新型红藻（Palmaria palmata）蛋白浓缩物降低健康成人餐后血糖：随机双盲交叉研究

《The Journal of Nutritional Physiology》：A novel macroalgae protein concentrate attenuates postprandial glycaemia in healthy adults.

　　

Palmaria palmata（掌状红皮藻，dulse）是一种海洋来源、可持续的蛋白质来源。红藻蛋白浓缩物（dulse protein concentrate, DPC）在临床前模型中可刺激肠促胰岛素分泌并减弱餐后血糖，但其在人体中的效应尚未被表征。研究人员旨在探究一种新型DPC降低餐后血糖浓度的潜力。6名健康成人（年龄44±18岁；体重72.4±12.0 kg）在双盲、随机交叉设计下摄入含0.6 g·kg^-1体重麦芽糊精的饮料，并分别联合高剂量（H-DPC；0.150 g蛋白质·kg^-1）、低剂量（L-DPC；0.075 g蛋白质·kg^-1）或不含DPC（CON）。在基线及摄入后最多120 min采集血样。分析血浆葡萄糖、胰岛素、C肽、胰高血糖素、活性胃抑制多肽（gastric inhibitory polypeptide, GIP）和活性胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1, GLP-1），并表示为增量曲线下面积（incremental area under the curve, iAUC）和时间过程反应。通过葡萄糖和C肽建模推导β细胞功能参数，以探索DPC潜在作用机制。与CON相比，H-DPC（事后P=0.010）和L-DPC（事后P=0.008）在饮料摄入后45 min的葡萄糖浓度分别低1.28±2.35和1.30±3.00 mmol?L^-1。葡萄糖iAUC在条件间存在差异（H-DPC：265±135；L-DPC：228±108；CON：380±203 mmol?L^-1min；P=0.038），且L-DPC显著低于CON（事后P=0.028）。H-DPC试验全程胰高血糖素浓度更高（P=0.021）。H-DPC和L-DPC均使15 min时GIP浓度升高（P<0.007）。胰岛素和GLP-1浓度以及β细胞葡萄糖敏感性在条件间无差异。红藻蛋白浓缩物降低健康成人餐后血糖，显示出作为支持血糖控制的可持续膳食干预措施的潜力。

调节餐后血糖波动是人类代谢健康的核心。自30岁起，葡萄糖代谢能力下降，到40岁时血糖临床升高的可能性约为早期成人的5倍。持续餐后高血糖是总体血糖负荷的重要贡献，并显著增加进展为2型糖尿病的风险；即使实现当前降低患病率和死亡率目标，预计到2030年该病仍将使全球经济付出2.1万亿美元。因此，需要新型干预措施减弱餐后血糖波动。进食后，营养物本身（如葡萄糖和氨基酸）出现，以及肠促胰岛素（如GIP和GLP-1）和胰岛素后续分泌，引发协调的跨器官反应，通过抑制内源性释放和增加组织葡萄糖摄取抵消循环葡萄糖升高。将蛋白质与葡萄糖同摄入可剂量依赖增加循环胰岛素并减弱血糖。但多数证据基于动物来源蛋白，而非动物蛋白占全球摄入多数。随着对可持续和伦理食品选择兴趣增加，需要鉴定更可持续的替代蛋白。蛋白质降糖能力不同，可能因氨基酸组成及蛋白基质中其他宏量或微量营养素而异，因此任何新干预效果需建立。Palmaria palmata（dulse）因天然丰富和较高蛋白含量（可达干重19%）受关注。与动物蛋白相比，海藻蛋白培养土地和淡水使用更低；作为商业鱼类养殖一部分，dulse通过营养捕获和碳固定防止富营养化，有潜力降低蛋白生产环境影响，但加工技术环境影响需考虑。粗dulse蛋白体外消化率约酪蛋白一半，但水解处理可提高产量并产生潜在生物活性组分。水解物在体外增加肠促胰岛素分泌和β细胞功能，并在小鼠减弱餐后血糖。然而这些降糖效应是否延伸至人类及如何发生尚未建立。研究人员旨在研究不同剂量新型DPC降低健康个体餐后血糖的潜力并探索机制；假设DPC与葡萄糖同摄入降低餐后血糖iAUC。研究人员开展三条件随机双盲交叉喂养研究，最终6名健康成人（3男3女；年龄44±18岁；体重72.4±12.0 kg；体脂24.0±7.6%）完成。主要结局为血浆葡萄糖iAUC，注册NCT05850429，其他为探索性。研究显示DPC降低餐后血糖，尤其低剂量，并改变活性GIP时间过程和维持胰岛素，提示作为可持续膳食干预支持血糖控制的潜力。

关键技术方法：采用三条件、随机、双盲、交叉喂养设计，对11名健康男女性（18-67岁）招募，最终6名纳入分析。样本队列来源为健康成人；DPC原料P. palmata来自爱尔兰Co. Cork长绳养殖并罐培养富集蛋白，由Moorepark Technology Ltd.按食品级GMP提取。受试者接受改良口服葡萄糖耐量试验（oral glucose tolerance test, OGTT），饮料含0.6 g·kg^-1体重麦芽糊精，单独（CON）或联合高剂量DPC（H-DPC；0.150 g蛋白·kg^-1）或低剂量（L-DPC；0.075 g蛋白·kg^-1）。手背静脉55°C动脉化采血，基线和15、30、45、60、90、120 min采样。测定血浆葡萄糖、胰岛素、C肽、胰高血糖素、活性GIP和活性GLP-1；由葡萄糖和C肽建模推导β细胞功能参数。统计用重复测量ANOVA、Dunnett事后检验和Hedge’s g效应量。

研究结果：3.1 参与者特征：11名入组，3名因饮料适口性退出，2名因插管失败退出；最终6名。条件间试验前能量、碳水、蛋白和脂肪摄入无差异。H-DPC与L-DPC额外提供总蛋白11.0±1.8和5.5±0.9 g，总碳水10.6±1.8和5.3±0.9 g，纤维5.0±0.8和2.5±0.4 g。3.2 血浆葡萄糖浓度：饮料后血糖升高。2小时葡萄糖iAUC条件间显著（P=0.038），L-DPC较CON降低35±26%（事后P=0.028；g=-0.9[-1.8,-0.1]）；H-DPC无显著效应（P=0.092；g=-0.7[-1.5,0.1]）。时间变化受条件影响（交互P=0.019），45 min H-DPC和L-DPC较CON分别低1.28±2.35和1.30±3.00 mmol?L^-1（事后P=0.010和P=0.008），并分别持续至60 min和90 min。Cmax和Tmax无差异。3.3 血浆胰岛素、C肽和胰高血糖素浓度：胰岛素升高；2小时iAUC、时间变化、Cmax、Tmax均无差异。C肽升高，iAUC无差异；时间变化受条件影响（交互P=0.035），90 min L-DPC较CON低21±15%（事后P=0.007）；Cmax、Tmax无差异。胰高血糖素下降，iAUC、时间变化、Cmax、Tmax无差异；但H-DPC全程较CON高47±20%（条件P=0.034；事后P=0.021）。3.4 血浆肠促胰岛素浓度：活性GLP-1升高，iAUC、时间变化、Cmax、Tmax无差异。活性GIP升高，iAUC无差异；时间变化受条件影响（交互P=0.007），15 min H-DPC和L-DPC较CON增加34±50%和28±29%（事后P=0.006和P=0.007）；60 min H-DPC较CON低24±24%（事后P=0.014）；Cmax、Tmax无差异。3.5 β细胞功能：胰岛素分泌率升高。时间过程受条件影响（交互P=0.002），H-DPC在15和20 min较CON分别增加81±125和86±114 pmol?min^-1?m^-2（事后P=0.007和P=0.004）；L-DPC在75、80和85 min分别降低62±62、62±62和64±59 pmol?min^-1?m^-2（事后均P<0.050）。β细胞葡萄糖敏感性、固定葡萄糖浓度下胰岛素分泌、增强比率、速率敏感性、总胰岛素分泌和平均胰岛素清除均无差异；增强因子时间变化受条件调制（交互P=0.037），但事后未识别条件间差异。

讨论部分总结：主要发现是DPC与改良OGTT同摄入降低120 min餐后血糖，低剂量使餐后葡萄糖暴露降低约35%；效应量与较大剂量（约20 g）乳清和/或其他植物蛋白预期相近。浓缩方法成功提高蛋白含量，效果可能也归因于剩余纤维和/或非糖非纤维碳水化合物（包括低聚木糖和糖苷）。这是首次显示dulse人体降糖效应，扩展了啮齿动物中DPC口灌后总葡萄糖暴露降低约23%的工作。其他大型海藻干预结果不一。餐后血糖降低15-20%可降低糖耐量受损者2型糖尿病风险，提示低剂量DPC可用于高危人群餐后血糖管理。餐后血糖由营养物、肠促胰岛素和胰岛素协调调节。尽管DPC条件血糖更低，胰岛素浓度无差异；β细胞建模未显示β细胞葡萄糖敏感性增强，提示降糖并非由该敏感性本身驱动。DPC影响增强因子随时间变化，胰岛素分泌差异可能归因于 prolonged hyperglycaemia、非葡萄糖底物、胃肠激素和神经调节；只影响胰岛素分泌时间过程而非总量。两种DPC早期增加活性GIP而AUC不变，可能反映对K细胞GIP分泌的直接作用和/或抑制二肽基肽酶-IV（dipeptidyl peptidase-IV, DPP-IV）；活性GLP-1未变，提示可能优先影响GIP。肠促胰岛素占餐后胰岛素分泌约50-60%，早期GIP增加与维持胰岛素一致。H-DPC早期15-20 min短暂额外胰岛素分泌，可能涉及额外氨基酸等非葡萄糖、非肠促胰岛素机制。研究未建立明确剂量反应；低剂量降低总餐后葡萄糖暴露，高剂量无显著但有较大效应量，且45-60 min血糖降低。餐后血糖反映葡萄糖出现和消失平衡；胰岛素相似时，低剂量增强胰岛素介导处置不太可能，差异可能在葡萄糖出现，包括胃排空、肠道吸收或内源释放；H-DPC胰高血糖素升高可能促进内源释放。小样本n=6限制检测细微剂量依赖和次要结局。局限包括样本量低于预计招募目标，COVID-19大流行影响招募，因错过P. palmata高蛋白富集生长季和人类研究限制使资金时间线减少；3/11因适口性退出，数据可能非随机缺失，临床有效性需在调味后建立；DPC可持续性虽有潜力，但生产和处理方法完整环境影响需量化后才能可靠比较。

研究结论翻译：在受控实验室环境中，在适中规模队列中，研究人员显示，将一种新型DPC与改良口服葡萄糖耐量试验同摄入可降低120 min餐后血糖，并在低剂量DPC下明显降低餐后葡萄糖暴露。此外，尽管结果为初步和探索性，两种剂量DPC均改变血浆活性GIP浓度的时间过程，并在循环葡萄糖可利用性较低时维持血浆胰岛素浓度。DPC不影响β细胞葡萄糖敏感性，但影响增强随时间变化，提示胰岛素分泌差异可能归因于其他营养介导的非葡萄糖因素。因此，研究人员的数据表明，同摄入一种替代且可持续的DPC似乎是降低健康成人餐后血糖的有前景策略，值得进一步探索。