不同成分营养餐对肠促胰岛素分泌及胰岛功能的影响

高 哲，阎晓路，宋光耀，马博清，李彩英，杨朝菊



·膳食与营养·

不同成分营养餐对肠促胰岛素分泌及胰岛功能的影响

高 哲，阎晓路，宋光耀，马博清，李彩英，杨朝菊

目的 通过给予糖耐量正常受试者不同成分营养餐，探讨其对肠促胰岛素、胰岛β细胞功能的影响。方法 河北省人民医院于2010年招募15例健康志愿者，采用自身对照研究，受试者首先食用标准饮食洗脱1周，于试验当日接受高碳水化合物饮食(HC)、高蛋白饮食(HP)、高脂肪饮食(HF)之一作为早餐摄入，然后再采用标准饮食洗脱1周，重复试验过程，分别进食3种不同的营养餐。测定进餐后0、30、60、120、180、240 min血糖、胰岛素、抑胃多肽(GIP)和胰高血糖素样肽1(GLP-1)水平。结果 受试者进食3种营养餐后血糖、胰岛素、GIP、GLP-1时间与组间对其的影响均存在交互作用(P<0.05)。受试者进食3种营养餐后AUC血糖30 min、AUC血糖240 min、AUC胰岛素30 min、AUC胰岛素240 min、AUCGIP30 min、AUCGIP240 min、AUCGLP-130 min、AUCGLP-1240 min比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，其中HC AUC血糖30 min、AUC血糖240 min、AUC胰岛素30 min、AUC胰岛素240 min、AUCGIP30 min、AUCGIP240 min、AUCGLP-130 min、AUCGLP-1240 min均高于HP和HF，HP AUC胰岛素30 min、AUCGIP30 min高于HF，差异均有统计学意义(P<0.05)。不同营养餐ΔI30/ΔG30、AUCI/AUCG比较，差异有统计学意义(P<0.05)，其中HP ΔI30/ΔG30高于HC、HF，HF AUCI/AUCG低于HC、HP，差异均有统计学意义(P<0.05)。HC AUC胰岛素30 min与AUCGIP30 min、AUCGLP-130 min呈正相关(r=0.476、0.535，P<0.05)。HC AUCGLP-130 min与AUC血糖30 min呈正相关(r=0.517，P<0.05)。HP AUC胰岛素30 min与AUCGIP30 min呈正相关(r=0.433，P<0.05)。结论 不同成分营养餐均可影响GIP、GLP-1分泌及胰岛功能变化；HC促进GIP、GLP-1以及胰岛素分泌作用最明显；HP可明显促进早期GIP、胰岛素的分泌，胰岛β细胞功能指数也明显增高。

糖尿病膳食；胰高血糖素样肽1；肠抑胃肽；膳食碳水化合物；膳食蛋白质类；膳食脂肪类

高哲，阎晓路，宋光耀，等.不同成分营养餐对肠促胰岛素分泌及胰岛功能的影响[J].中国全科医学，2015，18(26)：3235-3239.[www.chinagp.net]

Gao Z，Yan XL，Song GY，et al.Effect of meals with different nutrient contents on the secretion of incretin and islet function[J].Chinese General Practice，2015，18(26)：3235-3239.

2型糖尿病又称为生活方式病，美国糖尿病预防项目(diabetes prevention program，DPP)研究发现，生活方式干预可以有效减少2型糖尿病的发生。其中，饮食治疗是生活方式中最经济、有效的方法。肠促胰岛素可以促进胰岛素分泌、改善胰岛β细胞功能，参与脂代谢，还具有多种胰腺外作用，日益成为人们研究的热点。食物摄入后肠促激素效应取决于食物的容量和成分，肠促激素效应减低是2型糖尿病的特征之一，是否能够通过合理的调配饮食成分来进一步促进内源性肠促胰岛素的释放尚无定论，本课题通过给予糖耐量正常的健康志愿者不同成分营养餐，观察其对肠促胰岛素分泌以及胰岛β细胞功能的影响，更好地指导人们饮食，为糖尿病的预防和治疗提供理论依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 河北省人民医院于2010年招募15例健康志愿者，其中男7例，女8例；年龄23～26岁，平均年龄(24.7±1.0)岁；体质指数(BMI)18.9～21.8 kg/m2，平均BMI(20.1±1.3)kg/m2；腰臀比0.69～0.94，平均腰臀比(0.79±0.08)。受试者均无高血压、冠心病，无肝、肾功能障碍，无胃肠道疾病，无甲状腺功能亢进等内分泌疾病，无发热、感染、急性心肌梗死、手术治疗等应激状态，无糖尿病家族史，近期未服用任何药物。受试者进行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)，根据1999年WHO糖尿病诊断标准，空腹血糖及餐后2 h血糖均在参考范围。本研究经河北省人民医院伦理委员会审核通过后执行，所有受试者进入试验前签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 试验餐的配置 高碳水化合物饮食(HC：60%碳水化合物，20%蛋白质，20%脂肪)、高蛋白饮食(HP：20%碳水化合物，60%蛋白质，20%脂肪)，高脂饮食(HF：20%碳水化合物，20%蛋白质，60%脂肪)。脂肪采用油茶籽油〔单不饱和脂肪酸(MUFA)：82.3%，多不饱和脂肪酸(PUFA)：7.6%，饱和脂肪酸(SFA)：9.9%，福临门〕。3种饮食总热量相同(300 kcal)，试验当天试验餐加水混匀至300 ml。所有饮食由本院营养科配制(见表1)。标准饮食(碳水化合物50%，脂肪30%，蛋白质20%)供洗脱期食用，所有受试者参加试验期间为轻体力劳动，总热量按照30 kcal·kg-1·d-1计算，三餐配比为1/5、2/5、2/5，由学生营养食堂提供。

1.2.2 标本采集 采用自身对照研究，受试者首先食用标准饮食洗脱1周，于试验当日接受HC、HP、HF之一作为早餐摄入，然后再采用标准饮食洗脱1周，重复试验过程，分别进食3种不同的营养餐。试验前隔夜禁食12 h后受试者于次日清晨7点肘静脉置管，空腹抽血后，口服同热量同容量试验餐，5 min食用完，分别于30、60、120、180、240 min抽血。血样分两管收集，一管收集在预先冰冻有EDTA、抑肽酶(500 kU/ml)的试管中，立即4 ℃以3 000 r/min离心10 min，离心半径7 cm，留取血浆，冻存于-70 ℃冰箱中，用于测定抑胃多肽(GIP)、胰高血糖素样肽1(GLP-1)。另一管收集在已放促凝剂的试管中，室温静置30 min后以3 500 r/min离心15 min，离心半径10 cm，留取血清，冻存于-70 ℃冰箱中，分别测定血糖、胰岛素。

表1 不同营养餐的成分(g)

注：HC=高碳水化合物饮食，HP=高蛋白饮食，HF=高脂饮食

1.2.3 检测指标 血糖的测定采用葡萄糖氧化酶法。胰岛素的测定采用放射免疫分析法(RIA)，采用125I胰岛素放射免疫试剂盒，编号IMK414(中国原子能科学研究院同位素研究所提供)，胰岛β细胞功能指数相关公式：早时相胰岛素分泌指数ΔI30/ΔG30=(胰岛素30 min-胰岛素0 min)/(血糖30 min-血糖0 min)；AUCI/AUCG=AUC胰岛素240 min/AUC血糖240 min，曲线下面积计算采用梯形法则。GIP的测定采用酶联免疫吸附法(ELISA)，ALISEI全自动酶标仪检测读数，试剂盒由ADL公司提供，操作严格按照试剂盒说明书进行。GLP-1的测定采用ELISA，ALISEI全自动酶标仪检测读数，试剂盒由ADL公司提供，操作严格按照试剂盒说明书进行。

2 结果

2.1 不同成分营养餐血糖、胰岛素变化

2.1.1 血糖比较 受试者进食3种营养餐后时间与组间对血糖的影响存在交互作用(F交互=18.738，F时间=35.862，F组间=4.166；P交互<0.05，P时间<0.05，P组间<0.05，见图1)。受试者进食3种营养餐后AUC血糖30 min、AUC血糖240 min比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，其中HC AUC血糖30 min、AUC血糖240 min均高于HP和HF，差异均有统计学意义(见表2)。

注：HC=高碳水化合物饮食，HP=高蛋白饮食，HF=高脂饮食

图1 受试者进食3种营养餐后不同时间血糖水平

Figure 1 Blood glucose levels at different time points after meals of three meal groups

Table 2 Comparison of blood glucose area under the curve at different time points after meals among three meal groups

营养餐AUC血糖30minAUC血糖240minHC2.78±0.3412.91±1.53HP2.42±0.24a11.13±0.69aHF2.31±0.25a11.55±1.16aF值5.5814.320P值<0.05<0.05

注：与HC比较，aP<0.05

2.1.2 胰岛素比较 受试者进食3种营养餐后时间与组间对胰岛素的影响存在交互作用(F交互=11.51，F时间=83.50，F组间=46.68；P交互<0.05，P时间<0.05，P组间<0.05，见图2)。受试者进食3种营养餐后AUC胰岛素30 min、AUC胰岛素240 min比较，差异有统计学意义(P<0.05)，其中HC AUC胰岛素30 min、AUC胰岛素240 min高于HP和HF，HP AUC胰岛素30 min高于HF，差异均有统计学意义(P<0.05，见表3)。

图2 受试者进食3种营养餐后不同时间胰岛素水平

Figure 2 Insulin levels at different time points after meals among three meal groups

2.2 不同成分营养餐GIP、GLP-1的变化

2.2.1 GIP比较 受试者进食3种营养餐后时间与组间对GIP的影响存在交互作用(F交互=144.538，F时间=35.862，F组间=30.594；P交互<0.05，P时间<0.05，P组间<0.05，见图3)。受试者进食3种营养餐后AUCGIP30 min、AUCGIP240 min比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，其中HC AUCGIP30 min、AUCGIP240 min高于HP和HF，HP AUCGIP30 min高于HF，差异均有统计学意义(P<0.05，见表4)。

Table 3 Comparison of insulin area under the curve at different time points after meals among three meal groups

营养餐AUC胰岛素30minAUC胰岛素240minHC15.80±4.0959.14±8.16HP11.74±2.57a51.21±8.98aHF6.49±2.09ab26.40±5.31aF值17.80229.984P值<0.05<0.05

注：与HC比较，aP<0.05；与HP比较，bP<0.05

注：GIP=抑胃多肽

图3 受试者进食3种营养餐后不同时间GIP水平

Figure 3 GIP levels at different time points after meals among three meal groups

Table 4 Comparison of GIP area under the curve at different time points after meals among three meal groups

营养餐AUCGIP30minAUCGIP240minHC26.44±0.58170.60±2.79HP25.64±0.61a153.06±3.55aHF17.85±0.40ab155.94±3.56aF值500.81844.772P值<0.05<0.05

注：与HC比较，aP<0.05；与HP比较，bP<0.05；GIP=抑胃多肽

2.2.2 GLP-1比较 受试者进食3种营养餐后时间与组间对GLP-1的影响存在交互作用(F交互=15.310，F时间=824.578，F组间=6.546；P交互<0.05，P时间<0.05，P组间<0.05，见图4)。受试者进食3种营养餐后AUCGLP-130 min、AUCGLP-1240 min比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，其中HC AUCGLP-130 min、AUCGLP-1240 min高于HP和HF，差异均有统计学意义(P<0.05，见表5)。

注：GLP-1=胰高血糖素样肽1

图4 受试者进食3种营养餐后不同时间GLP-1水平

Figure 4 GLP-1 levels at different time points after meals among three meal groups

Table 5 Comparison of GLP-1 area under the curve at different time points after meals among three meal groups

营养餐AUCGLP-130minAUCGLP-1240minHC16.68±0.5899.17±3.12HP14.44±0.70a88.71±5.42aHF14.79±0.41a92.70±3.36aF值27.55815.518P值<0.05<0.05

注：与HC比较，aP<0.05；GLP-1=胰高血糖素样肽1

2.3 不同种类营养餐胰岛β细胞功能指数比较

2.3.1 ΔI30/ΔG30比较 不同营养餐ΔI30/ΔG30比较，差异有统计学意义(F=4.899，P<0.05)，其中HP ΔI30/ΔG30高于HC、HF，差异均有统计学意义(P<0.05，见图5)。

注：与HP比较，aP<0.05

图5 不同营养餐ΔI30/ΔG30比较

Figure 5 Comparison of ΔI30/ΔG30among three meal groups

2.3.2 AUCI/AUCG比较 不同营养餐AUCI/AUCG比较，差异有统计学意义(F=32.748，P<0.05)，其中HF AUCI/AUCG低于HC、HP，差异均有统计学意义(P<0.05，见图6)。

注：与HF比较，aP<0.05

图6 不同营养餐AUCI/AUCG比较

Figure 6 Comparison of AUCI/AUCGamong three meal groups

2.4 相关性分析 HC AUC胰岛素30 min与AUCGIP30 min、AUCGLP-130 min呈正相关(r=0.476、0.535，P<0.05)。HC AUCGLP-130 min与AUC血糖30 min呈正相关(r=0.517，P<0.05)，HC AUCGIP30 min与AUC血糖30 min无直线相关性(r=0.346，P=0.056)。HP AUC胰岛素30 min与AUCGIP30 min呈正相关(r=0.433，P<0.05)。

3 讨论

1930年La Barre和Still将粗胰泌素进一步纯化后得到了促进胰腺外分泌而不降血糖和降血糖但不促进胰腺外分泌的两个活性组分，并明确后者的降糖作用依赖于胰岛素的分泌，La Barre将这个具有降血糖作用的活性组分称为“肠促胰岛素”，其中GIP和GLP-1的分泌活性最强。正常人进餐后胰岛素分泌总量的50%～70%归功于GLP-1和GIP的作用[1]。食物在肠道的消化吸收过程中刺激肠道内分泌细胞分泌肠促胰岛素，研究表明，食物摄入后肠促激素效应取决于食物的容量和成分[2]，本研究选择粉状或液态营养物质制成营养餐，加水混匀为等容量、等热量的糊状，尽量减小胃排空及吸收对试验的影响，本研究结果显示，HC、HP、HF均可刺激GIP、GLP-1分泌，而且是一个长期的过程，3 h后其浓度仍未恢复至空腹状态。通过比较可见，HC、HP、HF均能迅速引起GLP-1分泌，其中HC作用更强一些，与Yoder等[3]结果一致。摄入HC后，早期血糖明显升高，AUCGLP-130 min与AUC血糖30 min呈正相关，证实了GLP-1的分泌具有血糖依赖性。HC也能引起GIP迅速增高，但AUCGIP30 min与AUC血糖30 min无相关性，可以在今后的研究中增加样本例数进一步探讨。

已经证明对GLP-1刺激性较强的是富含脂肪和碳水化合物的饮食，但是混合餐和个别营养物质包括葡萄糖及其他糖、甜味剂，游离脂肪酸、氨基酸和膳食纤维也能刺激GLP-1的释放[4]。本研究结果显示，HP较HF能迅速引起GIP分泌，并未引起明显的血糖改变，但能引起肠促胰岛素效应，尤其促进了进食早期(0～30 min)GIP大量分泌。推测其原因：(1)不能除外低水平的非蛋白质成分(20%脂肪，20%碳水化合物)刺激了GIP的分泌；(2)Gunnerud等[5]通过对牛奶、乳清蛋白、干酪、小麦等富含多种动物蛋白和植物蛋白饮食的研究发现，乳清蛋白能显著促进早期GIP及胰岛素释放，胰岛素分泌与肠促胰岛素及亮氨酸等氨基酸浓度增高有关。本研究中摄入HP使用的是乳清蛋白粉，可能是乳清蛋白或某种氨基酸促进了早期GIP大量分泌。动物和人体试验均表明高蛋白餐能有效刺激GLP-1分泌[6]，陈海燕等[7]通过对大鼠及人群的研究均发现长期高蛋白饮食能促进GLP-1分泌并有降糖、减重的作用，本研究中HP能促进GLP-1分泌但不如GIP峰值高。

血糖浓度是调节胰岛素分泌最重要的因素，肠促胰岛素的分泌呈血糖依赖性。本研究也发现，摄入HP及HF后血糖无明显升高，摄入HC后血糖、GIP、GLP-1较其他两组均增高，其中AUC胰岛素30 min与AUCGIP30 min、AUCGLP-130 min呈正相关，但胰岛β细胞功能指数ΔI30/ΔG30与AUCI/AUCG却没有显著优势。本研究选择了血糖生成指数(GI)高的米粉作为碳水化合物的主要来源，可见GI高的碳水化合物虽然促进了胰岛素分泌但并没有明显改善胰岛β细胞功能指数ΔI30/ΔG30与AUCI/AUCG。国外研究报道富含高碳水化合物饮食的GI与胰岛素分泌呈线性关系，可促进更多GLP-1分泌，但高血糖与高胰岛素血症可形成胰岛素抵抗[8-9]。本课题组前期研究也发现高糖饮食可诱导大鼠胰岛素抵抗[10]。

本研究发现摄入HP后早期胰岛素升高与GIP分泌增加有关，这种相关需要进一步验证。本研究中摄入HP使用的是乳清蛋白粉，乳清蛋白能够促进胰岛素分泌[11]。Salehi等[12]经体外研究得出乳清蛋白的促胰岛素反应与GIP作用有关。也有报道显示胰岛素反应和血浆氨基酸升高具有相关性，尤其是亮氨酸[13]。本研究中摄入HP后血糖无明显升高，ΔI30/ΔG30较其他两组明显增高，AUCI/AUCG也有增高，可见HP可改善胰岛素分泌，改善胰岛β细胞功能指数ΔI30/ΔG30与AUCI/AUCG。Mortensen等[14]对糖尿病患者的研究也发现乳清蛋白能够促进胰岛素分泌、调整2型糖尿病患者餐后血糖。摄入富含高蛋白的饮食能改善2型糖尿病[15]。

进餐后的血糖稳定不仅与吸收的营养物质直接刺激胰岛素释放有关，还受肠促胰岛素的影响[16]。本研究通过探讨不同成分营养餐对肠促胰岛素的分泌及胰岛β细胞功能的影响，得出HC促进GIP、GLP-1以及胰岛素分泌作用最明显；HP可明显促进早期GIP、胰岛素的分泌，胰岛β细胞功能指数也明显增高，从而进一步指导人们尤其是糖尿病及其高危人群的饮食，通过合理饮食改善内源性肠促胰岛素释放，结合肠促胰岛素新药的治疗，达到“双管齐下”。

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(本文编辑：贾萌萌)

Effect of Meals With Different Nutrient Contents on the Secretion of Incretin and Islet Function

GAOZhe，YANXiao-lu，SONGGuang-yao，etal.

DepartmentofEndocrinology，HebeiGeneralHospital，Shijiazhuang050051，China

Objective To explore the effect of meals with different nutrient contents on incretin and islet function by testing on subjects with normal sugar tolerance.Methods We enrolled 15 healthy volunteers from Hebei General Hospital in 2010.In the self-control study，we conducted a one-week dietary elution by standard meals，and the subjects were given one of three kinds of meals，including high carbohydrate(HC)，high protein(HP)and high fat(HF)meals.Then the subjects received one-week dietary elution by standard meals again，after which the test was undertaken again by providing subjects with one of the three kinds of meal.Blood glucose，insulin，GIP and GLP-1 levels were tested 0，30，60，120，180 and 240 minutes before and after the meals.Results There was interaction effect in blood glucose，insulin，GIP and GLP-1 among different time points and among different meal groups after meals(P<0.05).Three different meal groups were significantly different in AUCGlu30 min，AUCGlu240 min，AUCIns30 min，AUCIns240 min，AUCGIP30 min，AUCGIP240 min，AUCGLP-130 min，AUCGLP-1240 min after meals(P<0.05)，HC was higher than HP and HF in AUCGlu30 min，AUCGlu240 min，AUCIns30 min，AUCIns240 min，AUCGIP30 min，AUCGIP240 min，AUCGLP-130 min，AUCGLP-1240 min，and HP was higher than HF in AUCIns30 min and AUCGIP30 min(P<0.05).Different meals were significantly different in ΔI30/ΔG30and AUCI/AUCG(P<0.05)，HP was higher than HC and HF in ΔI30/ΔG30，and HF was lower than HC and HP in AUCI/AUCG(P<0.05).For HC，AUCIns30 min was positively correlated with AUCGIP30 min and AUCGLP-130 min(r=0.476，0.535；P<0.05).For HC，AUCGLP-130 min was positively correlated with AUCGlu30 min(r=0.517，P<0.05).For HP，AUCIns30 min was positively correlated with AUCGIP30 min(r=0.433，P<0.05).Conclusion Meals with different nutrient contents have different influences on the secretion of GIP and GLP-1 and the change of islet function；HC meal can significantly promote the secretion of GIP，GLP-1 and insulin；HP meal can notably promote the early secretion of GIP and insulin and significantly increase the index of β cell function.

Diabetic diet；Glucagon-like peptide 1；Gastric inhibitory polypeptide；Dietary carbohydrates；Dietary proteins；Dietary fats

中华医学会临床医学科研专项资金项目(13061000485)；河北省卫生计生委科研基金资助项目(20120212)

050051河北省石家庄市，河北省人民医院内分泌科 河北省内分泌代谢病研究所(高哲，宋光耀，马博清，李彩英)，肿瘤科(阎晓路)，检验科(杨朝菊)

宋光耀，050051河北省石家庄市，河北省人民医院内分泌科 河北省内分泌代谢病研究所；E-mail：sguangyao2@163.com

R 587.1

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.26.028

2015-04-30；

2015-07-11)