菊粉和金玉兰对2型糖尿病患者血糖控制和血脂的影响
刘鹏举   马方   李明   卢洁 陈晓强
【摘要】  目的   研究菊粉和金玉兰对2型糖尿病患者血糖控制和血脂代谢的效果。方法  75例2型糖尿病患者按照性别和体重指数匹配的方法分为菊粉组(n=25)、金玉兰组(n=25)和对照组(n=25)，三组患者均给予普通糖尿病膳食，在此基础上菊粉组每天给予菊粉15克，金玉兰组每天给予金玉兰120克。分别于基线期、4周和8周时观察三组患者的空腹血糖(FBG)、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、糖化血红蛋白(HbA1c)、血脂、转氨酶和肌酐等指标的变化并进行比较。结果  菊粉组、金玉兰组及对照组完成研究的人数分别是23人、22人和23人。4周时，菊粉组的FBG、HbA1c、HOMA-IR、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL)同对照组相比有降低的趋势；8周时，菊粉组患者的FBG、HbA1c、HOMA-IR、TC、LDL同对照组相比显著降低(P<0.05)，其余观察指标无显著变化(P>0.05)。4周和8周时，金玉兰组的各项指标变化同对照组相比无显著变化(P>0.05)。结论  菊粉有益于2型糖尿病患者的血糖控制和血脂代谢，并且对肝、肾功能无影响。
【关键词】菊粉；金玉兰；2型糖尿病；糖化血红蛋白；血脂
The effects of inulin and Chicory on glucose control and lipid profiles in patients with type 2 diabetes
【Abstract】  Objective  To investigate the effects of inulin and Chicory on glucose control and lipid profiles in patients with type 2 diabetes. Methods  Seventy-five patients with type 2 diabetes were distributed to inulin group(n=25), Chicory group(n=25), and control group(n=25) with matching their gender and body mass index. The three groups were all given diabetes diets, in addition, the inulin group and Chicory group were added to 15g inulin and 120g Chicory, respectively. All the patients’ fasting blood glucose(FBG), glycated hemoglobin(HbA1c), homeostasis model of assessment for insulin resistence index(HOMA-IR), lipid profiles, aminotransferase, and creatinine were observed at baseline, 4 weeks and 8 weeks, and the change
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中国医学科学院北京协和医院  营养科（马方，刘鹏举）；内分泌实验室（李明）；检验科（卢洁）
通信作者：马方，北京协和医院营养科，主任医师，电话：652955551，Email：mafang219@126.com
of all parameters were compared. Results  the number of patients finished this study of three groups were 23(inulin group), 22(Chicory group), and 23(control group), respectively. Compared to control group, the levels of FBG、HbA1c、HOMA-IR、TC(total cholesterol) and LDL had a decrease trend in inulin group at 4 weeks, and had significant decrease at 8 weeks(P<0.05), meanwhile, other parameters showed no significant change(P>0.05). All the parameters showed no significant change in Chicory group at 4 weeks and 8 weeks compared with control group(P>0.05). Conclusion  Inulin was good for blood glucose control and lipid profiles in type 2 diabetes, and showed no influence on liver and renal functions.
【Key words】Inulin；Chicory； Diabetes mellitus，type 2；Glycated hemoglobin；Lipid profiles
菊粉是自然界中天然存在的果聚糖（Fructans），是植物体内一种主要的碳水化合物储备形式。菊苣根是目前工业化生产菊粉的主要原料来源。天然菊苣菊粉经酸或酶水解处理可得到低聚果糖。菊粉型果聚糖（菊粉和低聚果糖）作为水溶性膳食纤维和益生元物质已被广泛应用于食品工业。金玉兰学名称为芽球菊苣，是由菊苣根经软化栽培在根顶部长出的一种功能性蔬菜，富含膳食纤维（以低聚果糖为主）和矿物质。膳食纤维在人体上消化道不会被消化降解，因而不为小肠吸收并完整地进入结肠，在结肠微生物的作用下生成短链脂肪酸(short-chain fatty acids，SCFAs) 进而影响循环中游离脂肪酸的浓度和具有调节血糖作用的胃肠激素的浓度，从而改善血糖水平^[1]。此外，国外的一些研究还显示菊粉和金玉兰能促进肠道益生菌的生长，从而改善肠道功能。目前，国外的一些动物实验显示出来自于菊苣根和金玉兰的菊粉型果聚糖具有改善血糖控制和血脂代谢的作用^[2,3]，近来的一项研究^[4]显示出健康人群对菊粉和金玉兰具有良好的耐受性，但其能否改善人体的血糖控制和血脂的代谢尚需进一步探讨。因此，本研究目的在于观察菊粉和金玉兰对2型糖尿病患者血糖控制和血脂代谢的影响。
对象与方法

1. 对象

采取广告招募的形式召集2型糖尿病患者，所有患者均采取口服降糖药治疗，未接受任何抗肿瘤治疗及激素治疗。研究对象纳入标准：(1)符合糖尿病1999年WHO标准；(2)年龄≥18岁；(3)理解此次研究目的并完成知情同意。排除标准：(1)合并其它内分泌疾病如甲亢、库欣综合征等；(2)严重肝、肾功能异常者；(3)使用胰岛素治疗者；(4)严重心、肺、脑疾患者；(5) 不能正常进食者；(6)未完成膳食记录或记录的膳食日记不符合糖尿病膳食原则者；(7)未按照研究要求食用菊粉和金玉兰者。

2. 研究方案

患者完成知情同意后按照性别和体重指数匹配的方法分成菊粉组、金玉兰组和对照组。三组在研究前进行1次集体糖尿病相关知识宣教和糖尿病如何饮食的教育，并给每位患者发放糖尿病营养知识手册和膳食记录表，在研究期间三组均记录膳食日记，每周记录三天(其中一天为周末)，菊粉组采取普通糖尿病膳食+菊粉15克/天、金玉兰组采取普通糖尿病膳食+金玉兰120克/天、对照组单纯采取普通糖尿病膳食等的干预方法，分别观察基线期、4周和8周时三组患者空腹血糖、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、糖化血红蛋白、血脂、转氨酶和肌酐等指标的变化。每周研究人员进行电话随访1次，相关问题可及时得到沟通和解决。该研究已被中国医学科学院北京协和医院伦理委员会同意并批准。
研究使用的菊粉（Vilof®NanoCPF）和金玉兰由丰宁平安高科实业有限公司生产提供。据提供方产品资料显示，Vilof®NanoCPF是以欧洲菊苣（根）为原料，采用热水提取工艺，并经过纳滤膜分离纯化技术纯物理分级分离获得的纳米菊粉型果聚糖，果聚糖含量>86%，其中的低聚果糖（DP 2-9）、中链菊粉（DP 10-23）和多聚果糖（DP ≥ 23）含量分别为55-70%、10-15%和10-15%，其余各项指标符合卫生部2009年新资源食品公告；

3. 观察指标

3.1 血液指标测定：所有受检者空腹8 h以上，取前臂静脉血，采用全自动生化仪(Olympus AU5400，日本)检测血清总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、空腹血糖(FBG)；糖化血红蛋白(HbA1c)测定采用高压液相色谱法，空腹血胰岛素(Insulin)测定采用放射免疫测定法，胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)计算采用HOMA-IR=空腹血糖(mmol/L)×空腹血胰岛素(mU/L)/22.5。
3.2人体测量学指标：身高与体质量：研究对象禁食8 h以上，排空大小便，着轻薄衣裤测定。应用标准身高测定尺由专人测定身高，采用经标定的RGZ120型体重计（感量0.1 kg，量度120 kg）由专人测定体质量，计算体质指数=体质（kg）/身高(m)²。

4. 统计学方法

   采用SPSS11.5软件，计量资料采用均值±标准差描述，采用非参数分析进行假设检验，组间定量资料的比较采用独立样本t检验，不符合正态分布的采用秩和检验；分类资料采用卡方检验。P<0.05为差异具有统计学意义。
结果

1. 研究对象基线期情况

三组患者年龄平均为63.0±8.0岁(40~78岁)，基线期的各项观察指标(包括FBG、HbA1c、HOMA-IR、TC、TG、HDL、LDL、Cr、ALT、AST)等三组之间无统计学差异，三组性别比无统计学差异，详见表1。
表1  基线期三组各项观察指标情况

菊粉组         金玉兰组        对照组  观察指标              (n=25)          (n=25)          (n=25)

   年龄(y)              61.6±8.3         67.2±6.0        65.3±8.5
   性别(男/女)           17/8*           15/10**         19/6***
   FBG(mmol/L)        6.82±1.38        6.98±1.61       7.45±1.36
   HbA1c(%)           6.73±0.94        7.03±1.04       6.96±0.77
   HOMA-IR           10.9±6.8         8.1±4.9         9.1±4.8
   TC(mmol/L)         4.69±0.96        4.63±1.20       4.76±0.87
   TG(mmol/L)         1.84±1.46        1.75±1.17       2.20±1.94
   HDL(mmol/L)       1.27±0.33       1.36±0.48        1.31±0.51
   LDL(mmol/L)        2.67±0.76       2.87±0.97        2.86±0.80
   Cr(μmol/L)          71.4±13.0       72.8±15.7        78.8±16.4
   ALT(IU/L)           31.7±16.1       27.9±15.5        31.5±14.9
   AST(IU/L)           26.3±22.5       22.7±9.7         22.5±5.6

注：*与**相比，X2=0.347，P=0.556；*同***相比，X2=0.397，P=0.529；**同***相比，X2=1.471，P=0.325；其余各组观察指标相比，无统计学差异。

 

2. 4周时三组各项观察指标的变化值比较

4周时，菊粉组(1人未规律服用菊粉、另1人自动退出)、金玉兰组(1人未按要求记录饮食日记、另外2人更换降糖药物)及对照组(1人自动退出、另1人服用了保健品)完成研究的人数分别是23人、22人和23人。菊粉组患者的FBG、HbA1c、HOMA-IR、TC、LDL同对照组相比有降低的趋势，但P>0.05，其余指标无显著变化；金玉兰组的各项指标变化同对照组相比无显著变化，P>0.05，(详见表2)。

3. 8周时三组各项观察指标的变化值比较

8周时，各组受试者数量无变化。菊粉组患者的FBG、HbA1c、HOMA-IR、TC、LDL同对照组相比显著降低，P<0.05，其余指标无显著变化；金玉兰组的各项指标变化同对照组相比无显著变化，P>0.05，(详见表3)。
 
表2  4周后三组各项观察指标变化情况比较

D菊粉组  D金玉兰组  D对照组     P1      P2 观察指标       (n=23)    (n=22)     (n=23)

FBG(mmol/L)    -0.11±1.11    0.15±1.48   0.59±1.28     0.053     0.285
   HbA1c(%)       -0.17±0.93    -0.05±1.04   0.32±0.82    0.068     0.122
   HOMA-IR       -1.42±10.3    -0.37±4.9    3.37±5.3     0.054     0.095
   TC(mmol/L)     -0.06±0.73    0.48±1.47    0.43±0.91    0.051     0.873
   TG(mmol/L)      0.44±1.66    0.26±1.58    0.48±2.60    0.957    0.740
   HDL(mmol/L)    0.04±0.42     -0.04±0.50   -0.08±0.65   0.459     0.857
   LDL(mmol/L)    -0.08±0.81    0.21±1.28    0.37±0.76    0.058     0.598
   Cr(μmol/L)      2.02±12.68     2.12±11.69   2.63±18.47   0.897    0.694
   ALT(IU/L)       0.17±19.25    1.56±12.45   2.61±10.80   0.600     0.792
   AST(IU/L)       -2.0±16.1     0.24±8.5     -0.7±7.2      0.715    0.166

注：D表示为各组观察指标变化值；P1：为D菊粉组vs. D对照组的P值；P2：为D金玉兰组vs.对照组的P值

讨论
本研究中，菊粉组和金玉兰组的受试者对菊粉和金玉兰耐受性较好，未出现明显的不良反应，并且对转氨酶和血肌酐的变化无影响(P>0.05)，显示菊粉和金玉兰良好的安全性，与国外的报道相一致^[4]。
胰岛素抵抗是2型糖尿病发病机制中的一个重要因素，低胰岛素敏感性是代谢综合征（包括中心性肥胖、血脂异常、高血糖、高血压以及动脉粥样硬化的基础^[5]，脂肪酸的代谢是决定组织胰岛素敏感性的一个主要因素，脂肪的异常堆积以及脂肪溶解作用的异常会增加脂肪酸由脂肪组织向非脂肪组织如骨骼肌的流动，这在胰岛素抵抗的发生和发展中起了非常重要的作用^[6]。流行病学资料显示胰岛素的抵抗可能与膳食纤维摄入量减少和高热量的饮食模式相关，而国外有研究^[7]证实膳食纤维摄入量的增加能改善胰岛素的敏感性。膳食纤维是指来源于植物的不被小肠中消化酶水解而直接进入大肠的多糖（非淀粉多糖）和极少量木质素的总和，在大肠可以被分解或部分分解为短链脂肪酸(SCFAs) 进而影响循环中游离脂肪酸的浓度和具有调节血糖作用的胃肠激素的浓度，从而改善血糖水平^[1]。
表3  8周后三组各项观察指标变化情况比较

D菊粉组  D金玉兰组  D对照组       P1      P2    观察指标       (n=23)    (n=22)     (n=23)

FBG(mmol/L)    -0.94±1.35    -0.21±1.76   -0.09±1.33     0.039     0.791
   HbA1c(%)       -0.52±0.62    -0.11±1.21    0.16±1.07     0.014     0.122
   HOMA-IR       -2.76±7.39     -0.37±4.9    2.05±4.66     0.012     0.095
   TC(mmol/L)      -0.48±0.93     0.19±1.49   0.34±1.03     0.007     0.688
   TG(mmol/L)      -0.06±1.04     0.05±1.24   0.71±2.40     0.172     0.259
   HDL(mmol/L)    0.06±0.64     -0.08±0.63   -0.11±0.54     0.330     0.842
   LDL(mmol/L)    -0.37±1.08      0.20±1.24   0.33±0.92     0.024     0.692
   Cr(μmol/L)      2.35±11.60      2.03±10.38   2.46±12.42   0.908     0.607
   ALT(IU/L)      0.26±13.37      1.48±12.45   2.34±11.68    0.426    0.803
   AST(IU/L)      1.92±13.23       1.02±8.3    0.94±7.36    0.518     0.927

注：D表示为各组观察指标变化值；P1：为D菊粉组vs. D对照组的P值；P2：为D金玉兰组vs.对照组的P值。

2型糖尿病患者多数存在血脂代谢异常，其中血液中总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的增高是心血管疾病及动脉粥样硬化重要危险因素，而包括饮食治疗在内的生活方式的改变是预防和治疗高胆固醇血症的一线治疗方法。本研究中，菊粉组的受试者在4周时空腹血糖、糖化血红蛋白、胰岛素抵抗指数同对照组相比显示出降低的趋势，而到8周后得到了显著的改善(P<0.05)，可能与菊粉中膳食纤维改善胰岛素敏感性的作用相关。此外，在菊粉组还显示每天15g菊粉的补充还能显著降低2型糖尿病患者的总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇。在金玉兰组并未显示金玉兰的补充能改善血糖控制和血脂代谢，分析原因可能由于补充的剂量较小、观察时间较短及观察样本数量较少相关，还需大量的人群研究进一步验证。综上所述，对于2型糖尿病患者补充适当剂量的菊粉等膳食纤维成分，可能使患者获益。以上关于菊粉组临床验证方面的讨论，主要是基于Vilof®NanoCPF菊粉型果聚糖在本次研究所获得的临床数据而进行的。
此外，国外一些研究还显示菊粉和金玉兰能促进肠道益生菌的生长，改善肠道功能，虽然在本研究内未涉及相关的内容和指标，但有着非常大的研究空间，还有待我们进一步探索与研究。
参考文献
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