《TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY》:New strategies for dietary nutrients on glucose homeostasis regulation: In the view of glucagon-like peptide-1 secretion
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摘要:背景糖尿病及其并发症被认为是全球主要的死亡原因之一。天然或合成的胰高血糖素样肽 -1 (GLP-1) 促分泌剂已成为管理 2 型糖尿病 (T2D) 的有效药理学方法。这些药物通过刺激肠道中 GLP-1 的有效分泌来调节胰岛素和血糖水平,并有助于体重管理。最近,食品来源的
摘要:
背景
糖尿病及其并发症被认为是全球主要的死亡原因之一。天然或合成的胰高血糖素样肽 -1 (GLP-1) 促分泌剂已成为管理 2 型糖尿病 (T2D) 的有效药理学方法。这些药物通过刺激肠道中 GLP-1 的有效分泌来调节胰岛素和血糖水平,并有助于体重管理。最近,食品来源的生物活性化合物被确认为潜在的 GLP-1 促分泌剂,为血糖管理提供了饮食策略。
范围与方法
本综述总结了源自天然食品及其衍生物的 GLP-1 促分泌剂的来源和作用机制。此外,还讨论了验证其疗效和确定其在 T2D 和肥胖管理中应用的当前局限性和未来研究方向。
主要发现与结论
迄今为止,各种天然化合物——包括蛋白质及其衍生物、碳水化合物、脂肪酸和多酚——已被证明能刺激 GLP-1 分泌。尽管它们的疗效和作用机制不同,但体外和动物研究的积极结果值得进一步研究,以评估它们作为调节血糖的功能性食品成分的潜力。
引言
全球糖尿病患病率令人担忧地上升,2017 年影响 8.8% 的成年人,预计到 2045 年将达到 9.9% (Standl, Khunti, Hansen, & Schnell, 2019)。2 型糖尿病 (T2D) 约占所有病例的 90%,其特征是由于胰岛素分泌和作用受损导致的高血糖 (Lacroix & Li-Chan, 2016)。血糖控制不当可能导致一系列严重并发症,如视网膜病变、肾病、神经病变和心血管疾病 (Lacroix & Li-Chan, 2016)。因此,寻找新的血糖管理策略已成为研究重点。
胰高血糖素样肽 -1 (GLP-1) 是一种肠道来源的多效性激素,发挥多种生理作用。GLP-1 由 30 个氨基酸组成,由肠内分泌 L 细胞合成。这些细胞主要分布在整个下消化道,具体位于回肠、盲肠和结肠 (Zhang, et al., 2024)。GLP-1 调节葡萄糖稳态、胃排空和食欲,此外还有其胃肠道功能。完整的 GLP-1 在释放到肠系膜和门脉循环后,会被血浆中的二肽基肽酶 IV (DPP-IV) 迅速降解(灭活),从而显著降低其生物活性 (Davis & Sandoval, 2020)。最近,血糖调节的重点转向研究胃肠道激素对食物的反应,这可能通过食欲调节和饱腹感激素信号介导。稳定化的 GLP-1 类似物和 DPP-IV 抑制剂已被用作控制餐后葡萄糖的药物。不幸的是,这些药物会引发不良反应,包括胃肠道反应和低血糖。因此,发现具有较少副作用的天然 GLP-1 促分泌剂对于 T2D 的管理尤为重要。
生活方式改变和药物营养干预被认为是预防和管理 T2D 的基本策略。其中,饮食模式起着尤为关键的作用。以往的研究表明,几种饮食模式,包括地中海饮食和低碳水化合物/高蛋白饮食,可以显著改善糖尿病患者的代谢特征 (Khazrai, Defeudis, & Pozzilli, 2014)。碳水化合物摄入量和类型影响患者的餐后血糖变异性。美国糖尿病协会 (ADA) 推荐限制碳水化合物摄入量 <130 g>
最近的研究表明,各种饮食成分的抗糖尿病和抗肥胖作用可能与它们刺激 GLP-1 分泌的能力有关,特别是某些饮食蛋白质及其衍生物、脂肪酸和多酚。牛奶蛋白质及其水解物已被证明能增强饱腹感,促进体重减轻,并降低血糖水平 (Sánchez-Moya, Planes-Mu?oz, Frontela-Saseta, Ros-Berruezo, & López-Nicolás, 2020)。游离脂肪酸可以激活胃肠道中的 G 蛋白偶联受体 (GPCRs) 以增加肠促胰素激素分泌。此外,据报道膳食纤维可上调前胰高血糖素基因 (GCG) 表达,从而增强 GLP-1 分泌 (Massimino, et al., 1998)。本综述旨在阐明 GLP-1 在调节血糖稳态中的作用,并探索饮食成分作为该激素天然促分泌剂的潜力。特别关注这些食品来源的 GLP-1 促分泌剂的分子机制和作用方式,以及支持其在预防和管理 T2D 中疗效的证据。
章节摘要
文献检索策略
从 Web of Science、PubMed 和 Scopus 检索了有关食品来源物质调节 GLP-1 分泌及其潜在机制的相关文献。文献检索使用以下关键词的组合进行:“胰高血糖素样肽 -1(例如 GLP-1,肠促胰素)”、“GLP-1 分泌(例如释放,刺激)”以及“食品、营养素和食品来源的生物活性物质”。研究调查了食品来源物质的影响,包括复杂食品
GLP-1 在血糖调节中的作用
前胰高血糖素由 GCG 编码,经过酶切产生 GLP-1。这种加工特异地由前蛋白转化酶 -1 (PCSK-1) 催化 (Jiang, et al., 2024)。GLP-1 存在于三种分子亚型中:一种 37 个氨基酸的全长肽,一种对应于 GLP-1 (7–37) 的 N 端加工片段,以及一种截短肽的 C 端酰胺化衍生物,即 GLP-1 (7–36) 酰胺 (Jiang, et al., 2024)。GLP-1 对多个参与
GLP-1 在肥胖管理中的作用
慢性能量摄入超过能量消耗是肥胖的主要因素,促使人们对调节食欲和能量摄入的策略产生越来越多的兴趣。内源性 GLP-1 通过促进饱腹感、延迟胃排空以及调节涉及食欲和食物奖励的神经回路来促进能量平衡 (Kim, et al., 2024)。在营养物质摄入后,从肠道 L 细胞释放的 GLP-1 通过局部、迷走神经和内分泌途径激活 GLP-1R 介导的
具有促进 GLP-1 作用的不同食物成分
血糖稳态失调是糖尿病发展的主要因素,由于药物治疗相关的副作用,饮食干预已成为首选策略。富含蛋白质、碳水化合物、多酚和脂肪酸的饮食成分可以通过增强肠道 L 细胞功能来刺激 GLP-1 分泌(图 3)。常见饮食成分对 GLP-1 释放的影响以及潜在的作用机制是
挑战与未来展望
总体而言,大多数机制研究依赖于永生化细胞系、短期暴露以及可能无法反映习惯性饮食摄入量的剂量。动物研究也经常使用相对高剂量的纯化化合物。临床研究有限,并且在研究人群和 GLP-1 测量方案方面存在异质性。因此,大多数饮食 GLP-1 促分泌剂被视为有前途的辅助候选者,而不是临床验证的干预措施。为了促进
结论
促进 GLP-1 分泌是治疗 T2D 和改善肥胖的公认有效方法。食品来源成分作为 GLP-1 促分泌剂的能力引起了学者的极大兴趣。迄今为止,该领域的广泛研究已经确定了具有 GLP-1 促分泌活性的饮食成分,如完整蛋白质及其衍生物、脂肪酸、碳水化合物和多酚化合物。虽然这些天然刺激物中大多数尚未在临床
未引用参考文献
Kato et al., 2017.
作者贡献
张毅曼:撰写初稿。刘佳媛:调查、可视化。李兆丰:形式分析。王紫缘:监督、概念化、撰写审查和编辑。刘杰:获取资金、撰写审查和编辑。
作者声明
我们确认,本出版物不存在已知的利益冲突,且没有可能影响其结果的重大资金支持。
我们确认,所有列名作者均已阅读并批准该手稿,且没有其他满足作者资格但未列出的人员。我们进一步确认,手稿中列出的作者顺序已得到我们所有人的批准。
我们确认我们
基金资助
本研究得到了 国家自然科学基金 (32572581) 和 国家重点研发计划 (2022YFF1100605) 的支持。
张毅曼 | 刘佳媛 | 李兆丰 | 王紫缘 | 刘杰
北京工商大学老年营养与健康教育部重点实验室,中国 北京 100048