综述:益生菌发酵乳与2型糖尿病:机制、益处和未来方向

【字体: 时间:2025年10月18日 来源:Journal of Functional Foods 4

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  本综述系统探讨了益生菌发酵乳在2型糖尿病(T2DM)管理中的潜力,重点阐述了其通过调节肠道菌群、产生短链脂肪酸(SCFAs)和释放生物活性肽(如DPP-IV抑制剂)等多重机制改善血糖稳态、胰岛素敏感性及脂质代谢的作用。文章汇总了临床前与临床证据,并指出了个体差异、标准化缺失等挑战,为未来个性化营养干预研究提供了方向。

  
益生菌发酵乳与2型糖尿病:机制、益处和未来方向
  1. 2.
    糖尿病:一个全球性健康问题
    糖尿病是一种慢性疾病,影响着全球数百万人。国际糖尿病联盟(IDF)2021年报告显示,约有5.37亿成年人患有糖尿病,预计到2045年将增至7.83亿。然而,最新的非传染性疾病风险因素合作组织(NCD-RisC)数据表明,全球糖尿病病例已超过8亿,远超此前预测。在拉丁美洲,墨西哥的糖尿病患病率最高,达14.1%。2型糖尿病(T2DM)是最常见的形式,其特征是胰岛素抵抗或胰腺胰岛素分泌不足,与不良饮食习惯、缺乏运动和肥胖密切相关。在营养管理方面,控制血糖水平至关重要,需要遵循低血糖指数和血糖负荷的饮食原则,而益生菌在调节葡萄糖代谢中的作用日益受到关注。
  2. 3.
    益生菌发酵乳:成分与益处
    益生菌发酵乳,如酸奶、开菲尔等,是通过乳酸菌(LAB)发酵牛奶制成的乳制品。这一过程不仅改善了牛奶的保存性和感官品质,还产生了乳酸、生物活性肽、细菌素和短链有机酸等有益代谢产物。益生菌,如嗜酸乳杆菌、乳双歧杆菌等,能够存活于胃肠道并定植于肠道,通过调节 microbiota、增强肠道健康和产生抗菌效应带来健康益处。
其健康益处广泛,包括:
  • 改善肠道健康:促进有益菌生长,抑制有害菌,缓解便秘、腹泻和肠易激综合征。
  • 增强营养生物利用度:提高钙、磷等矿物质的吸收,并合成维生素K和B族维生素。
  • 强化免疫系统:刺激抗体和免疫细胞产生,增强肠道屏障功能。
  • 影响心理健康和神经保护:通过肠-脑轴影响神经递质(如血清素)的产生,可能对神经退行性疾病有预防作用。
  • 预防代谢综合征:改善胰岛素敏感性,调节血糖水平,减少慢性炎症。
  1. 4.
    发酵乳抗糖尿病作用的机制
    肠道 microbiota 的失衡在T2DM发展中扮演着双向角色。益生菌发酵乳主要通过以下机制发挥抗糖尿病作用:
4.1. 短链脂肪酸的产生和炎症的减少
胰岛素抵抗与慢性低度炎症密切相关。益生菌发酵乳产生的短链脂肪酸(SCFAs),如丁酸盐、丙酸盐和乙酸盐,具有抗炎作用,能改善胰岛素敏感性并有助于血糖控制。丁酸盐主要由普拉梭菌、肠道罗氏菌等产生,能抑制NF-κB活化,减少TNF-α、IL-6和IL-1β等促炎细胞因子的产生,从而改善肌肉和肝脏中的胰岛素作用,增强葡萄糖摄取,并保护β细胞免受炎症损伤。
4.2. 生物活性肽的产生和葡萄糖吸收的抑制
乳酸菌发酵乳蛋白过程中产生的生物活性肽能抑制α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶和DPP-IV等关键酶,从而减少餐后葡萄糖水平。这些肽还具有抗氧化和抗炎特性,可保护β细胞。特定菌株的组合,如鼠李糖乳杆菌GG与嗜热链球菌SY-102协同,能产生更强的DPP-IV抑制肽。定期摄入含有目标乳酸菌的发酵产品可改善血糖控制,减少炎症,并支持β细胞功能。
  1. 5.
    益生菌发酵乳与糖尿病关系的临床前和临床证据
    临床前和临床研究通过多种分子和代谢生物标志物探讨了益生菌发酵乳对糖尿病的影响。
  • 血糖控制:多项研究表明,摄入含有嗜酸乳杆菌La5、乳双歧杆菌Bb12和干酪乳杆菌等菌株的益生菌发酵乳可降低T2DM患者的空腹血糖和糖化血红蛋白(HbA1c)水平。在糖尿病妊娠女性中,益生菌酸奶 supplementation 也有助于控制空腹和餐后血糖,降低HbA1c,并促进新生儿健康体重。动物模型研究也观察到类似益处,包括空腹血糖降低、口服葡萄糖耐量改善、HbA1c和胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)下降,以及C肽和GLP-1水平升高。
  • 炎症和氧化应激生物标志物:益生菌发酵乳 consumption 可降低氧化应激标志物和炎症细胞因子水平,如TNF-α、抵抗素和血清白细胞介素-6。
  • 脂质控制:证据显示,补充含有嗜酸乳杆菌和乳双歧杆菌的酸奶可显著降低T2DM患者的总胆固醇(T-Chol)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及LDL-C/高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)比率。开菲尔 consumption 也显示出对总胆固醇和甘油三酯(Tg)的改善作用。然而,效果并非总是一致,可能受益生菌种类、剂量和补充持续时间的影响。
  1. 6.
    益生菌发酵乳与糖尿病预防
    除了管理作用,益生菌发酵乳在预防糖尿病方面也显示出潜力。研究表明,特定益生菌菌株,如副干酪乳杆菌01,可通过抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶降低健康个体的餐后血糖。在T2DM和代谢综合征个体中,补充嗜酸乳杆菌La-5、动物双歧杆菌乳亚种BB-12等菌株与空腹血糖降低相关。定期摄入发酵乳制品与降低前驱糖尿病向T2DM进展的风险相关。在妊娠期,益生菌 supplementation 有助于降低胰岛素抵抗风险,并对后代代谢健康产生长期影响。
  2. 7.
    益生菌乳制品在T2DM管理中的健康声称
    近年来,科学界对发酵食品消费与T2DM发病率之间关系的兴趣日益增加。2024年3月,美国食品药品监督管理局(FDA)首次发布了针对酸奶的合格健康声称,认为每周摄入2-3份酸奶可能降低患T2DM的风险,但该声称基于有限的科学证据。此决定适用于酸奶整体食品,而非任何孤立成分,且未对产品糖分或脂肪含量设限,这可能引起混淆。这一进展可能推动其他地区(如欧盟、加拿大)对类似声称的监管考量。
  3. 8.
    益生菌发酵乳与2型糖尿病效果之间的分歧
    尽管多数证据支持益生菌发酵乳对T2DM的积极作用,但部分研究结果存在分歧。一些研究报道了空腹血糖、HbA1c和胰岛素抵抗的显著改善,而另一些则未观察到临床意义的效果。这种差异可能源于菌株变异、治疗剂量和持续时间、患者基线特征(如代谢控制程度、肠道 microbiota 初始组成)以及降糖药物使用等因素。方法学局限性,如小样本量、短期随访和干预异质性,也使得研究间直接比较困难。
  4. 9.
    挑战与未来展望
    益生菌发酵乳在T2DM管理中面临多个挑战:
    • 个体反应变异性:肠道 microbiota 组成、饮食、整体健康和遗传因素影响益生菌效果。
    • 缺乏标准化:菌株、活菌浓度(CFU)和发酵过程的差异影响产品效力和研究可比性。
    • 需要长期研究:现有试验多为短期(8-12周),长期效果和安全性需进一步评估。
    • 作用机制不明:益生菌通过 microbiota 调节、SCFAs 产生等途径作用的详细机制仍需阐明。
      未来研究应结合个性化 microbiome 分析、标准化制剂和长期临床结局评估,以制定基于证据的T2DM辅助治疗策略。
  5. 10.
    结论
    益生菌发酵乳为T2DM等代谢疾病的预防和管理提供了一种有前景的膳食策略。其通过多种机制改善血糖控制、减少炎症和调节脂质代谢的潜力已得到初步证实。然而,个体差异、标准化不足、缺乏长期数据以及机制理解不充分等挑战仍需克服。未来的研究应致力于优化生产方法、深入探索作用机制并评估长期健康影响,以更有效地将这类功能性食品整合进预防和治疗方案中。
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