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摘要:本研究旨在探讨饮用绿叶蔬果汁如何影响餐后血糖水平。餐后高血糖会导致血管内皮损伤和慢性炎症,进而促进动脉粥样硬化,无论是否存在糖尿病。已有报道指出,绿叶蔬果汁中的某些成分可以抑制血糖水平;然而,绿叶蔬果汁对健康个体降低血糖水平的效果尚不清楚。我们观察了13名健康年轻女性在餐前或随餐饮用绿叶蔬果汁后餐后血糖水平的变化。与水相比,饮用绿叶蔬果汁在食用米饭后的90分钟和120分钟时降低了血糖水平,且无论饮用绿叶蔬果汁的时间如何,效果无差异。绿叶蔬果汁可能是健康人群降低餐后血糖最方便且最具成本效益的方法之一。
餐后高血糖是指在餐后两小时血糖水平达到140 mg/dL或以上(国际糖尿病联合会;2007年指南),它会引起血管内皮紊乱和慢性炎症,并促进动脉硬化,进而引发脑梗死和缺血性心脏病[1]。血糖波动无论对有无糖尿病的个体均有害,会导致内皮功能受损并引起氧化应激[2]。因此,降低餐后血糖水平不仅有助于糖尿病患者的血糖控制,抑制神经病变、视网膜病变和肾病等各种糖尿病并发症的发生和发展,而且还能降低无糖尿病患者发生大血管并发症的风险。植物性食物中的多酚、黄酮类化合物、酚酸、花青素和蛋白质已被确定为抗氧化和其他生物活性的主要成分。据报道,在大鼠中,绿叶蔬果汁通过分别抑制胰腺和肠道中的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性,延缓肠道中碳水化合物的分解,从而降低餐后血糖水平[3]。绿叶蔬果汁主要由年轻大麦叶(Hordeum vulgare L.)和羽衣甘蓝(Brassica oleracea var. acephala)等绿叶制成,含有维生素、矿物质和膳食纤维。据报道,其主要成分年轻大麦叶能够降低无糖尿病大鼠的餐后血糖水平[4]。此外,羽衣甘蓝也被报道可促进脂肪细胞中的脂联素分泌,提高胰岛素敏感性[5]。绿叶蔬果汁中所含的水溶性膳食纤维具有凝胶效应,可延缓胃排空和食物在肠道中的转运,抑制碳水化合物的吸收[6]。在以往的人体研究中,餐前30分钟摄入蔬菜沙拉、蔬菜汁或番茄汁可显著降低餐后血糖水平[7-9]。然而,关于绿叶蔬果汁摄入对人体餐后血糖水平影响的研究报告较少。本研究通过考察同时随餐和餐前30分钟两种摄入时间模式,探讨了绿叶蔬果汁对餐后血糖水平的影响。志愿者招募于日本长崎大学。参与者为13名18-23岁的健康女性。排除标准为(1)医学检查确诊的1型或2型糖尿病以及糖耐量受损患者;(2)身体质量指数(BMI)>25 kg/m²。本研究遵守《赫尔辛基宣言》的伦理准则。本研究已获得长崎大学伦理委员会的批准(批准日期:2022年3月31日,批准号:501),并已获得所有参与者的知情同意。本研究使用的绿叶蔬果汁为每瓶200 mL(ITO EN株式会社,东京,日本)。其主要成分为不含糖和脂肪的大麦草和羽衣甘蓝。绿叶蔬果汁的营养成分如表1所示。餐食使用的是市售熟制包装米饭“Sato no Gohan”(Sato食品工业株式会社,新潟,日本)。每次试验的餐食组合如下:(1)同时摄入200 mL水和150 g米饭;(2)同时摄入200 mL绿叶蔬果汁和150 g米饭;(3)在摄入150 g米饭前30分钟饮用200 mL水;(4)在摄入150 g米饭前30分钟饮用200 mL绿叶蔬果汁。试验餐中所含营养成分根据包装上的信息计算(表2)。要求参与者在试验前一天晚上9点起至试验开始前,除水外禁止进食和饮水超过10小时。在试验餐(1)和(2)中,每餐在5至10分钟内同时食用完,并在试验餐前后测量七个时间点(摄入后0、15、30、45、60、90和120分钟)的血糖水平。在试验餐(3)和(4)中,在饮用水或绿叶蔬果汁后30分钟(-30分钟)摄入米饭(0分钟),并在八个时间点(-30、0、15、30、45、60、90和120分钟)测量血糖水平。每次试验至少间隔两天进行。要求所有参与者佩戴连续血糖仪(Freestyle Libre;雅培日本,东京,日本)以连续监测组织血糖水平。表1. 本研究中绿叶汁的营养成分信息。
表2. 试验食物量及营养成分
血糖水平变化(Δ葡萄糖)通过从各时间点测得的血糖值中减去摄入试验餐前测得的血糖值来计算。最大血糖值(ΔGmax)设定为Δ葡萄糖的最大变化量,而曲线下增量面积(IAUC)则通过梯形公式根据Δ葡萄糖的变化来计算。统计分析使用SPSS软件(Statistics版本28,日本东京)进行。试验开始时(空腹血糖)的血糖水平、ΔGmax、IAUC和Δ葡萄糖这四个指标在四组之间采用单因素方差分析,并使用Turkey-Kramer检验进行比较。此外,对于具有相同研究设计的两组(即(1)与(2),(3)与(4))的Δ葡萄糖,采用配对t检验进行比较。在两组间的Δ葡萄糖分析中,对所得的p值进行Bonferroni校正,以检验试验的多重性。p < 0.05被认为具有统计学意义。结果以平均值 ± 标准误(SE)的形式提供。十三名健康女性(年龄:20.5 ± 1.5岁,体重:53.6 ± 5.6公斤,BMI:22.2 ± 2.2 kg/m²)参与了本研究并完成全部试验。比较了试验饮食(1)和(2)中同时摄入绿叶汁和米饭对降低餐后血糖水平的影响。如果绿叶汁与米饭同时摄入,与仅摄入水相比,90分钟后的Δ葡萄糖水平显著降低(13.4 ± 4.2 vs. 31.1 ± 5.4,p = 0.030)(表3,图1)。空腹血糖(FPG)、ΔGmax和IAUC无差异(表4)。比较了试验饮食(3)和(4)中绿叶汁在摄入米饭前或同时摄入对降低餐后血糖水平的影响。与米饭摄入前30分钟饮水组(4)相比,绿叶汁组(3)在120分钟后的Δ葡萄糖显著降低(6.1 ± 2.7 vs. 22.9 ± 4.0,p = 0.028)(表5,图2)。FPG、ΔGmax和IAUC无差异(表6)。对于绿叶汁与米饭同时摄入(2)和米饭摄入前30分钟摄入(4)的餐后Δ葡萄糖、ΔGmax或IAUC,没有显著差异。表3. 同时摄入后的Δ葡萄糖水平变化
图1. 绿叶汁或水与米饭同时摄入后的Δ葡萄糖值。GLJ:绿叶汁,*:p < 0.05
表4. 同时摄入后的FPG(空腹血糖)、∆BGmax(最大血糖变化量)、IAUC(曲线下增量面积)。
表5. 米饭摄入前饮用后的Δ葡萄糖水平变化
图2. 绿叶汁或水与米饭摄入前30分钟摄入后的Δ葡萄糖值。*:p < 0.05,GLJ:绿叶汁。
表6. 米饭摄入前饮用后的FPG(空腹血糖)、∆Gmax(最大血糖变化量)、IAUC(曲线下增量面积)。
餐后高血糖是心血管疾病的风险因素[1],欧洲和亚洲男性和女性的前瞻性队列研究报告指出,与空腹血糖相比,葡萄糖负荷后120分钟的血糖水平更能预示心血管疾病和死亡率[10]。在正常葡萄糖耐量的患者中,餐后120分钟的血糖水平通常低于140 mg/dL[11],2007年国际糖尿病联盟(IDF)指南也将餐后120分钟血糖水平达到或超过140 mg/dL定义为餐后高血糖。日本糖尿病诊断标准中,75克葡萄糖耐量试验的120分钟血糖值定义为<140 mg/dL。目前,日本约有1000万葡萄糖耐量受损患者,α-葡萄糖苷酶抑制剂阿卡波糖已被纳入医疗保险,用于治疗葡萄糖耐量受损患者。阿卡波糖可降低2型糖尿病的发病率[12];然而,其在降低心血管疾病风险方面的效果并不一致[12,13]。在日本,对于葡萄糖耐量受损患者,优先进行生活方式调整,其中只有少数人服用阿卡波糖。因此,除了注重适当能量摄入和营养平衡的饮食外,一些葡萄糖耐量受损患者还采取在摄入碳水化合物(米饭、面包和意大利面)前摄入含有蛋白质(肉类和鱼类)或蔬菜的食物[7]等方法来抑制餐后高血糖,并食用据称能抑制餐后高血糖的功能性食品,如洋姜[14]、茶儿茶素[15]和桑葚叶[16]。尽管关于健康受试者的餐后血糖报告并不多,但有9.7%的健康女性(平均年龄50岁)在一天中超过6小时出现140 mg/dL的高血糖[17],这表明有一定数量的人存在心血管疾病风险却不自知。在日本市售的绿叶汁含有各种蔬菜营养素,如膳食纤维、维生素和矿物质,是一种补充蔬菜营养的健康食品。此外,在绿叶汁的原料和成分中,已有报道称膳食纤维[6]、羽衣甘蓝[5,18]和大麦草[4]具有抑制餐后血糖水平的作用。然而,关于人类摄入绿叶汁对餐后血糖水平影响的研究报告很少。在本研究中,如果与米饭同时摄入绿叶汁,则餐后90分钟的血糖显著降低;如果在米饭摄入前30分钟摄入绿叶汁,则餐后120分钟的血糖显著降低。相反,由于绿叶汁摄入时间的不同(米饭前或同时),餐后血糖、ΔGmax和IAUC没有差异。绿叶汁降低餐后血糖水平可能涉及多个因素。水溶性膳食纤维抑制血糖水平的机制是降低胃排空速率[19,20],当同时摄入≥5克难消化糊精时可观察到这一现象[21]。已有报道称,摄入7.5克水溶性膳食纤维可抑制糖尿病患者的餐后血糖水平,但在健康受试者中未观察到这一现象[19]。在本研究中,绿叶汁所含的膳食纤维量为0.4–1.4克,且受试者均为健康人,因此膳食纤维不太可能参与餐后血糖升高。如引言所述,在使用绿叶(苋菜、酸模或荞麦)汁的动物实验中,发现其可抑制肠道中的α-葡萄糖苷酶活性或胰腺中的α-淀粉酶活性,且餐后30–120分钟的诱导血糖普遍较低,IAUC也显著降低[3]。健康受试者餐后血糖水平的降低效果可能受到大麦草和羽衣甘蓝中所含抗氧化剂延缓碳水化合物分解以及羽衣甘蓝提高胰岛素敏感性的影响。此外,无论是在米饭前还是同时摄入,效果没有差异,且绿叶汁摄入后作用时间相对较长。关于餐前30分钟摄入蔬菜汁抑制餐后血糖水平的效果,已有报道称蔬菜汁中的糖分可促进早期胰岛素分泌[22],但绿叶汁几乎不含碳水化合物或脂肪,因此不存在由胰岛素分泌介导的机制。绿叶汁可能是降低健康人群餐后血糖最方便且最具成本效益的方法之一。本研究存在一些必须考虑的局限性。首先,我们使用连续血糖仪测量组织血糖水平,而非通过静脉采血进行实验室分析,并且未测量胰岛素分泌。其次,女性的血糖水平会随着性周期而波动;然而,在研究期间并未对参与者的性周期进行调整。第三,样本量较小,无法进行充分的统计分析。我们阐明了同时食用绿叶汁和米饭以及在饭前30分钟食用绿叶汁时血糖水平的波动情况。如果摄入了绿叶汁,餐后90分钟或120分钟时的血糖水平会受到抑制,且摄入时间的不同并未造成显著差异。研究表明,饮用绿叶汁可能有助于健康年轻人抑制餐后血糖水平。抑制餐后血糖水平可能有助于降低罹患血管疾病的风险。