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2022

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长期高碳水高糖饮食的伤害


长期高碳水高糖饮食的伤害

——论胰岛素抵抗症候群

 

维多健康

根据“维多健康系列”之《你的血糖知多少》一文,人们每天摄入的葡萄糖远超过血糖的正常值(3.9~6.1mmol/L),绝大部分人每天摄入的葡萄糖也远超过人体每天的最大处理量(180克)。那么,人们每天摄入的葡萄糖都去哪了?葡萄糖在体内以什么形式存在?长期高碳水化合物和高糖饮食身体会怎样?

葡萄糖在体内的存在形式

人们摄入的碳水化合物(Carbohydrate)和含糖食品(Sugar Food)在体内最终都转化为葡萄糖(Glucose,用inSugar代表摄入的葡萄糖。葡萄糖在体内以三种形式存在:

1即时糖(Immediate Sugar/iSugar

即时糖存在于血液中,故也称为血糖,由胰岛素(Insulin)从血液中取出供人体在饥饿、运动消耗时作为能量(Energy)或燃料(Fuel)使用。

只要有即时糖,人体优先使用即时糖。

2)肝糖原(Glycogen

肝糖原是由胰岛素从血液中取出,由肝脏所分泌的称为类胰岛素生长因子(Insulin-like Growth Factor, IGF)的荷尔蒙在矿物质钾(Potassium)的参与下,储存在肝脏和肌肉组织中的糖。肝糖原不是单体糖,是单体糖像链条一样捆绑在一起的一群糖。矿物质钾的作用就像胶水一样将单体糖捆绑在一起。如果身体缺钾,这一工作就无法完成。

人体在即时糖消耗导致血糖低于标准血糖值后开始使用肝糖原。使用时是由IGF将肝糖原从肝脏和肌肉中取出放进血液变成即时糖使用。

肝糖原也叫储存糖(Stored Sugar)或备用糖(Spared Sugar)。

在人体处于胰岛素抵抗(Insulin Resistance)的条件下,肝糖原无法完成储存。因为肝细胞中的胰岛素受体(Receptor)对胰岛素形成了抵抗,不接受胰岛素送过来的糖,所以无法完成肝糖原的合成及储存。

人体缺钾以及处于胰岛素抵抗条件下无法实现肝糖原的合成及储存,所以,钾缺乏症和胰岛素抵抗人群容易产生饥饿感(More Hungry),对碳水化合物和糖产生渴望(Craving for Sugar)和依赖。这种现象称为糖中毒症(Glucotoxicity)。

3脂肪(Fat

脂肪分为两种,皮下脂肪(Subcutaneous Fat)和内脏脂肪(Visceral Fat)。

当人体处于非胰岛素抵抗,即正常状态下,当摄入的糖超出即时糖和肝糖原的部分,由肝脏IGF转化成脂肪,分布于腹部及全身形成皮下脂肪,再分布于全身器官周围形成内脏脂肪。先形成皮下脂肪,再形成内脏脂肪。

当人体处于胰岛素抵抗状态下,由于肝细胞对胰岛素产生抵抗,细胞无法合成肝糖原,葡萄糖直接转化成脂肪,并逐步从肝脏外溢(Spilt Out)至其它内脏以及皮下,形成内脏脂肪和皮下脂肪。

人体只有在即时糖和肝糖原低于某一阈值(Threshold)时才利用脂肪,即燃烧脂肪(Fat Burning)。

很显然摄入的糖越多,同时又不能及时消耗,体内脂肪存储量就越多。脂肪储存在腹部就表现为大腹翩翩的脂肪肚(Fatty Belly)。如果储存在身体器官周围,就会影响器官的正常工作,比如脂肪肝。肝脏是解毒器(detoxifier),肝脏中不储存毒素,但毒素可以溶解于肝脏周围的脂肪中,严重影响肝功能,导致胆汁不足以及胆结石等问题。

消除脂肪时,先消除器官周围的内脏脂肪,然后消除腹部等皮下脂肪。

人体的两套能量系统

根据以上描述,人体存在两套能量系统,葡萄糖能量系统和脂肪能量系统。其实人体还存在第三套能量系统,即细胞自噬系统。关于细胞自噬,将在“维多健康系列”之《断食的神奇功效及其不可替代性》一文中详细阐述,这里不再展开。

两种能量供给相比,人体优先使用葡萄糖,这一方面可能因为葡萄糖利用速度快,是利用脂肪速度的6倍。其次可能是因为太多的糖对人体有害,人体要首先把糖处理掉。这很可能是人体的一种保护功能。还有一种情况,人体习惯于利用葡萄糖,相应地,体内产生了利于燃烧分解葡萄糖的生态系统/酵素系统。

人体只有在不摄入糖,即inSugar=0以及肝糖原(Glycogen)存量降到某个阈值(Threshold)时,才启用脂肪,即燃烧脂肪(Fat Burning)。这个阈值是多少呢?

这不禁让人联想到增程式电动车的驱动原理,以问界M5为例,M5有两套能源系统,直接电驱和燃油发电驱动。其优先使用电池驱动,当电池的电量下降到总电量的20%时开始启用燃油发电驱动。这里的20%就是问界M5油电转换的阈值。

人体肝糖原的储存量是有限的。一般在300g~500g,取平均值400g。研究表明,在肝糖原下降到储存量的30%时,人体启动脂肪燃烧。这里的30%就是相对于肝糖原的脂肪燃烧的阈值。当人体的肝糖原消耗下降到400g*30%=120g时,人体会开始启动脂肪燃烧。

实际上,在连续断食10小时以上时,人体的肌肉细胞开始利用50%的肝糖原,同时利用50%的脂肪作为能量供给。如果继续断食达到14小时以上时,人体完全启用脂肪燃烧作为能量供给。

从时间上看,消耗肝糖原2/3所需要的时间=24小时*2/3=16小时,所以“连续断食14小时以上”中的“以上”应该就是16小时。

生酮的好处

燃烧脂肪就是人体的生酮(Ketogenesis)反应。生酮是人体通过燃烧分解脂肪产生酮体(Ketones)作为能量供给的过程。脂肪的主要成分是甘油三脂,也叫三酸甘油酯(Triglycerides),其生酮过程如下:

检测体内的酮体含量以β-羟基丁酸计。

不重视生酮饮食(Ketogenic diet)的人,体内的酮体含量很低,一般0.3mmol/L。低碳水/糖、中等脂肪饮食的人一般在0.3~1mmol/L。低碳水/糖、高脂肪饮食的人一般在1~3mmol/L。断糖且高脂肪饮食的人体内酮体含量可达3mmol/L以上,如果同时进行间歇断食体内酮体在3~8mmol/L。

酮体作为能量优于以葡萄糖作为能量。

1)产生较少的体内垃圾 太多的葡萄糖会产生糖化蛋白,即“最终糖化蛋白(Advanced Glycation End Products”,简称AGEsAGEs不可逆,会对身体产生很多危害,影响血管、肾脏、眼睛、皮肤等健康。生酮则比较干净,不会产生此类垃圾;(2)耗氧量小 燃烧葡萄糖的耗氧量是燃烧酮体的近1.5倍。我们有理由推测,长跑运动员的“极限点”就是人体能量供给从燃烧葡萄糖到燃烧酮体的“切换点”。过了极限点,跑步会轻松,因为耗氧少了;(3)完美减重 肝糖原的储存量是有限的(300~500g),太多的糖都会转化成脂肪,造成肥胖症(Obesity)。生酮过程刚好相反,先燃烧脏器脂肪,然后腹部等皮下脂肪。生酮是除因情感因素身体突然暴瘦意外最完美的减肥方式;(4)抗氧化 生酮的同时体内会产生大量的抗氧化剂(Antioxidants),使身体免受自由基(Free Radicals)伤害;(5)效率高 脂肪燃烧产生的热量远高于葡萄糖。1g糖+3g水=>4卡路里,1g脂肪+3g水=>9卡路里;(6)提高认知力(Cognition Enhancement)和改善情绪(Mood Improvement 生酮使人更聪明、更专注,注意力更集中。传说中佛主在菩提树下断食40天(必然生酮)终于悟出了生死轮回之道。情绪也会全面改善,变得更积极、更乐观、更豁达;(7)根治多种疾病 台湾学者王群光医师,15年前放弃已经从事25年的西医工作,开始专注自然医学的研究。自然医学与营养医学类似,本质都是非药物治疗(Treatment Without Medication )。吴群光医师在台湾拥有一个自然医学诊所,来诊所就医的患者都是在所谓的“正规医院”治不好的病人。吴群光医师在其著作《生酮饮食的疾病断根法》中详实记录了各种治愈病例。不仅包括糖尿病/高血压/高血脂/肥胖症等常见病例,还包括阿尔兹海默症,甚至癌症。

人们不禁会问,人体有些细胞只能由葡萄糖提供能量,脂肪能提供吗?

是的,人体有些细胞,比如红血球中的血红蛋白(Hemoglobin),必须由葡萄糖提供能量。不用担心,脂肪可以提供必要的葡萄糖。如上图:脂肪的生酮过程所示,脂肪的主要成分三酸甘油脂(Triglycerides),通过水解生成脂肪酸和甘油醇,两个甘油醇即可合成一个葡萄糖。

胰岛素抵抗

胰岛素抵抗(Insulin Resistance)是由于长期高碳水高糖饮食带来胰腺分泌胰岛素过多导致身体对胰岛素产生的不耐受性,是人体细胞对过多胰岛素的抵抗,也是人体一种自我保护机制。

当身体有炎症时,人们很自然地想到吃抗生素类药物。偶尔吃一粒就会有效果,时间长了,发现吃一粒没效果,要吃两粒甚至多粒才能有效果。这种现象被称为身体的抗药性。这种抗药性本质上就是人体对药物的抵抗。

胰岛素抵抗状态下,人体要分泌更多的胰岛素以维持人体处于正常血糖值范围。

日常生活中也经常发现这种抵抗。

一个推销员打电话向你推销产品。起初一天给你打1个、2个电话,你很可能会接并客气的回应。如果一天打你10个、20个电话,你会接听回应吗?挂断电话甚至拉黑是你最可能的选择。挂断电话并拉黑就是抵抗。

两个小孩在一起玩,其中一个小孩不停地讲,不停地说,另一个小孩想插话都插不上,最后无奈之下,另一个小孩把自己的耳朵捂住。这种“捂耳朵”就是一种抵抗。

晚上参加一个摇滚音乐会。第二天醒来发现自己的听力减弱了,这是由于你在摇滚乐现场受到了声音的强烈刺激。耳膜自动开启了保护功能,受体关闭。这种保护也是一种抵抗。

人体肝细胞、肌肉细胞以及大脑细胞等都存在胰岛素受体(Insulin Receptor)。肝细胞中存在200万个胰岛素受体,人体产生胰岛素抵抗是从肝细胞产生胰岛素抵抗开始的。

下图展示了肝细胞胰岛素抵抗的形成机理,其它细胞同理。

正常状态下,胰腺分泌胰岛素向细胞发送信号,通知细胞打开受体并接收葡萄糖,细胞接收葡萄糖后向胰腺发送反馈信号,通知胰腺已接收,胰腺收到信号后停止发送信号。

在胰岛素抵抗的情况下,摄入太多的糖导致胰腺分泌过多的胰岛素,以至于细胞产生了抵抗,就好比在受体处形成了厚厚的一堵墙。由于细胞未能接收到葡萄糖,也未能向胰腺发送停止分泌胰岛素的反馈信号,胰腺则继续分泌胰岛素,不停地向细胞发送信号……这种反反复复的过程形成了恶性循环(Ominous Cycle)。

 

形成胰岛素抵抗后,肝脏无法合成肝糖原,葡萄糖被转化成脂肪存储在肝脏周围,形成脂肪肝(Fatty Liver),即非酒精性脂肪肝(NAFL/Non Alcoholic Fatty Liver)。脂肪肝严重影响肝功能,加剧肝细胞的胰岛素抵抗,造成恶性循环。如下图所示:

本质上讲,胰岛素抵抗产生的源头是糖的摄入量太多!

胰岛素抵抗的检测

胰岛素抵抗值的检测是所有与代谢疾病有关的人群最重要的血液检测,也是最被忽视的检测

检测胰岛素抵抗值需要检测空腹血糖值(Fasting Glucose),以Glu代表,以及空腹胰岛素值(Fasting Insulin),以Insu代表。

胰岛素抵抗检测模型使用HOMA·IR模型(Homeostatic Model Assessment·Insulin Resistance),即稳态模型评价。

不同的国家,由于血糖和胰岛素检测单位不同,计算方法略有不同。

中国胰岛素抵抗值的计算公式如下:

HOMA·IR=Glu*Insu/22.5

检测的评价标准如下表:

胰岛素抵抗检测评价

HOMA·IR

描述

HOMA·IR1

优秀

1HOMA·IR1.4

可接受

1.4HOMA·IR2.0

轻度抵抗

HOMA·IR2.0

重度抵抗

美国胰岛素抵抗计算公式为:

HOMA·IR=Glu*Insu/405

评价标准与中国相同。

Ⅰ型糖尿病的胰岛素水平很低,甚至为0,所以不在此评价体系考虑之内。

胰岛素抵抗症候群

胰岛素抵抗(Insulin Resistance)和胰岛素抵抗症候群(Insulin Resistance Syndrome)由美国科学家于1988年首次提出。

美国糖尿病协会(ADA)每年颁发一次班廷奖(Banting Award),以奖励在糖尿病领域做出突出贡献的科学家。在颁奖典礼上,获奖者做“班廷演讲(Banting Lecture”。

1988年,美国ADA班廷奖获得者、美国斯坦福大学(Stanford Univ.)教授杰拉德·雷文(Gerald M Reaven)在其“胰岛素抵抗在人类疾病中的作用(Role of Insulin Resistance in Human Disease”的演讲中,首次提出胰岛素抵抗,并提出“X症候群(X Syndrome”的概念。在“X症候群”的基础上,杰拉德·雷文教授进一步提出“胰岛素抵抗症候群”。

2011年,美国ADA班廷奖获得者、美国波斯顿大学(Boston Univ.)教授巴巴拉·柯基(Barbara E Corkey)在其发表的题为“高胰岛素血症:原因是还是结果?(Hyperinsulinemia: Cause or Consequence”的演讲中提出了“X因子(X Factor”概念。“X因子”就是“胰岛素抵抗因子”。

2018年,美国ADA班廷奖获得者、美国耶鲁大学(Yale Univ.)教授杰拉德·苏曼(Gerald I Shulman)发表了题为“胰岛素抵抗机理对肥胖症的意义(Mechanism of Insulin Resistance: Implication for obesity”的重磅演讲。演讲中有一段精彩的文字收录如下:“……In this regard, It´s fair to say that most of the drugs we currently use to treat type 2 diabetes treat the symptom which is hyperglycemia, but not the root cause which I believe is insulin resistance.……”“在糖尿病治疗方面,公平地讲,我们目前治疗Ⅱ型糖尿病所使用的绝大部分药物只是治疗糖尿病的表症,即高糖血症,而不是治疗其根本病因。我认为,这个根本病因是胰岛素抵抗

舒曼教授这段精彩文字必将载入糖尿病治疗的史册!

美国ADA一年一度的“班廷奖”是糖尿病领域的“诺贝尔奖”,是专业研究的风向标。

自从雷文教授1988年首次提出“胰岛素抵抗”之后的近30年,共有11万篇论文专注于胰岛素抵抗的研究。11万篇论文是什么概念?对比一下就知道了。有关间歇性断食(IF)的论文一共13万篇、有关有益菌(Probiotics)的论文3万篇、有关肠道菌群(Gut Microbiota)论文5万篇。

雷文教授提出的“胰岛素抵抗症候群”都包括哪些病症呢?

可以毫不夸张地说,胰岛素抵抗症候群不仅包括人们熟知的高血脂、高血压、高血糖以及肥胖症,还包括几乎从头到脚、从里到外、从生理到精神等各个方面的身体病症。

详见下表:胰岛素抵抗症候群

Insulin Resistance Syndrome

(胰岛素抵抗症候群)

逆转胰岛素抵抗

身体细胞产生胰岛素抵抗是由于胰腺分泌太多的胰岛素造成的。而过多胰岛素的源头是长期高碳水化合物(Carbohydrate)和高糖饮食(Sugar Food)的饮食风格。

另一个造成身体细胞产生胰岛素抵抗的因素是“频繁进食(Frequent Eating”,频繁进食意味着频繁刺激胰腺分泌胰岛素。

食物中除优质脂肪(Quality Fat)和膳食纤维(Dietary Fiber)胰岛素指数为0外,其它食物都会刺激胰岛素分泌。

部分食物胰岛素指数表:

Insulin Index(胰岛素指数)

Fat(脂肪)

0

Whole Egg(全蛋)

21

Fiber(纤维)

0

Whole Milk

(全脂牛奶)

24

Butter(黄油)

2

Tuna in H2O

(水浸金枪鱼)

26

White Wine

(白葡萄酒)

3

Egg White(蛋

55

Pecan(核桃)

5

Skim Milk脱脂牛奶)

60

Walnut桃)

9

Whole Wheat Bread

(全麦面包)

96

Egg Yolk(蛋黄)

15

White Bread

(白面面包)

100

Tuna in Oil

(油浸金枪鱼)

16

Refined Carbs

(米饭、馒头、面条)

100

Beer(啤酒)

20

Biscuit饼干)

100

进食引起血糖升高,相应地,胰岛素会在3—5分钟升高10倍。吃一汤匙糖(4g),胰岛素会迅速升高10—30倍。进食会刺激消化系统分泌胃肠荷尔蒙(Gastrointestinal Hormone),胃肠荷尔蒙会刺激胰腺成倍地分泌胰岛素。

少吃多餐害人不浅。

2012年,美国ADA班廷奖得主、英国纽卡斯尔大学(New Castle Univ.)教授罗伊·泰勒(Roy Taylor)在“班廷纪念演讲(Banting Memorial Lecture”中首次提出“逆转胰岛素抵抗(Reverse Insulin Resistance”,并明确指出胰岛素抵抗可逆转(Reversible)。

逆转胰岛素抵抗就是要解决造成胰岛素抵抗的两大成因。

为避免高碳水高糖饮食,我们推荐如下“完美餐盘”。详见“维多健康系列”之《十字花科营养及完美餐盘》。

1)十字花科及其它蔬菜含有丰富的微量元素、矿物质以及人体所需的各种维生素和帮助肝脏解毒的酶。

2)蛋白质为人体必需,但不能多吃,只能适量。男性每餐摄入量为自己手掌心的二倍女性每天摄入量为自己手掌心的一倍。具体到数量,女性每餐85g,男性170g。

3)脂肪是不刺激胰岛素分泌的两种食物之一另一种是膳食纤维Ω-3脂肪可以中和Buffer体内Ω-6脂肪减少炎症。脂肪是身体合成胆汁及众多荷尔蒙必备的基础物质同时,很多身体必的营养素Nutrients都是脂溶性的,缺少优质脂肪会影响营养素的吸收造成营养缺乏

不吃碳水化合物和含糖食品可能需要一个过程。建议逐步改变。

避免频繁进食,就是要减少每天的进食次数。建议进行间歇性断食(Intermittent Fasting)。间歇性断食可逐步进行,也可交替进行。

[备注] 1) x/y:x=不进食时间(小时),y=进食窗口期(小时)

                    2)OMAD: One Meal A Day,一天一餐

    3)长断食:24小时以上断食

有关断食的讨论,详见“维多健康系列”之《断食的神奇功效及其不可替代性》一文。

结束语

逆转胰岛素抵抗是逆转胰岛素抵抗症候群的根本和关键。针对胰岛素抵抗症候群中的一些具体病症,“维多健康系列”将陆续推出系列文章进行深入探讨,敬请期待。