肖新华:19分钟详解高纤维为何有益于糖尿病人
热心肠小伙伴们 2020-10-20
糖尿病患者菌群有啥变化?膳食纤维会对其产生何影响?

编者按:

2020 年 9 月 21~22 日,热心肠研究院携手 Swisse 斯维诗于线上举办了 GUT2020 系列活动之“微生态营养补充剂与肠道健康前沿论坛”,特邀 8 位嘉宾出镜发表了在线演讲,共同探讨如何通过营养改善微生态环境,助力肠道健康。

今天,我们特别整理并发布北京协和医院内分泌科主任医师肖新华的演讲视频及图文实录,以飨读者。

肖新华

北京协和医院内分泌科主任医师

担任中国医学科学院糖尿病研究中心秘书长、中国研究型医院学会糖尿病学专业委会主任委员、中华医学会糖尿病学分会常委兼副秘书长、糖尿病营养学组组长、中国老年保健协会糖尿病专业委员会主任委员、中国代谢病防治创新联盟副理事长、中国中西医结合学会内分泌专业委员会副主委、中央保健会诊专家。

以第一或通讯作者发表论文及综述 300 余篇,其中发表在 PNAS,Diabetes Care 和 Metabolism 等在内的 Sci 文章 90 余篇,主持申请多项国家级科研课题。


大家好,我是来自北京协和医院内分泌科的肖新华大夫。很高兴今天有这个机会跟大家谈谈有关膳食纤维与糖尿病的关系的这个话题。

大概从这么三个方面跟大家交流。

首先是从“肠”计议,我们谈谈肠道菌群与糖尿病的关系。

人们常说“病从口入”,因为民以食为天。我们过去说病从口入的话,可能更多的说的是吃的不干净不洁的食物引起的腹痛腹泻、拉肚子的问题,那么现代的人们越来越发现,实际上,我们现在很多的疾病都跟我们平常的不健康的饮食有很大的关系。

比方说,我们平常的高脂、高盐、高糖的饮食都与我们现在的一些现代疾病,包括脂肪肝、高血压、糖尿病等等这些疾病的发生都有明显的关系,所以我们现在还是说病从口入。

我们刚才提到很多现代疾病,我们都叫做代谢综合征。肥胖、高血压、高血脂、脂肪肝、糖尿病,我们都叫做代谢综合征。

我们过去传统的都说,这些疾病的发生跟我们的遗传,跟我们环境因素有关系。那么环境因素的话,更多的是我们饮食关系,比方说吃的多了,活动量少了引起了我们的肥胖。

当然,我们也发现有一些肥胖的人群他不服气,他说我比瘦的人吃的还少,但是我为什么还胖呢?

现在发现跟他的里面的肠道菌群有关系。现在研究发现,那些胖的人,从动物身上也看到了,那些肥胖的老鼠,它丢失的热卡它就少,说明什么?说明胖的人,他的肠道细菌能帮助他更好地把他的这些热卡充分的吸收。他热卡多了,吸收多了以后也是造成他肥胖的一个很重要的原因。

所以现在大家越来越认识到了肠道菌群的这么一个作用。

但是肠道菌群的生理作用,是最近一、二十年才开始认识到它的作用,所以我们说肠道菌群是被我们遗忘的一个新的器官。

这个左边是我们显微镜发明者列文虎克当时看到的细菌的形态,当然现在我们随着现代技术的进步和发展,人们现在对菌群的认识已经非常充分,各种各样的细菌都能够有很好的了解。

而且,现在也发现肠道可能是我们体内细菌定植的最主要的场所。现在我们发现肠道内定居的微生物大概有 1000 多种,它的总的这个重量甚至达到了两公斤。

微生物的总体的细胞数是远远大于我们人类的细胞数,将近是 10 倍。而且它拥有大量的遗传信息、基因信息,它所拥有的基因信息是我们人类的 100 多倍。

所以我们说肠道菌群实际上一直是被我们遗忘的一个非常重要的器官。我们虽然说叫它是新的器官,它实际上是被我们遗忘了的,实际上是早就存在的。

那么它的特征和它的功能的话,参与到我们身体的很多健康的维护。

比方说,我们刚才说到了我们有很多食物吃进去以后,我们人类的消化器官是没法消化了的,但是这些食物会被我们肠道的细菌来分解代谢,它来合成我们身体需要的很多营养物质,包括维生素,还有一些胆碱、脂肪酸,都是我们人类合成不了的(或合成不足的),但是我们细菌可以帮助我们产生。

除了参与我们的消化代谢以外,肠道菌群还有很多其他的功能,比方说它对我们人类的免疫系统的发育和成熟都起了非常重要的作用,而且它对肠道形成一个很好的屏障保护,使我们身体免受有毒的物质和细菌的侵害。

另外还有一个很重要的,它对我们的神经系统也产生非常大的影响。现在有大量的研究发现,我们很多的神经系统疾病,比方说老年痴呆,甚至儿童的孤独症都与肠道菌群有关系。因为我们很多神经系统的神经递质都来自于我们的肠道,所以我们现在有个肠-脑轴这一个问题。

也有人说我们肠道是我们的人类的第二大脑,这一点不过。你现在想什么、想吃什么可能不完全是说你大脑的内在的思考,可能与我们肠道的菌群也有关系。

所以肠道菌群,我们刚才也重复了,它实际上对我们身体起了非常重要的作用。所以肠道菌群它在我们体内不是个匆匆的过客,也不是我们体内的寄生虫,它构成了我们整个的人体的一个生态环境、生态系统。

就像这个图一样的,人不完全就是我们过去认识的人,实际上人体里面,每个人里面的肠道菌群也是非常重要的。所以我们要重新论述我们的人类。

那么刚才说到的肠道菌群对我们的健康非常重要,但是肠道菌群它又受很多因素的影响,包括受我们环境的因素——寒冷、抗生素,也受到我们饮食的影响,比方说我们的膳食纤维吃了多少,你如果膳食纤维少会有影响,你的动物脂肪、饱和脂肪、胆固醇的食物吃的太多,它都会影响到我们正常的肠道菌群。

而肠道菌群的话,在这些环境因素的影响下,它会有很多代谢产物。它的这些代谢产物就会传递它的一些信息来对整个身体的不同的组织器官产生一些生理或病理的影响。这些器官就很多了,包括脂肪组织、肝脏、肠、脑、心血管、肺等等,都会受到我们肠道菌群的代谢产物的一些信息的调节。

拿我们糖尿病来讲,糖尿病现在我们的研究发现,甚至在还没有得糖尿病的前期的人群,我们就发现了,前期就是糖耐量异常的人群跟糖耐量正常的人群相比较,事实上他的菌群就已经发生变化了。

那么肥胖往往跟我们糖尿病的关系非常密切,往往胖的人容易得糖尿病,为什么?因为胖的人的肠道菌群它不一样。

他的肠道菌群会造成他的 LPS(脂多糖)、脂肪的生成增多,而且它还会影响干扰到他的肠道的肠促泌素的分泌以及他的丁酸盐的产生的下降,这些都会降低。

还有他的胰岛素的敏感性也会下降。胰岛素的敏感性的下降是糖尿病发病很重要的一个病理机制。

那么糖尿病的菌群的失调实际上跟他的饮食是有很大的关系的。曾经有人做过动物实验就想观察饮食跟遗传,到底谁对肠道菌群的失调的影响更大。

对那些野生大鼠把它的 Apo-1 敲出来,Apo-1 敲除了就容易出现肥胖和糖尿病。那么这两只大鼠进行比较,我分别给野生动物高脂饮食,基因敲除了的,我给它正常饮食,而最后发现什么?

饮食对它的糖尿病的诱发影响比基因敲除的更大。你看基因敲除的影响它并不大,虽然也有,但是它不如饮食影响的更大。所以饮食对我们肠道菌群的失调起到非常重要的作用。

好,前面我们说了一下,从“肠”计议,就是我们不规律的、不健康的饮食可能会干扰影响我们的肠道菌群,跟我们的糖尿病发生有关系,那么怎么来改善他的肠道菌群,恢复我们的健康?

现在发现我们饮食结构中有一个很重要的营养元素就是纤维素。过去可能大家重视得不够,那么现在发现我们饮食结构中,如果改善我们的膳食纤维,给予高纤维饮食可以有效改善糖尿病。

我们看看一些证据。

这个是 2000 年发表的国际非常著名的学术期刊《新英格兰杂志》上的一篇随机交叉的一个研究。

他就对 2 型糖尿病患者,一部分给中等膳食纤维,当然这里面的膳食纤维包括 8 克的可用性的以及 16 克的不可用性的。然后的话,因为进行交叉,另外一部分给予高膳食纤维,那么这个高膳食纤维中可用性的膳食纤维高达 25 克,就远远高于 8 克,干预 6 周。

那么最后就发现,给予高膳食纤维这一组的人群,糖尿病患者他无论是血糖,还是血脂,他的改善都更明显,而且他的 24 小时的血糖明显下降,而且他的胰岛素的浓度曲线也是下降,他不需要那么多胰岛素了,而且他的整个的血脂、胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白浓度都有显著的下降,有改善。

这是一个研究。

那么另外一个研究,就是 2018 年我们中国人进行的,这个是发表在 Science 上面的,来自我们上海交通大学他们一个团队做的,也是对糖尿病患者随机分成两组。

一组的话是给予常规的治疗,就仅仅只是给阿卡波糖,另外一组的话是在阿卡波糖的基础上给予他高膳食纤维,他们同样接受同等热量的这样的食物。但是另外一组的话在这种同等阿卡波糖和同等热量的食物中加了高膳食纤维。

那么结果就发现给予了高膳食纤维这一组的人群,他虽然接受了同样的药物的治疗或同样的饮食治疗,仅仅因为这样的一个高膳食纤维的营养的干预,我们就会看到他的无论是糖化血红蛋白,还是血脂,都改善得更快、更好。

另外的话,这个研究它为什么能发表到 Science 上面?它除了观察临床现象以外,它也做了很深入的机制的研究。

它把那些临床效果好的,就是说接受高膳食纤维的他的肠道菌群得到了改善的这种人群,把他的菌群移植到小鼠中,发现小鼠的菌群结果的确发生了很大的改善。

接受过高膳食纤维的这种人群,我们看到的他有 15 株的菌群发生了变化。这些菌群都会参与到一些乙酸、丁酸这些短链脂肪酸的产生,而抑制产生吲哚不利的细菌,把这么一个菌群移植到小鼠以后,它的确会改善小鼠的 GLP-1 和 PYY 的分泌。

所以他又进一步的解释了为什么高膳食纤维会获得这么好的血糖的改善:与他的菌群的改变有关,这些菌群都参与了,特别是参与了丁酸的生成,而且它的产物能够促进 GLP-1 和 PYY 的分泌,而 PYY 对他的血糖的改善、对身体的各种机能的改善是非常重要的。

所以说膳食纤维它为什么能够对我们糖尿病有改善,主要是因为它改变了我们的肠道菌群,而且它是有利于那些益生菌的定植,而这些益生菌它能很好地利用膳食纤维发酵产生一些我们身体需要的一些短链脂肪酸。

这些短链脂肪酸它可能会通过调节我们的中枢的食欲,增加一些厌食的激素,来减少他的摄入,来防止他的肥胖。

另外,益生菌产生的这些肠道的产物——短链脂肪酸对他的肠道的稳态、脂肪组织和肝脏的代谢也有非常的好的调节作用,可以来阻止糖尿病和非酒精性脂肪肝的发展。

所以补充膳食纤维,提高膳食纤维发酵能有效的降低蛋白的发酵来延缓疾病的发展。

所以我们可以看到现在的很多指南,包括中国的糖尿病膳食指南、中国糖尿病的营养医学的治疗指南,还有我们 CDS 的一些防治指南等等现在都非常推荐强调我们糖尿病患者需要增加膳食纤维的摄入,来更好地帮助他改善血糖。

那么现在因为随着对肠道菌群的认识的不断的提高和深入,我们也看到一些功能食品不断的来开发、来帮助调整改善我们的肠道菌群。

这个里面有直接进行益生菌的移植的,当然益生菌现在还有待不断的认识,要发现新的不同的益生菌。现在比较熟悉的益生菌可能有双歧杆菌、乳酸杆菌等等。

另外更多的可能是益生元。有利于益生菌生长的我们叫益生元,包括这些果聚糖、低聚糖、乳果糖、菊粉等等。

当然还有一个就是合生元,包括有益生菌和益生元的混合物。

那么相对来讲的话,现在我们说水溶性的这种膳食纤维益生元的话可能在调节肠道菌群方面现在可能是更好的选择之一。

因为水溶性的膳食纤维它可能在我们人体内更容易被我们的益生菌的这么一个发酵,增加增殖我们肠道的益生菌。

那么现在的水溶性的膳食纤维主要是一些菊粉,都是一些天然的。这些水溶性的膳食纤维主要存在我们一些天然的食物中,像菊芋等一些植物里面。

那么这些膳食纤维或者说益生元的话,对我们肠道菌群的调节,主要是它能够选择性地刺激我们的益生菌的增殖定植,提高它的定植抗力,抑制有害菌的粘附,对我们调节免疫力、降低炎症反应是非常有帮助的。

而且这些水溶性的膳食纤维,因为我们人类没法消化吸收它,但是我们这些益生菌能够发酵消化它,产生一些我们身体需要的短链脂肪酸,而这些短链脂肪酸可以帮助我们降低肠道的 pH 值,抑制一些有害细菌的增殖,减少毒性的细菌毒素的产生,而且它还能够为我们肠上皮细胞的供能,还有帮助刺激肠道的蠕动、促进排便等等一些作用。

那么现在有很多研究也发现,我们这些水溶性的这样的膳食纤维,比方说低聚果糖,有研究就发现它能够明显地增加我们人体内益生菌。

现在我们比较明确的是双歧杆菌和乳酸杆菌的数量。补充后,我们都会看到他的这种益生菌会明显的增加。

而且有国内外多项研究也的确显示菊粉,包括里面的一些这些低聚果糖,它都能够明显地促进我们已知的这些益生菌的生长,抑制有害菌,来改善我们整个肠道的菌群的生态平衡。

那么我们也曾经做过一些低聚果糖菊粉,在动物身上看看它到底对我们糖尿病大鼠的血糖有没有改善作用,以及它是怎么来改善它的肠道这么一个机制的。

好,这是我们一个简单的设计。我们主要是把动物制成糖尿病模型。一组的话没有给它干预,没有给菊粉干预,另外一组的话,在糖尿病模型制成以后,我们就给它菊粉低聚果糖干预。

那么干预以后我们就发现,接受了低聚果糖的糖尿病大鼠的话,它的益生菌就明显增加,比方说它的乳酸杆菌的丰度会明显增加,以及其它产生短链脂肪酸的这样的一个菌群的话丰度也是明显增加的,而有害菌的丰度是明显下降。

我们可以看到左边的话是糖尿病的它的菌群的分布,最右边的话是正常的。正常跟糖尿病的菌群差距很大,但是我们给予它菊粉以后,低聚果糖以后,我们可以看到它的乳杆菌,就是益生菌的话是会明显的增加。

所以我们结果也发现低聚果糖的确会调节它肠道的结构,增加它的益生菌,增加的益生菌产生的短链脂肪酸的丰度,减少了脂多糖菌,就是有害菌的这么一个丰度。

最后,我们也看到它的生活的改变,血糖明显下降,胰岛素抵抗也明显改善,而且我们也看到它能够有效的促进它的 GLP-1 的分泌。

所以现在我们可以看到大家对饮食与肠道菌群跟糖尿病的关系研究是越来越多,大家对它的认识也是越来越深入。

在 2019 年,全球的权威杂志《柳叶刀》曾发布这么一个重磅消息,就是说摄入足量的膳食纤维,它对我们现在很多非传染性的疾病包括糖尿病、冠心病、中风,甚至癌症,会造成这些疾病的发病率和死亡率的明显下降。

当然,我们最近的话也会启动一个全国性的真实世界的研究,就想观察我们糖尿病患者你原有的治疗方案我们不变,仅仅加上一个膳食纤维以后,对糖尿病的人群来讲,他的健康、他的血糖的改善有多大的改善,改善会是个什么情况。我们这个项目也会很快的启动。

好的,今天因为这个时间关系,我们就分享到这,谢谢大家!

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