低碳水化合物飲食與代謝綜合征發(fā)病關系的研究進展

趙峻琪，魏逸凡(綜述)，吳琪俊，趙玉虹(審校)

(中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院臨床流行病學教研室，遼寧 沈陽 110004)

代謝綜合征(metabolic syndrome,Mets)是一組常見的代謝性疾病，包括葡萄糖不耐受(糖耐量受損或空腹血糖受損、2型糖尿病)、中心性肥胖、胰島素抵抗、血脂異常和高血壓等[1]，并且肥胖和衰老會增加其患病率[2]。Mets的全球患病率從10%～84%不等，美國國家健康和營養(yǎng)調(diào)查結果顯示，超過1/3的成年人罹患Mets，年齡≥40歲的成年人中約40%罹患Mets[3]。近年來，隨著物質(zhì)條件的不斷改善，生活水平的不斷提高，我國居民大量攝入高脂肪、高蛋白質(zhì)及高熱量的食物，使Mets的患病率不斷升高[4]。2000年，我國成人Mets的患病率為6.6%[5]；2010-2012年Mets的患病率已上升至11.0%[6]；最近的一項研究結果顯示，2014～2017年我國居民Mets的患病率已高達21.9%，已經(jīng)成為我國部分地區(qū)的常見病和多發(fā)病[4]。

1 Mets概述

Mets可導致2型糖尿病、心血管疾病、非酒精性脂肪性肝炎和癌癥等非傳染性疾病的發(fā)生發(fā)展[7]，給個人和社會造成沉重的疾病負擔。相關研究表明，在未來5～10年間，相比于沒有該病的患者，Mets患者患心血管疾病的風險高出一倍，患2型糖尿病的風險增加五倍，終生患病風險更高[8]。目前，Mets的發(fā)病機制尚未完全明確，但研究表明，遺傳、代謝和生活方式之間的相互作用會影響Mets的患病率[9]。因此，通過生活方式干預，降低肥胖、少體力活動和不良飲食等可變因素相關的風險，對于預防Mets至關重要[10]。最近的一項薈萃分析研究提示飲食模式與Mets之間存在關聯(lián)，但不同人群間的證據(jù)差異較大[11]。當前，關于飲食模式與Mets的研究主要集中在低碳水化合物飲食(low-carbohydrate diet,LCD)。但既往研究認為LCD會對健康造成不良影響，因為其通常包含大量的脂肪和膽固醇，這可能與低密度脂蛋白膽固醇水平升高有關，對代謝風險因素有不利影響[12]。而近年來研究發(fā)現(xiàn)，LCD不僅會降低三酰甘油、低密度脂蛋白膽固醇，并且會升高高密度脂蛋白膽固醇[13]，對血脂起到積極作用。目前，國內(nèi)外已有多項流行病學研究探討了LCD與Mets的關系，但研究結果尚存爭議。因此，本文旨在對相關流行病學研究結果予以綜述，為今后進行更深入的研究提供參考。

2 低碳水化合物飲食概述

近年來，LCD受到了極大的關注并呈流行趨勢。LCD即在飲食中嚴格限制碳水化合物的攝入量，增加脂肪和蛋白質(zhì)的攝入量[14]。LCD存在多種類型，主要包括典型的低碳水化合物飲食、生酮飲食、阿特金斯飲食、低碳水化合物高脂肪飲食以及低碳水化合物地中海飲食等。雖然所有的LCD方法都能減少碳水化合物的總攝入量，但對于如何定義LCD并沒有明確的共識。目前應用最廣泛的是根據(jù)LCD評分來定義。LCD評分是根據(jù)碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)的能量攝入百分比，將參與者按攝入量分成十分位，碳水化合物攝入最低的十分位得10分，攝入最高的十分位得1分；而蛋白質(zhì)和脂肪攝入最高的十分位得10分，攝入最低的十分位得1分，將三種常量營養(yǎng)素的所有分數(shù)相加，得出總體飲食評分(3～30)，得分越高表示越堅持LCD模式[15]。但不同的研究采用不同的分位方式來評估研究對象的LCD，對于LCD評分的計算方法也有所不同，目前尚無統(tǒng)一的LCD評分計算標準。

LCD首先被發(fā)現(xiàn)在治療肥胖方面效果顯著，除了能顯著降低體重外，還能有效改善血脂和胰島素抵抗[16]。因此，LCD最初被廣泛應用于治療肥胖，而隨著研究的不斷深入，LCD的其它益處也不斷被發(fā)現(xiàn)。有研究表明，LCD對包括糖尿病[17]、癌癥[18]、以及Mets[19]在內(nèi)的多種慢性非傳染性疾病均表現(xiàn)出積極作用，可以降低其發(fā)病率或改善預后。LCD的這種積極作用，可能與改善胰島素抵抗和減少肥胖的發(fā)生有關[20]。因此，許多研究者提出將LCD作為一種輔助治療手段，應用于Mets的預防和治療中。

3 低碳水化合物飲食與代謝綜合征發(fā)病的關系

本綜述共納入5篇關于LCD與Mets發(fā)病風險的流行病學研究，其中包括隊列研究1篇[19]，橫斷面研究3篇[20-22]，隨機臨床試驗的數(shù)據(jù)合并分析1篇[23]。發(fā)表時間均在2015年之后，研究地點主要包括亞洲(伊朗，韓國)，北美洲(美國)。從總體來看，Mirmiran等[19]和Sangsefidi等[22]的研究結果一致，均表明LCD能夠降低一般人群中Mets的發(fā)生風險；同樣Freedland等[23]的研究也表明LCD可以降低男性前列腺癌患者Mets發(fā)生風險。而其它兩項橫斷面研究[20-21]則顯示LCD與Mets發(fā)病之間無關。研究間結論的不一致可能與Mets的診斷標準、LCD定義標準及膳食來源、膳食數(shù)據(jù)的獲取方式、人群及經(jīng)濟狀況等因素有關。

3.1Mets診斷標準 Mets目前尚無統(tǒng)一明確的診斷標準，常用的診斷標準主要包括2005年美國國家膽固醇教育計劃成人治療方案第三次報告(Adult Treatment Panel Ⅲ,ATP Ⅲ)標準，2005年國際糖尿病聯(lián)盟(International Diabetes Federation,IDF)標準，2009年國際糖尿病聯(lián)盟流行病預防工作組聯(lián)合過渡聲明(Joint Interim Statement,JIS)標準，以及2013年中華醫(yī)學會糖尿病學分會(2013 Chinese Diabetes Society,CDS 2013)標準。不同的標準對于Mets診斷的原則不同，同一標準針對不同的種族、性別也有差異，進而會影響結論的一致性。相關研究表明，四種Mets的診斷標準對Mets的患病率的診斷有差異[24]。納入的研究中有三項研究采用了IDF診斷標準[19-20,23]，兩項研究采用ATP Ⅲ診斷標準[21-22]。雖然IDF和ATP Ⅲ兩種診斷標準間較好的一致性[24]可以減少對患病率差異的影響，但仍無法完全解釋不同診斷方法對人群患病率的影響。

3.2LCD定義標準及食物來源 當前對于LCD尚無明確統(tǒng)一的定義，納入的各項研究對LCD的定義也不盡相同,見表1。Ha等[21]和Sangsefidi等[22]采用十分位的LCD評分標準對研究對象的LCD進行評估；而Shirani等[20]采用5分位的LCD評分標準對研究對象的LCD進行評估；Mirmiran等[19]則設計了一種基于碳水化合物、脂肪酸種類，植物蛋白以及血糖負荷的計算方式；而Freedland等[23]根據(jù)營養(yǎng)師的建議，將參與者的碳水化合物的攝入量限制在≤20 g/d。不同研究間采取的LCD評價方法差異較大，可能是導致不同研究間結論不一致的原因之一。

此外，食物來源可能也會對研究結果產(chǎn)生影響。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不同食物來源的LCD會對死亡率[25]、腫瘤[26]以及Mets[21]產(chǎn)生不同的影響，但僅有兩項研究考慮了不同食物來源對研究結果的影響。Mirmiran等[19]考慮到蛋白質(zhì)以及脂肪酸的不同類型會對研究結果產(chǎn)生影響，并設計了一種新的LCD評分計算方法，來評價LCD與Mets的關系。而Ha等[21]則是分別計算了以動物、植物為基礎的LCD評分，分別研究其與Mets的關系；研究發(fā)現(xiàn)在女性中動物或植物LCD得分最高十分位者高密度脂蛋白膽固醇水平升高、血脂異常減輕，而男性中僅在以動物為基礎的LCD中發(fā)現(xiàn)得分最高十分位者高密度脂蛋白膽固醇水平升高、空腹血糖升高、血脂異常減輕。雖然尚不清楚該變化是否與性別有關，但研究結果提示不同的食物來源可能影響LCD與Mets及其組分關系的評估。今后的研究，應注意準確評估不同食物來源對研究的影響，可分別計算基于植物或動物以及健康與非健康的LCD評分，進一步明確LCD對Mets的影響。

表1 低碳水化合物飲食評分標準

3.3膳食調(diào)查方式 采用科學合理的膳食調(diào)查方法獲得研究對象的膳食數(shù)據(jù)至關重要。其不僅可能影響研究結果，還可能限制不同研究之間的比較。在納入的幾項研究中采用了不同的膳食調(diào)查方法，3項研究使用經(jīng)驗證的半定量食物頻率問卷法收集膳食信息[19-20,22]，盡管三項研究都是在伊朗開展的，但研究使用的食物頻率問卷各不相同，納入的食物項數(shù)目也差異較大，這可能是導致在同一國家開展不同研究，結論差異較大的原因；1項研究根據(jù)營養(yǎng)師的指導遵守LCD[23]，但研究對象的依從性較差，在納入的40名LCD控制組的研究對象中，只有32人堅持超過了6個月，并納入到最后的分析，依從性遠低于對照組；另1項研究使用24 h膳食回顧法[21]，雖然研究包含了足夠的樣本量，但該研究通過24 h膳食回顧獲得的膳食攝入量數(shù)據(jù)可能不能代表參與者的長期膳食攝入量。此外，該研究24 h膳食回顧數(shù)據(jù)估計的是小組平均攝入量，而非針對個人，對于個體膳食評估準確性較差。這可能是導致研究沒有發(fā)現(xiàn)LCD與Mets之間存在關聯(lián)的原因。

3.4人群及經(jīng)濟狀況 關于LCD與Mets發(fā)病關系研究結果的不一致還可能是由于納入研究的人群不同。雖然有三項研究是在同一地區(qū)開展的，但Sangsefidi等[22]的研究中參與者均是從同一個市區(qū)內(nèi)挑選的，因此該研究樣本的代表性可能較差；而Shirani等[20]的研究只涉及女性且樣本量較小，研究人群的內(nèi)在差異可能導致了在同一地區(qū)開展的不同研究結果不同。雖然Freedland等[23]采用了隨機臨床試驗的研究設計，但研究對象僅為男性前列腺癌患者，無法代表一般群體，導致研究結果外推受限。此外，我們還發(fā)現(xiàn)，堅持LCD程度較高的群體，往往具有較高的收入和更好的健康行為，而經(jīng)濟狀況會對人們的飲食選擇、健康行為、體力活動等產(chǎn)生影響，這可能會影響LCD與Mets之間關系的評估。但在納入的研究中只有Ha等[21]控制了家庭收入這一混雜因素的影響，未來的研究需要進一步考慮這一點，以更好的分析LCD和Mets之間的關系。

4 LCD降低Mets發(fā)病的可能生物學機制

目前，針對LCD與Mets及各組成成分之間的關系進行了廣泛的觀察性和干預性研究。關于LCD降低Mets發(fā)生的機制較少并且存在爭議，針對Mets組分中的肥胖、胰島素抵抗、血脂異常和高血壓，LCD與Mets間可能的生物學機制簡要概括如下。

4.1LCD對肥胖的影響機制 LCD具有明顯的代謝優(yōu)勢，堅持LCD每天可以增加400～600千卡的能量消耗[27]，可以顯著降低體重。與等量的高碳水化合物飲食相比，LCD會減少胰島素分泌，導致脂肪分解及氧化增加，合成減少[28]，有利于身體脂肪的減少及體重的減輕。此外，LCD導致體重減輕的另一種機制可能是通過自發(fā)地減少熱量攝入。LCD不僅可能通過促進循環(huán)中酮體的增加而降低食欲[29]，而且通過增加蛋白質(zhì)的攝入增加飽腹感，減少整體能量攝入，從而導致身體脂肪的減少[30]。

4.2LCD對胰島素抵抗的影響機制 相比于脂肪或蛋白質(zhì)，碳水化合物對胰島素水平的影響更大。LCD在改善空腹血糖和胰島素水平以及胰島素敏感性方面比低脂肪高碳水化合物飲食更有效[31]。研究表明，LCD可以顯著降低2型糖尿病患者的空腹血糖和餐后血糖水平，減少由葡萄糖介導的胰島素分泌，有利于胰島β細胞功能的改善[32]。此外，在堅持LCD期間，機體主要利用酮體或脂肪酸作為能量來源而非碳水化合物，促使體內(nèi)能量重新達到平衡，胰島素信號通路得以恢復，胰島素水平正?；M而減輕胰島素抵抗[33]。

4.3LCD對血脂異常的影響機制 血脂異常是一種以三酰甘油和總膽固醇水平升高或高密度脂蛋白膽固醇水平降低為特征的疾病，可以促進冠心病和中風的發(fā)生發(fā)展[34]。而碳水化合物通過胰島素直接或間接調(diào)節(jié)膳食中過量營養(yǎng)素的分布，調(diào)節(jié)脂肪分解和脂蛋白組裝加工[35]，進而影響膳食中飽和脂肪的攝入與循環(huán)脂質(zhì)水平之間的關系[36]。伴隨著高脂肪攝入的LCD飲食可能會降低血液三酰甘油水平，升高血液高密度脂蛋白膽固醇水平[37]，并可能與降低某些形式的血脂異常有關，如高三酰甘油血癥和低高密度脂蛋白膽固醇水平[38]。

4.4LCD對高血壓的影響機制 目前有研究表明LCD與高血壓水平之間呈負相關關系[39]，LCD的降壓作用可能與胰島素水平有關[40]。2016年進行的一項薈萃分析顯示，空腹胰島素濃度升高或胰島素抵抗會增加一般人群中高血壓的發(fā)病風險[40]。高胰島素血癥通過增加腎小管對鈉的重吸收，導致高血壓[41]，還可通過促進脂肪積聚引起肥胖，從而導致肥胖引起的高血壓[42]；此外，高胰島素血癥還可以通過刺激交感神經(jīng)活動，增加腎素的分泌[43]，腎素的增加又激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，增加心輸出量和外周血管阻力，這些變化最終通過增加循環(huán)液體量和外周血管阻力導致血壓升高[44]。而LCD可以顯著降低胰島素水平[14]，因此對高胰島素血癥導致的高血壓也起到一定的改善作用。

5 結 論

目前，關于LCD與Mets發(fā)病關系的研究較少且結論并不一致。3篇橫斷面研究中，只有1篇表明LCD可以降低Mets的患病率，另外2篇表明兩者之間無關；1篇隊列研究結果表明，LCD可以降低Mets的患病率，但研究的樣本量較?。?篇隨機臨床試驗的數(shù)據(jù)合并分析結果表明，LCD可以降低前列腺癌患者Mets的患病率，但研究對象為特殊人群，且樣本量較小。因此，對于LCD與Mets兩者的關系尚不能得出明確結論。未來可設計更完善，樣本量更大的前瞻性隊列研究或開展針對一般人群的隨機對照試驗以明確LCD與Mets患病率之間的關系。同時未來的研究還需要充分考慮膳食來源、膳食調(diào)查方式、人群經(jīng)濟狀況等因素，以進一步闡述LCD與Mets的關系。