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为探究低碳水饮食(RCD)对 1 型糖尿病患者胰岛素敏感性和内皮功能的影响,研究发现 1 周 RCD 虽降低胰岛素剂量,但未改善相关功能。
在糖尿病的 “战场” 上,1 型糖尿病患者一直面临着诸多严峻挑战。大血管疾病是 1 型糖尿病患者的 “头号杀手”,即便患者们努力控制高血糖,它的威胁依旧存在。青少年 1 型糖尿病患者的预期寿命可能会因此缩短多达 13 年,主要 “元凶” 便是缺血性心脏病。更令人担忧的是,就算血糖控制达到标准(A1c≤6.9%(52 mmol/mol)),这种风险依然如影随形。在 1 型糖尿病大血管疾病的复杂 “战局” 中,胰岛素抵抗和内皮功能障碍是关键 “敌人”,它们与心血管风险紧密相连。
通常情况下,约 50% 的胰岛素在经过肝脏时会被清除。但 1 型糖尿病患者通过外周注射胰岛素的方式,绕过了肝脏的首过清除,这就导致了医源性外周高胰岛素血症(iatrogenic peripheral hyperinsulinemia)。研究表明,持续的高胰岛素水平会降低胰岛素敏感性和内皮功能,而这些胰岛素浓度和 1 型糖尿病患者外周注射胰岛素时的基础水平相近。目前,降低 1 型糖尿病患者医源性外周高胰岛素血症的治疗策略十分有限。现有的一些方法,要么还处于临床前研究阶段,无法应用于临床;要么存在副作用,限制了它们的使用。在此背景下,低碳水饮食(reduced-carbohydrate diet,RCD)作为一种非药物策略,进入了研究人员的视野。
为了探究 RCD 对 1 型糖尿病患者胰岛素敏感性和内皮功能的影响,美国范德堡大学(Vanderbilt University)等机构的研究人员 Justin M. Gregory、T. Jordan Smith 等人开展了一项研究,相关成果发表在《Cardiovascular Diabetology》杂志上。
研究人员采用了随机、单盲、交叉试验的方法。他们招募了 12 名 18 - 60 岁的 1 型糖尿病成年患者,这些患者的 BMI 在 18 - 33 kg/m2,HbA1c 在 5.9 - 9.0% 之间。研究过程中,患者需使用胰岛素泵和连续血糖监测仪(CGM)。
研究人员为患者提供了两种等热量的一周饮食计划。标准碳水化合物饮食(standard carbohydrate diet,SCD)遵循推荐的常量营养素分布(45 - 65% 碳水化合物,10 - 30% 蛋白质,25 - 35% 脂肪),而 RCD 则将碳水化合物降低至 25 - 35%,脂肪提高到 45 - 65%,蛋白质保持在 10 - 30%。在研究过程中,患者需按照指定饮食准备自己的 meals,在第 7 天则食用研究团队提供的标准化、预定量的 2000 千卡 / 天的 meals。
研究人员通过高胰岛素 - 正常血糖钳夹试验(hyperinsulinemic–euglycemic clamp)来测量胰岛素敏感性,用肱动脉血流介导的血管舒张(brachial-artery flow-mediated vasodilation,FMD)评估内皮功能。
研究结果如下:
- 食物摄入与胰岛素剂量:在一周的 RCD 期间,患者的碳水化合物摄入量比 SCD 低 25%,脂肪摄入量高 35%。在测试前 24 小时,当患者食用标准化 meals 时,RCD 组的碳水化合物摄入量低 51%,脂肪摄入量高 44%,但总热量摄入相似。同时,RCD 使总每日胰岛素剂量(TDDinsulin)比 SCD 降低了 16%,在研究前 24 小时,TDDinsulin降低了 24%,而两种饮食期间的 CGM 血糖水平相似。
- 血管功能:内皮依赖性 FMD 在两种干预之间相似,RCD 后为 7.50%(IQR 3.25 - 15.5%),SCD 后为 9.81%(IQR 4.96 - 14.3%)(p = 0.91)。内皮非依赖性 NMD 在两种饮食之间也差异极小。
- 胰岛素敏感性:胰岛素敏感性(通过高胰岛素 - 正常血糖钳夹试验最后 30 分钟的葡萄糖输注率(GIR)衡量)在两种饮食之间无显著差异,RCD 后为 8.1 mg/kg FFM/min(IQR 6.7 - 10.1),SCD 后为 8.6 mg/kg FFM/min(IQR 7.0 - 11.0)(p = 0.47)。
- 其他代谢指标:RCD 后空腹 β - 羟基丁酸酯水平高于 SCD,但在胰岛素输注期间均被抑制至检测不到的水平。血液乳酸水平在两种饮食的钳夹试验期间均适度上升,丙氨酸水平保持稳定。此外,RCD 使一些促炎细胞因子如 IL - 1α 等有所增加,而 SCD 则未出现这种情况。
研究结论和讨论部分指出,虽然 RCD 显著降低了 1 型糖尿病患者的总每日胰岛素剂量,但与 SCD 相比,并未改善胰岛素敏感性或内皮功能。这一结果表明,胰岛素暴露、胰岛素敏感性和内皮功能之间的关系复杂且动态。研究人员推测,夜间相似的基础胰岛素输送可能掩盖了 RCD 的潜在益处。此外,RCD 对胰岛素诱导的细胞因子反应产生了影响,这一现象值得进一步研究。
这项研究为 1 型糖尿病的治疗和管理提供了重要的参考,让人们对饮食干预和胰岛素相关功能之间的关系有了更深入的认识,也为后续研究指明了方向。
研究人员使用的主要关键技术方法包括:一是随机交叉试验设计,让每位参与者自身作为对照,减少个体间差异;二是使用高胰岛素 - 正常血糖钳夹试验测量胰岛素敏感性;三是通过肱动脉血流介导的血管舒张(FMD)测试评估内皮功能;四是利用各种检测方法分析血液中的代谢物、激素和细胞因子水平 。