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三主粮高质量发展科技研究之路科研结论

2019-09-10

公关世界 2019年17期
关键词:葡聚糖燕麦受试者

一、燕麦米与糖尿病科学实验

1.1 强化健康教育及裸燕麦对2型糖尿病患者的集中干预研究

项目发起单位为三主粮集团,该项目以50-65岁2型糖尿病患者为受试者进行随机、多组平行的前瞻性人群实验。通过30天集中式管理和密集型干预,探讨系统化饮食控制对患者的干预效果及有机全胚芽裸燕麦结合系统化膳食控制是否会有更好的效果,以期为患者医学营养治疗中多种饮食因素的有效联合应用及有机裸燕麦的进一步开发利用提供依据。正式进入实验受试者445人,随机分为常规对照组(常规指导,无其他干预措施)、膳食控制组(结构化膳食方案结合密集型健康教育)、50g-有机全胚芽燕麦膳食控制组(膳食控制基础上,以50g有机全胚芽裸燕麦替代相应主食)和100g-有机全胚芽裸燕麦膳食控制组(膳食控制基础上,以100g有机全胚芽裸燕麦替代相应主食),按照研究方案给予相应干预并进行相应指标测定,整体项目持续30天。

实验结论表明:与常规对照组相比,系统化的膳食干预(包括结构化饮食结合系统化健康教育)对于2型糖尿病患者的空腹血糖、餐后血糖和体重的控制均有较好的改善作用;与单纯的系统化饮食干预相比,在此膳食干预基础上以50g 或100g的有机全胚芽裸燕麦代替部分主食,对于2型糖尿病患者的空腹/餐后血糖及糖化血红蛋白的控制有更好的效果;有机全胚芽裸燕麦对于2型糖尿病人血脂的控制(包括甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇)有良好的效果;研究所采用的干预方式对于减轻体重也有一定的效果。

1.2 居家干预实验跟随持续1年

第一阶段的研究(30d)为集中干预研究,受试者统一安排食宿,由工作人员根据分组情况进行配餐,研究控制了不同生活环境对研究影响的混杂因素。为了进一步明确受试者在居家生活条件下,健康教育及裸燕麦对2型糖尿病的效果,研究第二阶段在30d集中干预的基础上,对受试者人员进行为期1年的居家随访研究。探讨持续健康教育结合不同剂量裸燕麦对2型糖尿病患者的血糖控制、血脂、血压水平,体重及糖尿病症状的长期干预效果。本次实验为随机、多组平行的前瞻性人群实验,集中干预居住于内蒙古自治区包头市的受试者居家进行。研究对象为符合第一阶段入选标准者,并且自愿参加研究,与第一阶段相同,研究分为4个组,分别为对照组(N组)、健康教育组(A组)、健康教育-50g裸燕麦组(B组)及健康教育-100g裸燕麦组(C组)。第一阶段的结构化膳食由研究团队提供的严格饮食控制,第二阶段随访干预通过健康教育指导受试者饮食,由受试者根据膳食原则自主进行膳食搭配,并且每6个月进行一次资料收集,评价干预效果。

居家干预实验结论:各干预组与对照组相比糖尿病相关知识知晓率有所提升,自我管理行为有所加强,糖尿病症状有所改善。

(1)各干预组HbA1c(糖化血红蛋白)水平均有所降低,健康教育-100g裸燕麦组对HbA1c(糖化血红蛋白)的改善效果最佳;

(2) FPG(空腹血糖)和PG(餐后血糖)水平各干预组均有所下降,但干预组间改善效果差异无统计学意义;

(3)各干预组TG(甘油三脂)、TC(血清总胆固醇)、LDL-c(低密度脂蛋白胆固醇)水平均有所下降,HDL-c(高密度脂蛋白胆固醇)水平未显示出改善效果;TG水平在健康教育-100g裸燕麦组改善最明显;TC水平变化与TG类似,同样健康教育-100g裸燕麦组改善最明显;LDL-c水平,健康教育-50g及100g裸燕麦组较单纯健康教育组干预效果更明显,但两个裸燕麦剂量组间差异无显著性。

(4)对血压的影响,各干预组与對照组相比收缩压水平均有所下降;舒张压水平仅在健康教育+100g裸燕麦组下降明显。

由此可以看出,健康教育及裸燕麦结合健康教育对2型糖尿病病人血糖、血脂、血压控制和糖尿病的综合管理起到了有益的作用。裸燕麦结合健康教育较单纯健康教育在降低HbA1c、TG、TC、LDL-c及舒张压方面功效更好,添加50g及100g裸燕麦均显示出有益的效果,其中100g裸燕麦结合健康教育对上述指标的改善效果最佳。结果表明健康教育对改善饮食结构,促进2型糖尿病患者自我管理行为,进而改善临床指标方面是有效的,而且会对血糖、血脂和血压的水平产生有益的影响,有利于糖尿病的综合管理,联合膳食添加裸燕麦作为控制糖尿病的方案具有较好的效果及实用价值。

1.3 裸燕麦对2型糖尿病患者的长期随访干预研究——5年裸燕麦结合健康教育对2型糖尿病患者的影响

以上述的深入研究为基础,本次干预研究同样采用前后对照设计,对符合纳入标准的受试者进行干预随访研究。试验期间强化营养健康教育,受试者在前期健康教育基础上,继续接受定期强化健康教育及不定期的营养咨询指导。由工作人员开展系统的糖尿病健康教育和饮食指导,健康教育内容包括糖尿病基本知识、均衡营养与合理膳食知识、合理运动、科学的生活方式、药物应用、并发症预防等多个方面。健康教育的途径为邮寄健康教育材料,通过网络、手机短信定期发送健康知识,电话及现场咨询指导。健康教育教育的重心为糖尿病营养健康教育,使受试者掌握均衡膳食的原则和具体应用,可采用食物交换法等方法合理配餐。指导受试者遵循《中国居民膳食指南》及《中国糖尿病医学营养治疗指南》进行每日膳食搭配,控制总能量的摄入,并且每日食用100g裸燕麦来代替其他等能量的主食,鼓励受试者改善生活方式,根据自身具体情况,适当增加体力活动,每周至少坚持运动5天,每天不少于30分钟有氧运动。工作人员每6个月一次,对受试者进行随访和收集资料,了解并巩固受试者对实验方案的依从性,并且给予健康指导及问题解答。

随访至每6个月采集患者信息及各项指标。由经过培训合格的调查员,邮寄体检通知单给每位受试者,详细说明体检指标及注意事项。受试者按体检要求前往当地三级甲等医院完成体格检查及血液检测,并将体检结果及时反馈给调查员。采集的研究对象基本信息包括药物使用情况,吸烟、饮酒情况,其他疾病情况等;体格检查指标包括血压、体重等;血液检测指标包括HbA1c、FPG及PG,TG、TC、HDL-c和 LDL-C。为保证测量结果的准确性,检测均使用标准化的检测方法。继续采用FFQ 结合3天24小时个人膳食回顾法调查研究对象的饮食情况,并且根据食物成分表计算营养素摄入量。受试者按要求完成随访记录,详细记录干预期间的自我血糖监测情况,低血糖及其他不良事件情况,采用中国DSQL对受试者的生存质量进行评价。

李勇教授研究团队,经过长达5年的随访研究,证实了裸燕麦对2型糖尿病的干预效果。研究受试者经过裸燕麦结合健康教育的干预措施HbA1c达标率约为40.0%;FPG达标率干预前为12.8%,干预后达标率提高到35%左右;PG达标率也显著提高;而且HbA1c、FPG及PG的达标率呈现随时间增加的趋势。调查显示,收缩压控制在135-139mmHg及舒张压控制在72-74mmHg可以明显使心血管事件及死亡率风险降低。本研究通过健康教育及裸燕麦干预使收缩压<140mmHg的比率由39.1%升至69.6%-78.4%,上述指标的改善将有助于心血管疾病的预防。关于摄入燕麦与降低心血管疾病风险的系统综述表明,大多数研究缺乏统计效力,超过半数的研究纳入受试者小于30人,多数研究对危险因素的评估不全面,增加燕麦消耗是否显著影响心血管疾病风险,需要更全面、充分的干预试验来解决这个问题。本研究通过纳入较大样本量的人群,评估膳食添加裸燕麦对心血管疾病风险的影响,结果显示裸燕麦结合健康教育对血糖、血脂、血压均有改善作用。5年的随访研究发现,对心血管危险因素的防治作用一方面可能与健康教育改善行为生活方式、戒烟、改善饮食结构有关,另一方面与燕麦含有大量的植物化学物质包括酚类化合物、类黄酮、花青素等表现出明显的抗氧化活性、氧自由基吸收能力有关,从而预防心血管疾病。针对科学研究,总结以下几点:

(1)裸燕麦有利于长期体重控制

除家族遗传史与年龄增加等不可抗因素外,肥胖、高血脂和高血压等因素被认为是糖尿病发病的主要危险因素,而这些危险因素均在一定程度上与缺乏运动锻炼有着直接关系,约80%的2型糖尿病患者或糖耐量受损者均伴随有肥胖状况。肥胖本身可导致胰岛素抵抗和高胰岛素血症,是导致糖尿病发病的病理基础。有研究发现葡萄糖耐量异常(Impaired Glucose Tolerance,IGT)患者的腰臀比明显高于糖耐量正常(Normal Glucose Tolerance,NGT)的人群,中心型肥胖的IGT的患病率显著增加。

裸燕麦结合健康教育对体重及BMI的影响,见表2-4-4-20。受试者整体体重、BMI均较干预前降低,呈下降趋势。男性受试者BMI水平干预后每年较0年差异均具有统计学意义。

(2)裸燕麦长期稳定改善血糖

目前,2型糖尿病患者的整体健康状况及血糖控制效果并不佳,美国的一项纳入733人的调查显示,58%的2型糖尿病患者糖化血红蛋白水平>7.0%。我国糖尿病控制率为30.6%,其中女性(32.6%)高于男性(28.9%),城市(30.5%)与农村(30.7%)相近。本研究结果显示,经过裸燕麦结合健康教育的干预措施HbA1c达标率提高,FPG、PG的达标率也显著提高,而且HbA1c、FPG及 PG的达标率呈现随时间增加的趋势。受试者FPG、PG及HbA1c的水平变化见表2-4-4-21。受试者FPG均值干预后较基线时均有下降,差异具有显著性;PG均值干预后也均下降明显(P<0.001);HbA1c均值1至5年均有所下降,差异具有显著性。燕麦由于膳食纤维含量高,丰富的植物化学物质和营养价值而备受关注。燕麦的健康促进作用也不断被研究证实,多项研究也揭示了燕麦的摄入对于2型糖尿病患者血糖控制和血脂改善的有益效果,糖尿病患者被推荐摄入一定量的全谷物与膳食纤维。研究表明,每天摄入3g以上的β-葡聚糖,相当于60g以上燕麦可降低空腹血糖和糖化血红蛋白水平。一个包含14个对照试验和两个观察性研究的系统综述表明,燕麦摄入显著降低糖化血红蛋白的浓度,平均下降0.42%,空腹血糖平均下降0.39mmol/L。本研究干预5年后糖化血红蛋白较基线下降,空腹血糖亦下降,效果優于其他研究的平均水平。我国是裸燕麦的发源地,以种植裸燕麦为主,有丰富的燕麦资源,裸燕麦产量占燕麦总产量的90%以上,不少地区有食用燕麦的传统。因此燕麦对于国人食用方便,具有适口性,本研究以裸燕麦为受试物,未见不良反应及事件的报告,且取得了较好的效果。

血糖控制靶目标应根据患者预期寿命、糖尿病病程、是否存在微血管并发症、合并症、低血糖风险等个体化来制定。AACE/ACE指南对大部分非妊娠成人糖尿病患者血糖控制靶目标应为HbAlc≤6.5%;新发或无明显CVD的2型糖尿病患者.血糖应达到正常或接近正常的标准:对于已发生CVD的患者.血糖的控制目标应放宽(如HbAlc 7%~8%)。ADA标准则将大部分非妊娠成人糖尿病患者血糖控制目标定为HbAlc<7%,某些患者(如无明显CVD)血糖控制可更严格,如HbAlc<6.5%,已发生大血管并发症的患者,同样建议放宽血糖控制目标,如HbAlc<8%。根据中国2型糖尿病防治指南的标准,血糖的控制目标为:空腹血糖<7.0mmol/L、餐后2h血糖<10.0mmo/L及HbA1c<7.0%。经过裸燕麦结合健康教育的干预措施,受试者每年血糖指标的达标率有所提高。基线时HbA1c<7.0% 的受试者仅占14.9%,而干预后HbA1c达标率约为40.0%。FPG达标率干预前为12.8%,干预后达标率为35%左右。PG<10.0mmo/L的受试者0年时仅为4.8%,干预后1至4年的达标率为29%-38%。裸燕麦对血糖良好的改善效果主要由于其富含丰富的膳食纤维。膳食纤维是一类不能被人体消化吸收利用的多糖,主要存在于植物性食物中。根据其溶解性可分为不可溶性和可溶性两大类。膳食纤维在糖尿病的防治方面有独到的作用。许多研究显示,膳食纤维特别是可溶性膳食纤维可以延缓胃的排空;膳食纤维在肠道内遇水可与葡萄糖形成粘胶,减少小肠对糖的吸收,使餐后血糖曲线趋于平缓,改善糖耐量;膳食纤维可以增加饱腹感,防止因多食导致的摄入能量过多,有利于保持体重。膳食纤维在控制糖尿病患者餐后血糖和胰岛素反应中扮演重要的角色。膳食纤维摄入可以延缓糖尿病患者的胃排空,从而改善餐后血糖。β-葡聚糖是可溶性膳食纤维的一种形式,被认为是主要的生物活性成分。体外模型、动物及人类的研究证据表明,燕麦β-葡聚糖增加胃肠道消化物粘度的能力是降低血糖的主要决定因素。燕麦β-葡聚糖的化学结构、分子量决定了燕麦食品的生理功能。燕麦β-葡聚糖的结构和性能受不同燕麦麦品种、种植和存储条件及加工过程的影响,提取和分析方法也可能导致结构的变化。燕麦β-葡聚糖能够吸附葡萄糖分子,抑制葡萄糖运输,减少可用葡萄糖的浓度,抑制小肠双糖酶活动。动物实验表明,燕麦可减少食物摄入量,减缓胃排空,增加盲肠发酵。燕麦富含丰富的膳食纤维特别是β-葡聚糖、矿物质和其他营养物质。β-葡聚糖的功能属性对人类营养是极为重要的。

血糖波动能反应血糖控制、病程、胰岛β细胞功能和胰岛素抵抗的状况,随着血糖波动幅度的增大.血管并发症的发生风险和种类可能会增加,血糖波动大更可能导致糖尿病视网膜病变和大血管病变。通过健康教育及饮食干预,本研究的受试者糖尿病自我管理能力增强,自我血糖监测频率增加,而且指尖血糖结果显示干预后1个月血糖即明显下降,之后血糖稳定在较合理的水平,波动幅度较小,对预防并发症起到了一定作用。经过强化健康教育,受试者在干预期进行自我监测指尖血糖频率增加;在干预期内,能够每周监测指尖血血糖的受试者占调查人数的87%,其余受试者也至少每月监测一次空腹及餐后血糖。分析受试者5年的自我血糖记录,受试者空腹指尖血糖在干预第一年即呈明显的下降趋势,干预2-5年水平相对较稳定,均值都低于干预前水平。餐后2小时指尖血糖水平与空腹血糖类似,干预初期餐后血糖呈明显的下降趋势,随访至5年,餐后指尖血糖波动较为平稳,而且均值<11.0mmol/L。

(3)裸燕麦具有改善血脂的作用

在血脂管理上,2015 AACE/ACE(美国临床内分泌医师协会/美国内分泌协会)指南建议不合并CVD或主要心血管风险因素的糖尿病患者(中危CVD风险),血脂治疗靶目标是LDL-C<2.6 mmol/L,非LDL-C<3.4 mmol/L;高心血管风险患者(已发生CVD或合并至少一个主要CVD风险因素,如高血压、家族史、低高密度脂蛋白胆固醇、吸烟的糖尿病患者),不论基线LDL-C水平如何,在生活方式干预的同时均应启动他汀的治疗,治疗的靶目标为LDL-C<1.8 mmol/L,非LDL-C<2.6 mmol/L。调查显示近40-50%的2型糖尿病患者合并脂代谢紊乱,并常伴有高甘油三酯血症和低、高密度脂蛋白血症。研究分析发现,燕麦富含β-葡聚糖对低密度脂蛋白胆固醇有降低作用,但对高密度脂蛋白作用不明显。Momenizadeh等人进行了一项纳入60人的临床试验,受试者被随机分配到干预组每天摄入至少五份燕麦面包含6g葡聚糖或对照组每天摄入至少五份小麦面包,干预6周后发现,摄入燕麦面包可以显著降低总胆固醇。一项关于即食燕麦片对超重或肥胖成年人的干预研究发现,每天两份的全麦燕麦麦片(3g/d燕麦β-葡聚糖)配合膳食计划及有规律的体力活动可降低总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的水平。另有研究表明每天摄入相当1.5g/d燕麦β-葡聚糖的即食燕麦片6周也可以有效地降低胆固醇。本研究5年的结果显示TG、TC及LDL-c均有所下降,LDL-c每年平均降低0.06mmol/L,但HDL-c水平并未提高。

血脂的控制目标针对各种危险因素应争取达到以下目标:LDL-C<2.6mmol/L、TC<4.5mmol/L、TG<1.7mmol/L、HDL-C>1.0mmol/L(男)或>1.3mmol/L(女)。按照以上标准,本研究干预前后血脂水平的达标率存在不同程度的改变,TC的达标率由0年的26.6%升至1至5年的35.9%-40.9%;TG的达标率由50.7%提高至57.2%-63.6%;LDL-c的达标率由34%提高至42%左右;HDL-c的达标率在基线时较高,干预后未见提高。如表2-4-4-22所示,干预0年至5年,TG、TC及LDL-c均有所下降,差异具有显著性。

燕麦有不同于其他谷物的许多功能特点和营养成分。燕麦富含丰富的膳食纤维特别是β-葡聚糖、礦物质和其它营养物质,是全谷物的优质来源。燕麦麸是复合维生素B的良好来源。β-葡聚糖的功能属性对人类营养是极为重要的。β-葡聚糖的生理效应与其粘性有关,可降低餐后血糖和胰岛素反应,促进胆汁酸的运输和排泄,降低血清胆固醇水平。燕麦降低血液胆固醇的机制可能与其限制胆汁酸的重吸收有关,不仅阻碍胆汁酸的主动重吸收,而且减少循环胆汁酸,限制其在肠道上皮细胞的扩散。燕麦β-葡聚糖使固醇到达结肠发酵增强,增加熊去氧胆酸的产生,抑制有毒石胆酸的产生,从而减少胆固醇吸收。食用燕麦改善高胆固醇血症增加粪便胆汁酸排泄物,不仅与β-葡聚糖有关,也与燕麦脂质和蛋白质有关,燕麦具有低赖氨酸/精氨酸和蛋氨酸/甘氨酸比率,脂质中含有的油酸、亚油酸、维生素E、或植物固醇也起到了一定作用。目前,裸燕麦的降脂功效多集中于动物研究阶段,主要报道了裸燕麦片与燕麦粉对大鼠的降脂功效,只有少数研究报道了前期对于集中干预期对糖尿病合并高血脂患者的干预效果。燕麦含有多种成分,其可能在健康促进中发挥作用的功能因子及其机制尚需进一步探讨和明确。

(4)裸燕麦对收缩压存在影响

高血压是心血管病重要的危险因素。随着血压的增高,心血管病的发生风险增加;70%脑卒中和50%心肌梗死的发生与高血压有关。2012年,我国18岁及以上居民高血压患病率为25.2%,高血压控制率为13.8%,女性(14.6%)高于男性(12.9%),城市(17.9%)高于农村(9.2%)。在众多心血管危险因素中,高血压、高血脂、高血糖是心血管病的三大主要危险因素,在糖尿病患者中,这三大因素引起冠脉病变的作用更加明显。因而,目前对糖尿病患者心血管危险因素采取积极的防治措施,包括控制血压、降低胆固醇、控制血糖以及戒烟和增加体力活动等。研究表明健康的生活方式与降低心血管风险有关。强化生活方式干预,可降低体重,收缩压和舒张压、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇,从而降低心血管疾病事件的发生率。本研究实施的健康教育干预措施,促进了随访者生活方式的改变,中等以上体力活动增加,静坐时间减少,可能是降低心血管危险因素的部分原因。一项随机对照研究表明,目标导向的、通过行为改善和药物治疗长期强化干预控制多个风险因素的T2糖尿病患者减少心血管疾病的风险和微血管事件约50%。法国的一项研究表明,膳食纤维摄入数量与心血管疾病危险呈负相关,建议增加膳食纤维的摄入。调查显示,收缩压控制在135-139mmHg及舒张压控制在72-74mmHg可以明显使心血管事件及死亡率风险降低。

我国40-55%的糖尿病人群中存在高血压症状,44%的糖尿病患者的死亡因素与高血压有关。老年糖尿病患者并发高血压以收缩期高血压多见,主要由于大动脉硬化弹性减退所致。干预期间血压的变化如表2-4-4-23所示:SBP水平下降明显,干预后每年均较干预前显著降低(P<0.001)。DBP水平也均较干预前下降(P<0.001)。

2015 ADA标准建议合并高血压的糖尿病患者血压控制靶目标为收缩压<140 mmHg,舒张压<90 mmHg;对某些患者(如较年轻或蛋白尿患者),在不带来过度治疗负担时,血压可控制更严格,如收缩压<130 mmHg,舒张压<80 mmHg;2015 AACE/ACE指南认为血压总体控制目标为130/80 mmHg;血压控制的靶目标一直存在争议,既往的指南多推荐糖尿病患者血压控制的靶目标<130/80 mmHg。尽管流行病学资料支持更严格的血压控制,但随机对照干预试验的结果显示严格血压控制并未带来额外获益。根据中国2型糖尿病防治指南,血压的控制水平应<140/80mmHg。按照这个标准每年受试者血压达标的百分比,0-5年收缩压的达标率由39.1%升至69.6%-78.4%,且达标率随时间变化呈增加的趋势(Cochran Armitage趋势性检验,P<0.01),但舒张压的达标率提高不明显。

不合理的生活方式是高血压发生的重要因素。世界卫生组织建议的食盐摄入量的标准为每天少于6克,本研究通过健康教育使受試者食盐摄入量减少,以及膳食添加裸燕麦对控制血压是有利的。SBP水平下降明显,DBP水平下降较少。燕麦对血压的影响较有争议。美国的一项纳入88名高血压病人的随机对照研究显示,每天食用燕麦持续12周可降低血压、减少高血压用药。另一项针对老年男性高血压病人的随机对照试验表明,与摄入小麦组相比,每日摄入燕麦干预12周对血压没有影响。

(5)有利于2型糖尿病患者生存质量持续改善

生存质量(quality of life,QOL) 是指在医学模式更新的背景下,随着健康概念、疾病谱和医学模式的改变,提出的一套全面衡量人类健康状态的指标体系。糖尿病是一种慢性疾病,疾病的不适及治疗所带来的经济负担影响着患者的心理健康,由疾病引起的并发症更带给患者极大的困扰。研究显示,与没有2型糖尿病正常人相比,2型糖尿病患者的生存质量显著降低,而且在女性和老年患者中尤为明显。对于2型糖尿病患者,较低的生存质量与更高的总死亡率和心血管死亡率相关,生存质量的心理健康维度与抑郁和焦虑有关。因此在改善糖尿病症状及临床指标的同时,应该关注患者的心理健康及整体生活质量水平。影响2型糖尿病患者生存质量的主要因素有糖尿病并发症,低血糖反应,及年龄因素等,而且与糖尿病相关的心理障碍,如焦虑、抑郁和缺少信心可能与糖尿病病情控制不佳有关。提高生存质量关键在于控制疾病的发展,预防并发症及防止出现低血糖反应,同时关注老年人身体机能下降和自理能力下降导致的生活质量降低。健康教育可以影响到2型糖尿病患者的自我管理行为,将糖尿病相关知识融入到日常生活中,更好的做好病情监测和调整生活方式,提高自我护理的技能,更好的控制疾病。本研究结果显示,通过健康教育及裸燕麦干预,受试者生存质量生存质量总体提高,尤其是在心理精神维度和治疗维度。其原因可能是由于综合的干预措施令糖尿病症状改善,血糖等指标下降,甚至控制到了合格的水平,患者用药也有所减少,由此带来的身体不适的改善和对疾病的控制能力,给予了受试者极大的信心,从而产生良好的心理和生理作用。一项随机对照研究表明,通过健步走活动锻炼可以提高糖尿病患者的生存质量。本研究通过健康教育,鼓励改变生活方式,受试者中等以上活动天数和每次活动时间都有所提高,可能对生存质量改变起到了促进作用。

研究结论:通过5年的前瞻性随访干预研究,证实膳食添加裸燕麦联合健康教育对2型糖尿病患者存在有益的效果。裸燕麦联合健康教育的干预方法对2型糖尿病患者的血糖控制有效。经过干预,受试者的血糖指标有所改善,而且下降后保持在较低的稳定水平,并未呈现出随病程的延长而呈现大幅波动等现象,证明裸燕麦结合健康教育对血糖控制的有效性及疗效的稳定性。良好的血糖控制与降低心血管疾病风险有关。干预对高血脂、高血压等心血管风险因素具有一定的作用。干预后受试者TG、TC及LDL-c均有所下降,血压也有不同程度的改善。而且提高了2型糖尿病患者的生存质量,延迟相关并发症的发生。健康教育对改变生活方式,建立良好的饮食、运动、疾病监测等生活习惯发挥了有益作用。而上述行为方式对糖尿病的疾病控制至关重要。裸燕麦作为中国常见的谷物,对国人具有适口性,而且食用剂量符合中国居民膳食指南对谷物摄入的推荐量,干预研究期间未见严重不良反应的报告。研究采用健康教育与饮食干预相结合的糖尿病控制模式,可能较单独的干预措施更有优势,为2型糖尿病的控制提供了新的思路和突破点。

二、燕麦麸粉与慢性病

燕麦麸粉为燕麦米或燕麦粉加工过程中的产物,其为表皮层物质,营养元素较为丰富,膳食纤维含量占优势,高达30%左右。燕麦中的β葡聚糖含量主要集中在胚细胞壁和亚糊粉层,在燕麦麸中的含量最高。且含有多种营活性成分(多糖、生物碱、酚类、皂苷类等),具有多种保健作用,受到健康产业的广泛关注。

燕麦麸皮与健康的效应,包括(1)抗氧化作用;(2)降血糖效应;(3)降血脂作用;(4)对皮肤纤维细胞的保护作用;(5)其他效应:主要为改善食品感官效果的效应。

本次实验主要围绕燕麦麸皮对脂代谢紊乱的调控作用——以肠道菌群为靶点的研究。北京大学李勇教授课题组通过建立高脂饮食诱导的大鼠血脂异常模型,观察燕麦麸皮对血脂异常的功效作用并探索其可能机制。结果发现,燕麦麸皮干预能够改善大鼠血脂代谢异常状况,同时可以缓解肝细胞中脂肪的聚集,提高肝脏相关功能。通过对炎症相关因子的测定分析,发现燕麦麸皮干预能够显著抑制血脂异常大鼠机体炎性相关因子如TLR4、CD14的蛋白表达,并降低血清IL-6等浓度,提高瘦素水平,提示燕麦麸皮可以改善机体炎症状态。通过对肠道菌群的结构分析,发现血脂异常大鼠肠道菌群结构发生紊乱,燕麦麸皮干预可改善肠道菌群结构,同时可改善肠道功能,提高SCFA产量。对菌群结构和机体生理生化指标间的PLS回归分析进一步验证了肠道菌群与机体炎症反应等之间的关系,提示燕麦麸皮可以通过调节肠道菌群改善机体脂代谢紊乱状况。利用多变量统计方法将肠道菌群数据与代谢组学数据进行了关联分发现,血脂异常和燕麦麸皮干预均可显著改变血清代谢物谱;血脂异常大鼠血清中与肠道菌群代谢、脂肪酸的生物合成、氨基酸的生物合成与代谢有关的代谢途径中的脂肪酸、氨基酸和寡糖等发生了显著性改变,而43.7%的燕麦麸皮干预可部分逆转这些改变。燕麦麸皮还可以改变包括花生四烯酸、蛋氨酸、肌醇和乳酸等重要差异代谢物的水平,提示了起干预血脂异常的一些可能靶点。同时本研究还发现了一些与肠道菌群代谢或参与代谢的代谢物,再次提示肠道菌群在机体应对血脂异常和燕麦麸皮中可能发挥重要作用。该研究成果可从调节肠道菌群角度为血脂异常的防治提供策略,同时也为我国燕麦产品的开发利用提供基础理论依据。

三、燕麦β葡聚糖与健康

燕麦β-葡聚糖是一种可溶性膳食纤维,具有亲水、亲油、螯合离子的理化特性,现已被证实具有降血脂、降血糖、提高机体免疫力和调节肠道菌群等诸多生理功效,在疾病的预防与辅助治疗中有重要作用,并作为燕麦公认的有效成分被人们做周知。

3.1燕麦β-葡聚糖与血脂异常

北京李勇教授课题组继续在前期研究的基础上利用动物实验,通过采用高脂膳食喂养金黄地鼠构建血脂异常动物模型,观察不同剂量燕麦β-葡聚糖的降脂作用和剂量功效关系,从多方面进行深入研究,为血脂异常的防控提供理论和策略依据。

研究发现燕麦β-葡聚糖干预可在形态学上改善空场绒毛结构,降低血脂异常个体的血清LPS水平,并降低相应的血清炎症因子水平,其中以低剂量(0.275g/ kg?bw)的燕麦β-葡聚糖膳食干预效果较为显著。但在血脂正常的个体身上,中剂量(0.55g/kg?bw)燕麦β-葡聚糖干预后,血清中LPS、LBP与IL-6水平亦有所提高。此外,LPS受体CD14与TLR4在会场上皮的表达水平也表现出相似的组建差异。可认为燕麦β-葡聚糖能够改善肠源性内毒素血症,影响LPS受體的表达水平并抑制炎症因子释放。

燕麦β-葡聚糖是公认的燕麦调节血脂的重要成分,但其降血脂的具体功效机制尚不明确。现代研究利用特殊的动物模型,模拟血脂异常代谢状况,后采用燕麦β-葡聚糖干预发现,其可有效地调节血脂异常金黄地鼠的血脂代谢和体重,改善肝及肠道的形态和功能,发挥良好的抗炎症作用,这位进一步探索其调节机制提供线索,同时为临床足而知异常的治疗提供重要参考。

3.2燕麦β-葡聚糖与糖尿病

北京大学李勇教授课题组在以往人群试验研究的基础上,采用动物模型进行深入验证,以期对燕麦和燕麦β-葡聚糖的降糖作用进行更深入探索。实验采取一定数量造模成功的大鼠随机分为3组,包括:糖尿病对照组(糖尿病)及燕麦 β-葡聚糖低(OGL)、高剂量干预组(OGH)。造模分组结束后,将开始干预记为第0周,连续干预10周。实验期间动物自由进食及饮水。分别于干预第0、5、10w取大鼠尾尖血进行血糖血脂等血清学测定,留取新鲜粪便进行细菌培养和粪氨含量、pH 测定等,同时进行肠道转运实验。实验末动物空腹过夜,经股动脉采血后处死,采集血液及胰腺、肝脏、脾脏、胰腺、胃窦、盲肠、十二指肠、空场、结肠、盲肠、肠内容物、骨骼肌、脂肪组织等组织标本,进行相应指标检测。

实验结果表明:

(1)燕麦β葡聚糖对糖尿病大鼠的体重影响较小;高剂量大鼠的摄食量与糖尿病组大鼠相比较有显著性降低;

(2)燕麦β葡聚糖能够改善糖尿病大鼠的血糖、血脂水平。与对照不相比,燕麦β葡聚糖组小鼠的空腹血糖、胰岛素水平和胰岛素抵抗指数均降低,说明燕麦β葡聚糖具有明显的降血糖作用。同时显著降低糖尿病大鼠血清中的总胆固醇、甘油三酯的含量;

(3)燕麦β葡聚糖能够改善糖尿病大鼠胰腺结构与功能。在一定程度上减轻对胰岛素的损伤,能够有效改善机体胰岛素抵抗状况和血糖水平调节能力,对于2型糖尿病具有积极的调控作用;

(4)燕麦β葡聚糖能够改善糖尿病大鼠血清炎症因子水平;

(5)燕麦β葡聚糖可以改善糖尿病大鼠肝的形态及功能;

(6)燕麦β葡聚糖可以改善糖尿病大鼠骨骼肌胰岛素抵抗状况;

(7)燕麦β葡聚糖可以改善糖尿病大鼠肠道形态及功能。

3.3燕麦β-葡聚糖与肠道菌群

肠道菌群在人体中相当于一个器官,像一个免疫系统,它是能够与宿主一同工作的细胞的集合,能够促进健康同时也会引起疾病,主要功能包括道代谢、营养功效、免疫功能和保护宿主免受外来卫生区入侵。因此,北京大学李勇教授课题组通过传统的细菌平板培养技术和MiSeq测序技术相结合检燕麦β葡聚糖干预血脂异常金黄地鼠和糖尿病大鼠的肠道菌群结构和分布情况,并寻找相关的特征性肠道菌群种属。研究发现,

(1)糖尿病模型大鼠双歧杆菌及乳杆菌两种有益菌种数量明显减少,而10周后,燕麦β葡聚糖干预则可以显著增加糖尿病大鼠粪便中的双歧杆菌与乳杆菌的数量,同时抑制肠杆菌与肠球菌的生长。通过测序数据分析发现,燕麦β葡聚糖高剂量干预组肠道菌群多样性明显低于糖尿病干预组,表示燕麦β葡聚糖膳食干预可能对肠道菌群具有优化结构。

(2)对各菌群门的研究发现,对于人体肠道内最大的细菌菌门——厚壁菌门,糖尿病的数量显著减少,而燕麦β葡聚糖干预后数量显著增加。

(3)糖尿病大鼠肠道菌群中Bacilli纲显著增加,Bacilli纲被认为是厚壁门菌中较为常见的一类细菌,但数量不占优势,比例通常低于1%,但在研究中发现Bacilli纲的比例显著增加,远超过1%,达到26%。

实施证明燕麦β葡聚糖能够有效地增加糖尿病大鼠肠道内的有益菌的生长,结合之前研究推测燕麦β葡聚糖可以通过调节肠道菌群发挥调节血糖和抗炎作用。

四、燕麦肽的研究成果

燕麦肽为燕麦蛋白进过特性酶解后的片段,为小分子活性物质,分子小,活性强,不需消化,直接主动100%吸收,不消耗机体能量,能快速作用于器官,发挥功效。其兼有燕麦与低聚肽的优势,目前已经开展了深入的实验研究,对于免疫调节、缓解体力劳动、改善血脂异常、提高耐缺氧能力、调节血糖等效果显著,燕麦肽开发具有重要的营养价值作用。

4.1 燕麦低聚肽与运动性疲劳

北京大学李勇教授课题组首次通过对实验小鼠采用不同剂量OOPs燕麦低聚肽水溶液进行干预,实验将SPF级雄性ICR小鼠随机分为7组:空白对照组、乳清蛋白组、4个OOPs剂量组及1个配伍组(配伍燕麦肽与核桃肽),连续灌胃干预30天。干预后测定各组小鼠负重游泳力竭时间,测定相关指标:血乳酸含量、肝糖原含量、肌糖原含量、血清尿素氮含量及乳酸脱氢酶活力。研究结果表明:

(1)OOPs可以延长小鼠的力竭游泳时间,增强小鼠的体力和耐力,从而起到抗疲劳的作用;

(2)OOPs可以降低血清尿素氮含量,增强血清乳酸脱氢酶活力,延缓疲劳产生;

(3)OOPs可以提高小鼠肝、肌糖原储备,延缓疲劳发生;

(4)OOPs可以降低小鼠体内血乳酸水平,延长运动时间、延缓疲劳的产生;

因此,减少疲劳代谢产物的积累可能是OOPs发挥抗疲劳作用的机制之一。

4.2燕麦低聚肽与耐缺氧

北京大学李勇教授课题组首次研究了OOPs对小鼠的耐缺氧作用,选取健康的SPF级成年雄性BAL B/C小鼠,适应期结束后,体重18—22g,通过动物适应性喂养周后,分成4个不同亚组,每个亚组有分别设立6个小组,进行干预实验研究。实验结果如下:

(1)OOPs可以延长小鼠常压缺氧存活时间;

(2)OOPs可以延长小鼠亚硝酸钠中毒所致缺氧存活时间;

(3)OOPs可以延長小鼠急性脑缺血性缺氧存活时间;

(4)OOPs可以增加小鼠红细胞计数、红细胞积压、血红蛋白含量。

4.3燕麦低聚肽与免疫力低下

北京大学李勇教授课题组率先OOPs增强免疫力的作用开展了一系列研究,评价了OOPs对小鼠的增强免疫力的作用,为OOPs在免疫力低下人群中的应用提供了科学依据。实验对象为单一性别近交系小鼠,并设立对照组与受试组,进行跟踪实验。试验结束后测试免疫力相关指标活性,包括:细胞免疫功能测定、体液免疫功能测定、单核-巨噬细胞功能测定、NK细胞活性测定。

结果表明,OOPs可以通过增强细胞免疫功能和体液免疫功能,提高适应性免疫功能,通过增强单核-巨噬细胞吞噬功能和NK细胞活性,提高固有免疫功能,从而起到免疫力的作用,促进细胞因子及抗体的分泌,具备作为一种新型免疫力增强剂的潜力,其适宜浓度为0.25-2g/(kg?bw)。

4.4燕麦低聚肽与高血脂症

北京大学李勇教授课题组选取健康SPF级成年雄性SD大鼠,建立只代谢紊乱模型,采用治疗性给受试样品的方法观察OOPs的辅助降血脂效果。实验按TC水平将模型组大鼠随机分为7各组:1个模型组、1个模型对照组、1个乳清蛋白对照组、4个OOPs剂量组(低、中、中高、高)和一个OOPs与β-葡聚糖配伍组。然后进行干预实验研究,最后测定大鼠TC、TG、LDL-c、HDL-c、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、碱性磷酸酶、载脂蛋白A1、载脂蛋白B及脂蛋白a的含量。

研究结果显示,OOPs干预组与OOPs与β-葡聚糖配伍组干预可显著降低混合型高血脂症大鼠的TC、TG、LDL-c的水平,改善HDL-c的水平,改善肝功能损伤,并通过载脂蛋白A1、B及脂蛋白a水平具有潜在的抗动脉粥样硬化的作用,尤以OOPs0.346-1.358g/(kg?bw)和0.692OOPs+0.483g/(kg?bw)β-葡聚糖计量效果显著,OOPs与β-葡聚糖合用显示出良好的联合效果。

4.5燕麦低聚肽与糖尿病

北京大学李勇教授课题组首次研究了OOPs对糖尿病大鼠的降血糖作用,实验采用SD大鼠造模为糖尿病大鼠,并用健康大鼠作为空白对照组,将造模成功的糖尿病大鼠按照空腹血糖和体重水平随积分成6个组,分别为1个糖尿病模型对照组、1个乳清蛋白对照组、1个二甲双胍阳性对照组、3个OOPs干预组。进行干预实验,并对相关指标进行检测。

本研究作为国内外首项对OOPs对于糖尿病大鼠的辅助降血糖效果开展的研究,通过设立空白对照组和模型组,结果显示OOPs可显著降低糖尿病大鼠的空腹血糖,改善其糖耐量和“多尿”症状,改善其生存质量,减轻胰岛素抵抗,增强抗氧化能力,改善机体应激化水平,并对肝功能有一定的保护作用,尤以2.00g/(kg?bw)的OOPs效果最为显著。此剂量与本课题组之前MaX和毛瑞雪的研究所对应的成人推荐摄入等效剂量(50g-100g)较为一致,表明低聚肽可能是裸燕麦降血糖作用的主要有效成分之一,但其具体作用机制需要进一步深入研究。

五、《燕麦营养学》专著的发布

三主粮以“科技创新、创造价值”为理念,不断促进生态高质量发展,以为人民健康服务为愿景。从燕麦米对2型糖尿病的研究,到今天高科技产品燕麦肽的功能作用研究,体现科技创新下的价值,通过理论研究结合实践发展,将以燕麦为主导的农业发展提升到更高的层次,提升农业价值,塑造农业健康品牌,为一二三产业的融合发展提供科技支撑,为生态绿色高质量发展,提供科技力量。

结合多年的创新研究,理论指导实践,实践创新理论,最中集多年研究于一体,与北京大学合作,由李勇老师与孙治老师共同主编的《燕麦营养学》公布于世,为燕麦的营养价值的展现提供科学的理论数据,为燕麦的产业高质量发展及促进国人的健康提供科学支撑。

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