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L-阿拉伯糖在改善骨骼肌与糖尿病方面的应用

发布时间：2010/12/28 阅读次数：3362 字体大小: 【小】【中】【大】

【摘要】　L-阿拉伯糖作为一种新型稀有功能糖,在糖尿病领域越来越受到人们的关注。探讨L-阿拉伯糖对骨骼肌和糖尿病的改善作用,以期为糖尿病人摆脱糖尿病及降糖药的困扰,提供一种能预防和辅助治疗糖尿病的功能性食品。
【关键词】　L-阿拉伯糖　骨骼肌　糖尿病　胰岛素抵抗

糖尿病是由于体内胰岛素不足而引起的以糖、脂肪、蛋白质代谢紊乱为特征的常见慢性病。据统计,世界上糖尿病的患病率为3% ~5%。近年来,我国糖尿病患者也迅速增加,预计2010年将达到6 300万,稳居世界首位。研究表明,糖尿病会引发视网膜病变、心脏病、脑卒中、肾病、神经病变、消化道疾病等80多种并发症,从而给人们的日常生活带来了许多健康隐患[1]。近年来,L-阿拉伯糖作为一种预防和辅助治疗糖尿病的健康食品越来越受到人们的关注,它主要是通过抑制因摄入蔗糖(在小肠蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖而被吸收)而导致的血糖升高来达到预防和辅助治疗糖尿病的[2, 3],但目前对于L-阿拉伯糖是否通过改善骨骼肌来辅助治疗糖尿病的研究却较少。本文旨在探明L-阿拉伯糖改善骨骼肌与糖尿病的途径,以期为L-阿拉伯糖提高糖尿病人群的健康生活水平、掀起“糖革命”奠定基础。
1　胰岛素抵抗与2型糖尿病的关系
糖尿病已经成为危害人类健康的大敌。当前,仅我国就有近4 000万糖尿病患者,其中90%以上的是2型糖尿病患者。胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能受损是2型糖尿病发病的两个最重要的病理生理学因素[4, 5],主要与遗传和环境因素有关,尤其环境因素(高脂高能量饮食所致的超重及肥胖)导致了胰岛素抵抗、高胰岛素血症、骨骼肌和其他组织对葡萄糖的利用降低,但只要胰腺能维持足够高的胰岛素分泌量来克服胰岛素抵抗,那么,糖耐量将保持正常或只有轻度受损。随着胰腺β细胞分泌功能障碍,糖耐量恶化,发展为糖耐量异常,最终发展为糖尿病。
2　骨骼肌结构及功能的改变对胰岛素抵抗的影响
2. 1　骨骼肌的结构对胰岛素敏感性的影响　骨骼肌是体内最多的组织,约占体质量的40%。根据肌纤维内ATP酶的活性,可将骨骼肌分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅱ型又进一步分为3个亚型,即Ⅱa型、Ⅱb型和Ⅱc型。Ⅰ型、Ⅱa型纤维属糖氧化型肌,具有高氧化、低酵解的代谢特点,含有丰富的毛细血管,对胰岛素敏感。Ⅱb型纤属糖酵解型肌,具有高酵解、低氧化的代谢特点,相对缺乏毛细血管,胰岛素敏感性较差。Ⅱc型为末分化型肌,胎儿20周以前均为此型,以后逐渐消失[6]。在肌组织中,不论是基础状态还是胰岛素刺激状态,Ⅰ型肌纤维摄取葡萄糖均明显大于Ⅱ型肌纤维,提示Ⅰ型肌纤维对骨骼肌摄取葡萄糖发挥重要作用。在糖尿病状态下常见到氧化型肌向糖分解型肌转化的情况,加上Ⅰ型肌纤维血流丰富,对胰岛素敏感,一旦血管病变对Ⅰ型肌造成损害,肌组织的糖代谢将受到严重影响。通过高胰岛素-正常血糖钳夹试验测定的葡萄糖清除率与Ⅰ型纤维和毛细血管密度呈正相关,与Ⅱ型纤维呈负相关,糖尿病患者Ⅰ型纤维比例下降,由此可见骨骼肌纤维类型的改变可能在外周胰岛素抵抗中起一定作用。正常情况下葡萄糖转运体4在Ⅰ型纤维的含量高于Ⅱ型纤维,糖尿病状态Ⅰ型纤维葡萄糖转运体4含量下降,结合Ⅰ型纤维比例下降,引起骨骼肌胰岛素抵抗[7, 8]。
2. 2　骨骼肌的功能障碍对胰岛素抵抗影响　骨骼肌是胰岛素作用下葡萄糖摄取、利用的主要部位,在餐后状态,约85%以上的葡萄糖处理是由骨骼肌来承担,因此它在体内糖代谢平衡中发挥重要作用。骨骼肌对胰岛素刺激的葡萄糖转运下降是导致全身胰岛素抵抗的主要原因[9]。骨骼肌中的胰岛素抵抗归结起来就是胰岛素信号转导缺陷在骨骼肌组织中的表现。胰岛素信号转导通路任一位点的异常都可成为骨骼肌转运葡萄糖能力下降的原因,从而引起胰岛素抵抗。胰岛素信号链蛋白异常、葡萄糖载体蛋白4异常、线粒体氧化磷酸化
障碍、细胞内葡萄糖磷酸化障碍及脂质代谢异常等都与胰岛素抵抗的发生有关。多数糖尿病患者骨骼肌存在胰岛素介导的葡萄糖利用缺陷,已证实胰岛信号链上具有多种缺陷,但胰岛素作用在肌肉组织的主要生化缺陷还不十清楚,而胰岛素激活糖原合成酶活性受损已比较肯定[10],同时,胰岛素增加萄糖摄取(通过葡萄糖载体蛋白4的转位)、刺激葡萄糖磷酸化以及己糖激酶Ⅱ的表达均下降,这可能是继发于慢性高血糖(葡萄糖毒性)的作用[8]。在胰岛素抵抗的个体中骨骼肌具有多种形态学的变,除三类肌纤维的比率变化外,还包括毛细血管致密度下降以及比“红纤维胰岛素”敏感性更差的“白色”肌纤维所占比率的增加。
3　L-阿拉伯糖对骨骼肌结构及功能的影响
L-阿拉伯糖作为一种新型稀有功能糖,其最大的作用就是能够抑制蔗糖等双糖在小肠中的分解吸收,从而有效控制糖尿病人群血糖的升高[3]。近年发现, L-阿拉伯糖在改善骨骼肌的组成及缓解糖尿病及其并发症方面也有一定的作用。Sekime等[11]对年龄在8~24周的受到遗传性糖尿病困扰的OLETF大鼠的饮食中,添加了1. 5%的L-阿拉伯糖和20%的蔗糖。实验发现,大鼠在服用了L-阿拉伯糖后其Ⅰ型肌肉纤维总量得到了增加而Ⅱ型肌肉纤维总量大大减少,同时肌肉内三酰甘油酯的含量和脂肪细胞大小都由于服用了L-阿拉伯糖而减少。服用了L-阿拉伯糖后大鼠的糖尿病症状明显得到了好转。2005年日本的一项研究证明了L-阿拉伯糖对能量消耗和肌纤维成分的影响,通过对肥胖大鼠分别喂饲含20%的蔗糖膳食(C组)和添加1. 5%L-阿拉伯糖的20%的蔗糖膳食(A组)21周。C组大鼠的腹部脂肪组织重量和细胞大小显著增长,而A组大鼠的脂肪重量和细胞大小明显受到抑制。L-阿拉伯糖明显抑制给予葡萄糖2 h后的血糖上升。用呼吸商来评估时,A组大鼠脂肪消耗的能量百分比上升了12. 8%。腹直肌的Ⅰ型纤维数量明显增加。像其他骨骼肌一样,腹直肌也是由I型和Ⅱ型肌纤维组成。这些结果提示L-阿拉伯糖有改变骨骼肌纤维成分的功效,通过支配糖酵解到糖氧化来影响腹部脂肪组织的增长[2]。这种肌纤维比率的改变可能有改善2型糖尿病的作用。
4　展望
骨骼肌结构及功能的改变会对胰岛素介导的葡萄糖的吸收产生重要影响,正常骨骼肌的病变将导致胰岛素抵抗,长期发展下去,糖尿病的发病几率会慢慢变大。然而,糖尿病的发生使胰岛素抵抗更加恶化,骨骼肌的病变加重,逐渐出现肌肉萎缩、疲乏无力等症状。因此,糖尿病与骨骼肌病变是相互促进的,必须采取有效的措施才能改善这一现状。L-阿拉伯糖一方面能抑制因蔗糖等双糖的消化吸收引起的血糖的升高,另一方面能改善骨骼肌的纤维结构,增强对胰岛素的敏感性,改善胰岛素抵抗状态,从而使糖尿病人群自身的胰岛素功能得以发挥,将血液中的葡萄糖转移进骨骼肌,并最终降低了血糖水平,对糖尿病人的血糖水平及其并发症起到逐步改善作用。因此L-阿拉伯糖在糖尿病预防和辅助治疗方面将会发挥越来越重要的作用,并有可能取代目前常用的降糖药如二甲双胍、消渴丸等,成为糖尿病人群必备的健康食品,让糖尿病人再次享受“健康甜蜜”的生活。

来源：功能食品配料网

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