肥胖和2型糖尿病的关系真是太密切了,脂肪组织暗搓搓地在暗地里使坏,很大程度上加剧了糖尿病的发展。所以一看到大腹便便的患者,医生们往往就会要他们赶快去减肥。
减肥带来的有益影响,真的全是“减肥”带来的吗?要是在减重之前病症就好转了呢?
为期三天的超低卡路里饮食通过多种机制逆转大鼠模型的2型糖尿病。这项研究来自《细胞代谢》杂志[1],美国耶鲁大学医学院Gerald I. Shulman教授领导的团队发现,一种短周期、超低卡路里的饮食(VLCD)能够在不减轻体重的情况下,逆转2型糖尿病大鼠模型的高血糖、胰岛素抵抗!这种低卡饮食为期三天,每天摄入量为正常情况下的四分之一,也就是600-800大卡。
研究发现,超低卡路里饮食能够减少乳酸、氨基酸等物质向葡萄糖转化、抑制糖异生作用,同时可以降低肝糖原转化为葡萄糖的速率,总体上降低血糖。此外,超低卡路里饮食还可以减少肝细胞中重要的信号分子二酰甘油(DAG),抑制与胰岛素抵抗相关的通路,显著改善肝脏对胰岛素的敏感性。
说起2型糖尿病,都认为糖尿病是富贵病,得了病还颇有一种家境富足的得意,殊不知现在糖尿病已经愈演愈烈。国外研究者大胆预测,到了2050年,将会有三分之一的美国人患上2型糖尿病[2]。治疗糖尿病的方法还是有一些的,除了各种各样的降糖药和注射胰岛素,还有一个相对来说更一劳永逸的方法——减肥手术。
为了探究这背后的机制,研究者准备了一种2型糖尿病的大鼠模型,它们高血糖、高胰岛素血症、肥胖,还有2型糖尿病的典型症状非酒精性脂肪肝(NAFLD)(可以说是很惨了)。同时,为了能够精确追踪动物模型体内的生理变化,利用同位素标记追踪血糖升高的关键通路。
研究者减少了模式大鼠75%的正常卡路里摄入量。一般来说都会建议糖尿病患者吃得“清淡少油”,对疾病有一定好处,也是一种变相的降低卡路里摄入了。而为了排除这类少吃带来的健康影响(这话真奇怪),研究者还精心设计了饮食结构,保证碳水:脂肪:蛋白质=5:4:1,简直吃油渣喝糖水,可以说是非常不健康了。在这种情况下,实验的第三天,吃得少的大鼠体重几乎没有下降,但它们的血糖值下降了大概75mg/dl,血胰岛素更是下降了差不多50%。(咦,是不是可以说要是健康地吃,效果还会更好)
当使用同位素标记了相应的化合物,对肝葡萄糖产生和胰岛素抵抗两条通路进行追踪,研究者清楚“看见”了现象背后的本质。
大家都知道,肝脏是十分重要的产糖器官。它本身就具有一定的糖存储功能,机体用不掉的葡萄糖会在这里转化成肝糖原存放起来,在必要的时候就自行分解补充血糖。除此以外肝脏还可以进行糖异生作用,将氨基酸、乳酸、丙酮酸、甘油等转化成葡萄糖。
研究者发现,在超低卡路里饮食的情况下,肝糖原的分解速度大大降低。同时,除了甘油之外的糖异生作用也降低了。总的来说,肝脏的净产糖量下降了30-40%!
继续追根究底,研究者发现,肝脏中的乙酰辅酶A(acetyl-CoA)数量下降了!乙酰辅酶A是糖异生反应过程的重要部分,缺乏乙酰辅酶A,关键酶(PC)活性低下,反应就无法进行,哪来的葡萄糖呢。
那么另一条通路,胰岛素抵抗通路又发生了什么呢?肝细胞中有一种叫做二酰甘油(DAG)的脂质,是个重要的“传令兵”,蛋白激酶ε(PKCε)需要它才能激活。激活的PKCε会促进肝糖原的分解,还能够抑制糖原合成,可以说是完全和胰岛素对着干了。Shulman教授团队在此前的研究里发现,DAG- PKCε通路还会导致胰岛素抵抗,因为PKCε会令胰岛素受体的关键酶(IRTK)失活,降低肝脏对胰岛素的敏感性[7]。
但是在超低卡路里饮食的情况下,肝脏中的DAG数量下降,直接导致激活的PKCε减少了40%,胰岛素的作用一下子提高了2.5倍!不过不要担心,这种作用只存在于肝脏,并不会让全身的细胞都提高对胰岛素的敏感性。
这意味着,不吃药不打针,只是饿一饿,短短的三天之内,确实从根本上降低大鼠血糖、提高胰岛素效率!
目前已经有几项临床试验,验证了低卡路里饮食对2型糖尿病的良好作用。研究人员的下一步工作,就是在做了减肥手术的患者、或者采用超低卡路里饮食的患者中使用PINTA追踪相应的通路,看看这种机制是不是在人体中也成立。
Shulman教授说:“如果这些结果在人体中得到证实,我们就有了新视角,以便更有效地治疗2型糖尿病。”
每个人身体条件不一样,到底怎么吃对病人最好,还是得医生说了算。
不管怎么说,还是健康饮食吧
参考资料:
[1] http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1550413117306162
[2] Projection of the year 2050 burden of diabetes in the US adult population: dynamic modeling of incidence, mortality, and prediabetes prevalence. Popul. Health Metr. 8, 29.
[3] Bariatric Surgery for Type 2 Diabetes Mellitus in Patients with BMI
[4] Weight and type 2 diabetes after bariatric surgery: systematic review and meta-analysis. Am. J. Med. 122, 248–256.e5.
[5] Very low-calorie diet mimics the early beneficial effect of Roux-en-Y gastric bypass on insulin sensitivity and b-cell Function in type 2 diabetic patients. Diabetes 62, 3027–3032.
[6] Non-Invasive Assessment of Hepatic Mitochondrial Metabolism by Positional Isotopomer NMR Tracer Analysis (PINTA). Nat. Commun. 8, 798.
[7] The role of hepatic lipids in hepatic insulin resistance and type 2 diabetes. Nature 510, 84–91.
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