脫1周，于試驗當日接受高碳水化合物飲食(HC)、高蛋白飲食(HP)、高脂肪飲食(HF)之一作為早餐攝入，然后再采用標準飲食洗脫1周，重復試驗過程，分別進食3種不同的營養(yǎng)餐。測定進餐后0、30、60、120、180、240 min血糖、胰島素、抑胃多肽(GIP)和胰高血糖素樣肽1(GLP-1)水平。結(jié)果 受試者進食3種營養(yǎng)餐后血糖、胰島素、GIP、GLP-1時間與組間對其的影響均存在交互作用(P<0.05)。受試者進食3種營養(yǎng)餐后AUC血糖30 min、AUC血糖240 min、AUC胰島素30 min、AUC胰島素240 min、AUCGIP30 min、AUCGIP240 min、AUCGLP-130 min、AUCGLP-1240 min比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，其中HC AUC血糖30 min、AUC血糖240 min、AUC胰島素30 min、AUC胰島素240 min、AUCGIP30 min、AUCGIP240 min、AUCGLP-130 min、AUCGLP-1240 min均高于HP和HF，HP AUC胰島素30 min、AUCGIP30 min高于HF，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。不同營養(yǎng)餐ΔI30/ΔG30、AUCI/AUCG比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，其中HP ΔI30/ΔG30高于HC、HF，HF AUCI/AUCG低于HC、HP，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。HC AUC胰島素30 min與AUCGIP30 min、AUCGLP-130 min呈正相關(r=0.476、0.535，P<0.05)。HC AUCGLP-130 min與AUC血糖30 min呈正相關(r=0.517，P<0.05)。HP AUC胰島素30 min與AUCGIP30 min呈正相關(r=0.433，P<0.05)。結(jié)論 不同成分營養(yǎng)餐均可影響GIP、GLP-1分泌及胰島功能變化；HC促進GIP、GLP-1以及胰島素分泌作用最明顯；HP可明顯促進早期GIP、胰島素的分泌，胰島β細胞功能指數(shù)也明顯增高。

糖尿病膳食；胰高血糖素樣肽1；腸抑胃肽；膳食碳水化合物；膳食蛋白質(zhì)類；膳食脂肪類

高哲，閻曉路，宋光耀，等.不同成分營養(yǎng)餐對腸促胰島素分泌及胰島功能的影響[J].中國全科醫(yī)學，2015，18(26)：3235-3239.[www.chinagp.net]

Gao Z，Yan XL，Song GY，et al.Effect of meals with different nutrient contents on the secretion of incretin and islet function[J].Chinese General Practice，2015，18(26)：3235-3239.

2型糖尿病又稱為生活方式病，美國糖尿病預防項目(diabetes prevention program，DPP)研究發(fā)現(xiàn)，生活方式干預可以有效減少2型糖尿病的發(fā)生。其中，飲食治療是生活方式中最經(jīng)濟、有效的方法。腸促胰島素可以促進胰島素分泌、改善胰島β細胞功能，參與脂代謝，還具有多種胰腺外作用，日益成為人們研究的熱點。食物攝入后腸促激素效應取決于食物的容量和成分，腸促激素效應減低是2型糖尿病的特征之一，是否能夠通過合理的調(diào)配飲食成分來進一步促進內(nèi)源性腸促胰島素的釋放尚無定論，本課題通過給予糖耐量正常的健康志愿者不同成分營養(yǎng)餐，觀察其對腸促胰島素分泌以及胰島β細胞功能的影響，更好地指導人們飲食，為糖尿病的預防和治療提供理論依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象 河北省人民醫(yī)院于2010年招募15例健康志愿者，其中男7例，女8例；年齡23～26歲，平均年齡(24.7±1.0)歲；體質(zhì)指數(shù)(BMI)18.9～21.8 kg/m2，平均BMI(20.1±1.3)kg/m2；腰臀比0.69～0.94，平均腰臀比(0.79±0.08)。受試者均無高血壓、冠心病，無肝、腎功能障礙，無胃腸道疾病，無甲狀腺功能亢進等內(nèi)分泌疾病，無發(fā)熱、感染、急性心肌梗死、手術(shù)治療等應激狀態(tài)，無糖尿病家族史，近期未服用任何藥物。受試者進行口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)，根據(jù)1999年WHO糖尿病診斷標準，空腹血糖及餐后2 h血糖均在參考范圍。本研究經(jīng)河北省人民醫(yī)院倫理委員會審核通過后執(zhí)行，所有受試者進入試驗前簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗餐的配置 高碳水化合物飲食(HC：60%碳水化合物，20%蛋白質(zhì)，20%脂肪)、高蛋白飲食(HP：20%碳水化合物，60%蛋白質(zhì)，20%脂肪)，高脂飲食(HF：20%碳水化合物，20%蛋白質(zhì)，60%脂肪)。脂肪采用油茶籽油〔單不飽和脂肪酸(MUFA)：82.3%，多不飽和脂肪酸(PUFA)：7.6%，飽和脂肪酸(SFA)：9.9%，福臨門〕。3種飲食總熱量相同(300 kcal)，試驗當天試驗餐加水混勻至300 ml。所有飲食由本院營養(yǎng)科配制(見表1)。標準飲食(碳水化合物50%，脂肪30%，蛋白質(zhì)20%)供洗脫期食用，所有受試者參加試驗期間為輕體力勞動，總熱量按照30 kcal·kg-1·d-1計算，三餐配比為1/5、2/5、2/5，由學生營養(yǎng)食堂提供。

1.2.2 標本采集 采用自身對照研究，受試者首先食用標準飲食洗脫1周，于試驗當日接受HC、HP、HF之一作為早餐攝入，然后再采用標準飲食洗脫1周，重復試驗過程，分別進食3種不同的營養(yǎng)餐。試驗前隔夜禁食12 h后受試者于次日清晨7點肘靜脈置管，空腹抽血后，口服同熱量同容量試驗餐，5 min食用完，分別于30、60、120、180、240 min抽血。血樣分兩管收集，一管收集在預先冰凍有EDTA、抑肽酶(500 kU/ml)的試管中，立即4 ℃以3 000 r/min離心10 min，離心半徑7 cm，留取血漿，凍存于-70 ℃冰箱中，用于測定抑胃多肽(GIP)、胰高血糖素樣肽1(GLP-1)。另一管收集在已放促凝劑的試管中，室溫靜置30 min后以3 500 r/min離心15 min，離心半徑10 cm，留取血清，凍存于-70 ℃冰箱中，分別測定血糖、胰島素。

表1 不同營養(yǎng)餐的成分(g)

注：HC=高碳水化合物飲食，HP=高蛋白飲食，HF=高脂飲食

1.2.3 檢測指標 血糖的測定采用葡萄糖氧化酶法。胰島素的測定采用放射免疫分析法(RIA)，采用125I胰島素放射免疫試劑盒，編號IMK414(中國原子能科學研究院同位素研究所提供)，胰島β細胞功能指數(shù)相關公式：早時相胰島素分泌指數(shù)ΔI30/ΔG30=(胰島素30 min-胰島素0 min)/(血糖30 min-血糖0 min)；AUCI/AUCG=AUC胰島素240 min/AUC血糖240 min，曲線下面積計算采用梯形法則。GIP的測定采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)，ALISEI全自動酶標儀檢測讀數(shù)，試劑盒由ADL公司提供，操作嚴格按照試劑盒說明書進行。GLP-1的測定采用ELISA，ALISEI全自動酶標儀檢測讀數(shù)，試劑盒由ADL公司提供，操作嚴格按照試劑盒說明書進行。

2 結(jié)果

2.1 不同成分營養(yǎng)餐血糖、胰島素變化

2.1.1 血糖比較 受試者進食3種營養(yǎng)餐后時間與組間對血糖的影響存在交互作用(F交互=18.738，F(xiàn)時間=35.862，F(xiàn)組間=4.166；P交互<0.05，P時間<0.05，P組間<0.05，見圖1)。受試者進食3種營養(yǎng)餐后AUC血糖30 min、AUC血糖240 min比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，其中HC AUC血糖30 min、AUC血糖240 min均高于HP和HF，差異均有統(tǒng)計學意義(見表2)。

注：HC=高碳水化合物飲食，HP=高蛋白飲食，HF=高脂飲食

圖1 受試者進食3種營養(yǎng)餐后不同時間血糖水平

Figure 1 Blood glucose levels at different time points after meals of three meal groups

Table 2 Comparison of blood glucose area under the curve at different time points after meals among three meal groups

營養(yǎng)餐AUC血糖30minAUC血糖240minHC2.78±0.3412.91±1.53HP2.42±0.24a11.13±0.69aHF2.31±0.25a11.55±1.16aF值5.5814.320P值<0.05<0.05

注：與HC比較，aP<0.05

2.1.2 胰島素比較 受試者進食3種營養(yǎng)餐后時間與組間對胰島素的影響存在交互作用(F交互=11.51，F(xiàn)時間=83.50，F(xiàn)組間=46.68；P交互<0.05，P時間<0.05，P組間<0.05，見圖2)。受試者進食3種營養(yǎng)餐后AUC胰島素30 min、AUC胰島素240 min比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，其中HC AUC胰島素30 min、AUC胰島素240 min高于HP和HF，HP AUC胰島素30 min高于HF，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表3)。

圖2 受試者進食3種營養(yǎng)餐后不同時間胰島素水平

Figure 2 Insulin levels at different time points after meals among three meal groups

2.2 不同成分營養(yǎng)餐GIP、GLP-1的變化

2.2.1 GIP比較 受試者進食3種營養(yǎng)餐后時間與組間對GIP的影響存在交互作用(F交互=144.538，F(xiàn)時間=35.862，F(xiàn)組間=30.594；P交互<0.05，P時間<0.05，P組間<0.05，見圖3)。受試者進食3種營養(yǎng)餐后AUCGIP30 min、AUCGIP240 min比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，其中HC AUCGIP30 min、AUCGIP240 min高于HP和HF，HP AUCGIP30 min高于HF，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表4)。

Table 3 Comparison of insulin area under the curve at different time points after meals among three meal groups

營養(yǎng)餐AUC胰島素30minAUC胰島素240minHC15.80±4.0959.14±8.16HP11.74±2.57a51.21±8.98aHF6.49±2.09ab26.40±5.31aF值17.80229.984P值<0.05<0.05

注：與HC比較，aP<0.05；與HP比較，bP<0.05

注：GIP=抑胃多肽

圖3 受試者進食3種營養(yǎng)餐后不同時間GIP水平

Figure 3 GIP levels at different time points after meals among three meal groups

Table 4 Comparison of GIP area under the curve at different time points after meals among three meal groups

營養(yǎng)餐AUCGIP30minAUCGIP240minHC26.44±0.58170.60±2.79HP25.64±0.61a153.06±3.55aHF17.85±0.40ab155.94±3.56aF值500.81844.772P值<0.05<0.05

注：與HC比較，aP<0.05；與HP比較，bP<0.05；GIP=抑胃多肽

2.2.2 GLP-1比較 受試者進食3種營養(yǎng)餐后時間與組間對GLP-1的影響存在交互作用(F交互=15.310，F(xiàn)時間=824.578，F(xiàn)組間=6.546；P交互<0.05，P時間<0.05，P組間<0.05，見圖4)。受試者進食3種營養(yǎng)餐后AUCGLP-130 min、AUCGLP-1240 min比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，其中HC AUCGLP-130 min、AUCGLP-1240 min高于HP和HF，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表5)。

注：GLP-1=胰高血糖素樣肽1

圖4 受試者進食3種營養(yǎng)餐后不同時間GLP-1水平

Figure 4 GLP-1 levels at different time points after meals among three meal groups

Table 5 Comparison of GLP-1 area under the curve at different time points after meals among three meal groups

營養(yǎng)餐AUCGLP-130minAUCGLP-1240minHC16.68±0.5899.17±3.12HP14.44±0.70a88.71±5.42aHF14.79±0.41a92.70±3.36aF值27.55815.518P值<0.05<0.05

注：與HC比較，aP<0.05；GLP-1=胰高血糖素樣肽1

2.3 不同種類營養(yǎng)餐胰島β細胞功能指數(shù)比較

2.3.1 ΔI30/ΔG30比較 不同營養(yǎng)餐ΔI30/ΔG30比較，差異有統(tǒng)計學意義(F=4.899，P<0.05)，其中HP ΔI30/ΔG30高于HC、HF，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見圖5)。

注：與HP比較，aP<0.05

圖5 不同營養(yǎng)餐ΔI30/ΔG30比較

Figure 5 Comparison of ΔI30/ΔG30among three meal groups

2.3.2 AUCI/AUCG比較 不同營養(yǎng)餐AUCI/AUCG比較，差異有統(tǒng)計學意義(F=32.748，P<0.05)，其中HF AUCI/AUCG低于HC、HP，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見圖6)。

注：與HF比較，aP<0.05

圖6 不同營養(yǎng)餐AUCI/AUCG比較

Figure 6 Comparison of AUCI/AUCGamong three meal groups

2.4 相關性分析 HC AUC胰島素30 min與AUCGIP30 min、AUCGLP-130 min呈正相關(r=0.476、0.535，P<0.05)。HC AUCGLP-130 min與AUC血糖30 min呈正相關(r=0.517，P<0.05)，HC AUCGIP30 min與AUC血糖30 min無直線相關性(r=0.346，P=0.056)。HP AUC胰島素30 min與AUCGIP30 min呈正相關(r=0.433，P<0.05)。

3 討論

1930年La Barre和Still將粗胰泌素進一步純化后得到了促進胰腺外分泌而不降血糖和降血糖但不促進胰腺外分泌的兩個活性組分，并明確后者的降糖作用依賴于胰島素的分泌，La Barre將這個具有降血糖作用的活性組分稱為“腸促胰島素”，其中GIP和GLP-1的分泌活性最強。正常人進餐后胰島素分泌總量的50%～70%歸功于GLP-1和GIP的作用[1]。食物在腸道的消化吸收過程中刺激腸道內(nèi)分泌細胞分泌腸促胰島素，研究表明，食物攝入后腸促激素效應取決于食物的容量和成分[2]，本研究選擇粉狀或液態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)制成營養(yǎng)餐，加水混勻為等容量、等熱量的糊狀，盡量減小胃排空及吸收對試驗的影響，本研究結(jié)果顯示，HC、HP、HF均可刺激GIP、GLP-1分泌，而且是一個長期的過程，3 h后其濃度仍未恢復至空腹狀態(tài)。通過比較可見，HC、HP、HF均能迅速引起GLP-1分泌，其中HC作用更強一些，與Yoder等[3]結(jié)果一致。攝入HC后，早期血糖明顯升高，AUCGLP-130 min與AUC血糖30 min呈正相關，證實了GLP-1的分泌具有血糖依賴性。HC也能引起GIP迅速增高，但AUCGIP30 min與AUC血糖30 min無相關性，可以在今后的研究中增加樣本例數(shù)進一步探討。

已經(jīng)證明對GLP-1刺激性較強的是富含脂肪和碳水化合物的飲食，但是混合餐和個別營養(yǎng)物質(zhì)包括葡萄糖及其他糖、甜味劑，游離脂肪酸、氨基酸和膳食纖維也能刺激GLP-1的釋放[4]。本研究結(jié)果顯示，HP較HF能迅速引起GIP分泌，并未引起明顯的血糖改變，但能引起腸促胰島素效應，尤其促進了進食早期(0～30 min)GIP大量分泌。推測其原因：(1)不能除外低水平的非蛋白質(zhì)成分(20%脂肪，20%碳水化合物)刺激了GIP的分泌；(2)Gunnerud等[5]通過對牛奶、乳清蛋白、干酪、小麥等富含多種動物蛋白和植物蛋白飲食的研究發(fā)現(xiàn)，乳清蛋白能顯著促進早期GIP及胰島素釋放，胰島素分泌與腸促胰島素及亮氨酸等氨基酸濃度增高有關。本研究中攝入HP使用的是乳清蛋白粉，可能是乳清蛋白或某種氨基酸促進了早期GIP大量分泌。動物和人體試驗均表明高蛋白餐能有效刺激GLP-1分泌[6]，陳海燕等[7]通過對大鼠及人群的研究均發(fā)現(xiàn)長期高蛋白飲食能促進GLP-1分泌并有降糖、減重的作用，本研究中HP能促進GLP-1分泌但不如GIP峰值高。

血糖濃度是調(diào)節(jié)胰島素分泌最重要的因素，腸促胰島素的分泌呈血糖依賴性。本研究也發(fā)現(xiàn)，攝入HP及HF后血糖無明顯升高，攝入HC后血糖、GIP、GLP-1較其他兩組均增高，其中AUC胰島素30 min與AUCGIP30 min、AUCGLP-130 min呈正相關，但胰島β細胞功能指數(shù)ΔI30/ΔG30與AUCI/AUCG卻沒有顯著優(yōu)勢。本研究選擇了血糖生成指數(shù)(GI)高的米粉作為碳水化合物的主要來源，可見GI高的碳水化合物雖然促進了胰島素分泌但并沒有明顯改善胰島β細胞功能指數(shù)ΔI30/ΔG30與AUCI/AUCG。國外研究報道富含高碳水化合物飲食的GI與胰島素分泌呈線性關系，可促進更多GLP-1分泌，但高血糖與高胰島素血癥可形成胰島素抵抗[8-9]。本課題組前期研究也發(fā)現(xiàn)高糖飲食可誘導大鼠胰島素抵抗[10]。

本研究發(fā)現(xiàn)攝入HP后早期胰島素升高與GIP分泌增加有關，這種相關需要進一步驗證。本研究中攝入HP使用的是乳清蛋白粉，乳清蛋白能夠促進胰島素分泌[11]。Salehi等[12]經(jīng)體外研究得出乳清蛋白的促胰島素反應與GIP作用有關。也有報道顯示胰島素反應和血漿氨基酸升高具有相關性，尤其是亮氨酸[13]。本研究中攝入HP后血糖無明顯升高，ΔI30/ΔG30較其他兩組明顯增高，AUCI/AUCG也有增高，可見HP可改善胰島素分泌，改善胰島β細胞功能指數(shù)ΔI30/ΔG30與AUCI/AUCG。Mortensen等[14]對糖尿病患者的研究也發(fā)現(xiàn)乳清蛋白能夠促進胰島素分泌、調(diào)整2型糖尿病患者餐后血糖。攝入富含高蛋白的飲食能改善2型糖尿病[15]。

進餐后的血糖穩(wěn)定不僅與吸收的營養(yǎng)物質(zhì)直接刺激胰島素釋放有關，還受腸促胰島素的影響[16]。本研究通過探討不同成分營養(yǎng)餐對腸促胰島素的分泌及胰島β細胞功能的影響，得出HC促進GIP、GLP-1以及胰島素分泌作用最明顯；HP可明顯促進早期GIP、胰島素的分泌，胰島β細胞功能指數(shù)也明顯增高，從而進一步指導人們尤其是糖尿病及其高危人群的飲食，通過合理飲食改善內(nèi)源性腸促胰島素釋放，結(jié)合腸促胰島素新藥的治療，達到“雙管齊下”。

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(本文編輯：賈萌萌)

Effect of Meals With Different Nutrient Contents on the Secretion of Incretin and Islet Function

GAOZhe，YANXiao-lu，SONGGuang-yao，etal.

DepartmentofEndocrinology，HebeiGeneralHospital，Shijiazhuang050051，China

Objective To explore the effect of meals with different nutrient contents on incretin and islet function by testing on subjects with normal sugar tolerance.Methods We enrolled 15 healthy volunteers from Hebei General Hospital in 2010.In the self-control study，we conducted a one-week dietary elution by standard meals，and the subjects were given one of three kinds of meals，including high carbohydrate(HC)，high protein(HP)and high fat(HF)meals.Then the subjects received one-week dietary elution by standard meals again，after which the test was undertaken again by providing subjects with one of the three kinds of meal.Blood glucose，insulin，GIP and GLP-1 levels were tested 0，30，60，120，180 and 240 minutes before and after the meals.Results There was interaction effect in blood glucose，insulin，GIP and GLP-1 among different time points and among different meal groups after meals(P<0.05).Three different meal groups were significantly different in AUCGlu30 min，AUCGlu240 min，AUCIns30 min，AUCIns240 min，AUCGIP30 min，AUCGIP240 min，AUCGLP-130 min，AUCGLP-1240 min after meals(P<0.05)，HC was higher than HP and HF in AUCGlu30 min，AUCGlu240 min，AUCIns30 min，AUCIns240 min，AUCGIP30 min，AUCGIP240 min，AUCGLP-130 min，AUCGLP-1240 min，and HP was higher than HF in AUCIns30 min and AUCGIP30 min(P<0.05).Different meals were significantly different in ΔI30/ΔG30and AUCI/AUCG(P<0.05)，HP was higher than HC and HF in ΔI30/ΔG30，and HF was lower than HC and HP in AUCI/AUCG(P<0.05).For HC，AUCIns30 min was positively correlated with AUCGIP30 min and AUCGLP-130 min(r=0.476，0.535；P<0.05).For HC，AUCGLP-130 min was positively correlated with AUCGlu30 min(r=0.517，P<0.05).For HP，AUCIns30 min was positively correlated with AUCGIP30 min(r=0.433，P<0.05).Conclusion Meals with different nutrient contents have different influences on the secretion of GIP and GLP-1 and the change of islet function；HC meal can significantly promote the secretion of GIP，GLP-1 and insulin；HP meal can notably promote the early secretion of GIP and insulin and significantly increase the index of β cell function.

Diabetic diet；Glucagon-like peptide 1；Gastric inhibitory polypeptide；Dietary carbohydrates；Dietary proteins；Dietary fats

中華醫(yī)學會臨床醫(yī)學科研專項資金項目(13061000485)；河北省衛(wèi)生計生委科研基金資助項目(20120212)

050051河北省石家莊市，河北省人民醫(yī)院內(nèi)分泌科 河北省內(nèi)分泌代謝病研究所(高哲，宋光耀，馬博清，李彩英)，腫瘤科(閻曉路)，檢驗科(楊朝菊)

宋光耀，050051河北省石家莊市，河北省人民醫(yī)院內(nèi)分泌科 河北省內(nèi)分泌代謝病研究所；E-mail：sguangyao2@163.com

R 587.1

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.26.028

2015-04-30；

2015-07-11)