不容忽視的胰島素抵抗
不容忽視的胰島素抵抗
我們的身體中有一套精確的調節系統,將血糖維持在一個微小的波動區間,使身體能夠在血糖適中的水平上正常運作。包括胰島素和胰高血糖素在內的內分泌系統對身體的這種調節起著主要作用。
基本概念與機理
碳水化合物——長鏈蔗糖,能以不同速率被身體吸收
葡萄糖——身體細胞(尤其是大腦組織)所需的主要能量來源
胰島素——胰腺β細胞分泌的具有合成脂肪功能的激素
胰高血糖素——胰腺α細胞分泌的具有分解脂肪功能的激素
糖原——肌肉和肝臟中儲存的葡萄糖,必要時能夠立即被身體動員利用
胰島素——
作為身體中能夠引起脂肪堆積的激素,在降低血糖方面起著主要作用。它主要促進血中葡萄糖向肌肉、肝臟和脂肪細胞轉移,來達到降低血糖的目的。餐後即使是最微小的血糖升高,都會刺激胰島素的分泌。當血糖升高得很快的時候,β細胞分泌的胰島素的量也是驚人的。
葡萄糖除了能夠很快通過大腦的屏障進入大腦組織而並不需要利用胰島素的葡萄糖轉運功能外,對其他組織而言,胰島素與肌肉、肝臟和脂肪細胞表面的胰島素受體結合,吸引葡萄糖轉運蛋白(例如GLUT4),從而將葡萄糖轉運至需要它的地方。胰島素把葡萄糖轉運至細胞內,要麼被直接利用,要麼就以糖原或者脂肪形式儲存起來,以備身體必需時使用。在脂肪細胞中,胰島素促成葡萄糖向脂肪轉化(脂肪生成)。
此外,胰島素的另一個重要作用就是抑制脂肪的分解。也就是說,高胰島素水平不僅能迅速將葡萄糖轉化為脂肪,而且像海綿吸水一樣,非常強有力地儲存脂肪;對於難以減肥的你,這是很重要的原因之一。
胰高血糖素——
我們身體的每一個調節系統都有正反兩方面的調節機制;對抗胰島素效應的激素就是胰高血糖素。胰高血糖素是由胰腺α細胞產生並分泌;食物中的蛋白質成分可以刺激胰高血糖素的分泌,碳水化合物則會抑制它的分泌。因此,在我們餐中攝入大量高血糖指數食物後,血漿中的胰島素水平會很快增高,而胰高血糖素水平會下降。反之,如果餐中低血糖指數碳水化合物、蛋白質及脂肪比例得當,血漿中胰島素和胰高血糖素水平就會維持在一個正常的範圍內,即巴瑞·西爾斯所說的「健康區間」。
高血糖和低血糖
如前述,高血糖指數食物如加工程度較高的白麵包、白麵粉、大米和土豆等,能夠很快進入血液,從而引起血糖急速增高,甚至比直接吃糖引起的血糖增高要快得多。相反,如豆類、水果、蔬菜和含纖維較高的粗雜糧等,不會引起血糖急速增高。
在一頓營養豐富的高血糖指數早餐後,血糖會很快增高;這立刻引起胰島素的大量釋放,同時抑制胰高血糖素的釋放。大量的胰島素推動葡萄糖向肌肉、肝臟和脂肪細胞內轉移,並直接被利用或儲存起來備用。我們知道,血糖的下降速度和上升速度一樣快,實際上,在大量胰島素的作用下,快速下降的血糖經常會下降到空腹血糖水平以下,這就是我們所知的「低血糖區間」(見下圖 )
不容忽視的胰島素抵抗
胰島素大量分泌會引起血糖急速下降;為了維持血糖的相對穩定,身體內一些反調節激素,如皮質醇(我們的壓力激素)、腎上腺素(我們的「戰鬥」或者「逃跑」激素)、生長激素和胰高血糖素等被釋放出來。這個過程被稱為「反調節」,它的主要目的就是讓血糖恢復到一個適當的範圍。經歷了這個反調節後,雖然血糖不低於空腹水平了,但是一種「不可抑制的飢餓感」使得我們想吃很多東西(也稱食慾過盛)。這個時候,或許你會用一些高血糖指數小吃或者正餐來滿足自己的食慾。如此循環往複,這種食慾過盛的狀態通常維持很久,有時甚至是幾個小時。血糖不斷上下波動,身體不得不時刻分泌胰島素,做它應該做的事情,那就是將多餘的葡萄糖轉化為脂肪。
相比之下攝入低血糖指數飲食的情況,當吃諸如水果、蔬菜及全穀類食物,配合一些優質的蛋白質和好的脂肪,在這種情況下,血糖緩慢升高,以更平衡自然的方式刺激胰島素和胰高血糖素的釋放。葡萄糖大部分(正常為85-90%)被肌肉吸收,其餘的被脂肪細胞和肝臟利用。當身體中胰島素和胰高血糖素處於相對平衡狀態的時候,脂肪分解的速度與其合成的速度大致相同,就是說,我們的體重不會增加。
胰高血糖素是分解脂肪的激素,如果你總是吃高血糖指數的碳水化合物,只會不斷刺激胰島素而抑制胰高血糖素的分泌。當我們飲食均衡後,胰島素水平就會降低,胰高血糖素水平隨之增高。由於血糖水平不會升高得過高、過快,異常的脂肪蓄積不會發生。同時,胰高血糖素和胰島素的比例合理,使得脂肪分解與合成相當,甚至強於後者,血糖能夠緩慢回落到基線上下(即空腹血糖水平),而不至於出現低血糖情況。這種穩定狀態亦不會引起反調節激素的釋放,這樣,我們就不會總感到飢腸轆轆,不再對高血糖指數食物上癮。
代謝綜合征
如果我們的身體攝取大量的碳水化合物,從而導致胰島素不斷釋放,隨著時間的推移,身體對胰島素的敏感性慢慢降低,直到最後,不僅出現胰島素分泌過多,甚至出現了胰島素抵抗,這就是「代謝綜合征」,一個噩夢的開始。
當我們提及肥胖或類似腦中風的退行性疾病時,我們清楚那是什麼;現代醫學生理學可以讓我們清楚地看到體內細胞損傷的種種表現。對高血糖指數的碳水化合物成癮似乎更加神秘,但我們可以感受到它們,知道它們的來來去去。但兩者之間潛在的因果關係確是我們毫無知覺的,也沒有辦法治療。我們沒有有效的藥物能夠控制甚至消除這種夢幻般的異常——代謝綜合征(也可以稱為X綜合征或胰島素抵抗綜合征)。直到我們生命之鍾敲響,或才意識到這一直潛藏的健康警告。
如果一個人每天血糖水平起伏多次,造成對胰島素分泌的過度刺激,久之就會導致現實健康危機的核心問題——代謝綜合征。它是引起多種疾病的根本原因,比如異常脂質血症(高甘油三酯與高極低密度脂蛋白膽固醇水平,同時低高密度脂蛋白膽固醇水平)、高血壓、心臟病、中風、糖尿病,當然還包括肥胖甚至癌症。隨著人們飲食習慣「快餐化」和食品工業的「無孔不入」,肥胖人口不斷增多,患有代謝綜合征的人口顯著增加了。首先提出這一綜合征理論的傑拉爾德·雷文(Gerald Reaven)指出,至少已有超過8000萬美國人正在受到有代謝綜合徵引發的一系列健康問題的威脅。
表:代謝綜合徵引發的一系列健康問題
○ 中心性肥胖
○ 增高的纖維蛋白原水平
○ 高血壓
○ 心血管疾病易感因素增加
○ 甘油三酯水平升高
○ 糖尿病易感因素增加
○ HDL(高密度脂蛋白膽固醇)水平降低
○ VLDL(極低密度脂蛋白膽固醇)水平增高
胰島素抵抗
代謝綜合征的充分形成並非是突然發生的,而是年復一年的每日生活(方式)選擇形成的。當你長期食用高血糖指數碳水化合物,使你陷入持續胰島素紊亂狀態和碳水化合物成癮的惡性循環中,就如同乘坐過山車一樣驚險。
但我們或許應該感到欣慰:與遺傳性異常不同,代謝綜合征是完全可以被預防的。只要我們越早通過健康生活方式逆轉胰島素抵抗的狀況,就可以越好地保護自身健康。值得注意的是,胰島素抵抗的過程可以在任何年齡段被逆轉,即使是在患糖尿病之後。只要你有健康的意識和決心。
胰島素抵抗的發展階段——1、胰島素紊亂;2、初期胰島素抵抗;3、代謝綜合征;4、糖尿病。
1期:胰島素紊亂
隨著身體的血糖水平不斷升高,每天多次過度刺激胰島素的釋放、抑制胰高血糖素釋放,使我們體內胰島素紊亂;而胰島素紊亂的最嚴重的後果就是動脈血管損傷開始發生。食用高血糖食物,哪怕是一罐飲料或者果汁,都會使血糖快速升高,而引起動脈血管內壁(又稱血管內皮)的炎症反應。這種反應是導致胰島素抵抗的源頭。
不健康食物造成的血糖水平增高是導致動脈血管內皮發生炎症的主要原因之一。這種炎症反應最先影響肌肉中最小的動脈——即毛細血管。不斷重複的血糖水平升高和隨後的胰島素水平升高刺激血管內皮和身體自我修復損傷;然而,這種自我修復導致的炎症對動脈血管造成了更大的危害,使得內皮細胞功能紊亂,造成了動脈血管內皮功能異常。現在甚至可以看到10歲的孩子出現動脈早期硬化的癥狀,他們的血管壁增厚且彈性降低。
或許很多人(包括專業醫務工作者)沒有意識到,即使是短時間內血糖的快速增加也會刺激動脈血管纖細的內皮,特別是毛細血管。高血糖指數食物導致血糖快速增高,緊隨其後的就是糖源性應激。最初對動脈血管的破壞是由於陽離子(又稱自由基)的產生增加,自由基產生的氧化壓力損傷了毛細血管敏感的內壁;而身體內毛細血管的不斷損傷就是胰島素抵抗的開始。
通常,當肌肉內毛細血管內壁發炎或功能異常時,血管有收縮增厚的趨勢。這其實是一種生理防禦,防止血液中過多的胰島素進入細胞外液與細胞表面的胰島素受體接觸,產生作用,也就是允許糖進入細胞。這一過程經過多年的累積,最終形成代謝綜合征的第2階段——胰島素抵抗。所以,當我們每次放縱自己吃下精加工的、高糖的碳水化合物時,應該意識到在我們的動脈血管內發生了什麼。
2期:初期胰島素抵抗
由喬納森·皮克尼(Jonathan Pickney)於1997年在《糖尿病》中發表題為《內皮功能紊亂:導致胰島素抵抗的原因》的研究證明了這一理論。皮克尼指出,導致胰島素抵抗的內皮功能紊亂最初影響到構成毛細血管床的微小血管。這種由高血糖和高胰島素(又稱高血糖和高胰島素血症)造成血管內皮功能紊亂,導致毛細血管床收縮(又稱動脈狹窄)。有證據表明,收縮發炎的血管內皮對胰島素的轉運形成屏障,阻止胰島素與肌肉、脂肪和肝細胞上的胰島素受體結合。胰腺的β細胞受到刺激,產生更多的胰島素,因此血中胰島素水平開始升高。身體產生更多的胰島素推動它們穿過滲透性減低的黏膜屏障,使它能夠到達細胞,以代償胰島素抵抗。
這樣,胰島素水平顯著增高,身體進入高胰島素血癥狀態。他(她)們已經越過了胰島素的初期階段,表現出了真正胰島素抵抗的早期徵象。正是這些胰島素水平的持續升高,產生了巨大的代謝效應,導致由高甘油三酯水平、低HDL膽固醇水平、高血壓、心血管疾病、肥胖、潛在糖尿病等癥狀構成的代謝綜合征。值得注意的是,一旦發展為高胰島素血症,一系列健康問題將相繼發生而無法停止,除非生活方式顯著改變。
一些重要的概念——
HDL——高密度脂蛋白膽固醇(「好」膽固醇),男性應該>40mg/dl(×0.02586=1.03mmol/l),女性應該>50mg/dl(×0.02586=1.29mmol/l),通過轉運多餘的LDL、膽固醇和甘油三酯回肝臟,而清除動脈血管內的脂質。
甘油三酯——血液中的另一種脂質,通常應該<150mg/dl(×0.01129=1.69mmol/l),是誘發冠心病的主要誘因。
甘油三酯/HDL比值——血液中胰島素水平的間接指標,應該<2,;比值越高,血液中胰島素水平越高。
LDL——低密度脂蛋白膽固醇(「壞」膽固醇),將脂肪由肝臟運載到機體的其他細胞,當被大量的自由基氧化後,導致動脈血管嚴重炎症反應。
VLDL——小分子低密度的LDL膽固醇(極低密度脂蛋白膽固醇),比大分子量的LDL更有破壞性。
脂毒素——由於血脂水平升高,導致胰腺β細胞損傷。
葡萄糖毒性——由於血糖濃度升高,導致胰腺β細胞損傷
對於已經進入第二期胰島素抵抗的患者,首要關注的,是降低的高密度脂蛋白(HDL)水平和升高的高油三脂水平。這個模式是剛進入第二期胰島素抵抗階段的典型表現;同時也是患者發展為胰島素抵抗的證據。
雖然患者的甘油三酯指數除以其高密度脂蛋白膽固醇指數只是一個簡單的比值,但可以確信患者的胰島素水平已經增高(傾向於高胰島素血症)。隨著甘油三酯水平升高、高密度脂蛋白水平降低,胰島素水平升高,這一比值可以看做是衡量血中胰島素水平的間接指征;這一比值越高,患者血液中的胰島素水平就越高。反之亦然,即血液中胰島素水平升高時,會導致高密度脂蛋白水平降低和甘油三酯水平升高。
與此同時,在這一時期,患者逐漸發展為中心性肥胖,表現為逐漸膨脹的腰(腹)圍。所以,結合血液檢測,可以幫助確定那些患者正在發展成為胰島素抵抗。他們的動脈血管比正常情況老化的速度快得多;同時,在未來10-15年間,他們更容易患上糖尿病。雖然在這一時期,你的身體除了或多或少對碳水化合物的渴望,不會有任何感覺和病痛。
因此,在我們的血管變為永久性或不可逆損傷之前提供足夠的機會幹預或逆轉這一過程,才是真正的預防醫學。
3期:完全性代謝綜合征
隨著時間的延宕,早期胰島素抵抗的患者會逐漸增強其抵抗性,導致胰島素水平持續上升。升高的胰島素水平將會導致代謝紊亂的嚴重後果,如高血壓、血脂紊亂、纖維蛋白原(凝血因子)增加、心血管疾病及糖尿病。
高血壓——胰島素抵抗及其引起的高胰島素血症,都會導致腎臟對鈉鹽吸收的增加,而引起體內嚴重的體液瀦留,這相應會引起血壓增高。胰島素水平的增高也會增加其對交感神經系統的刺激,導致動脈血管收縮增強,血壓增高。胰島素也是一種生長因子,高胰島素血症異常刺激動脈血管平滑肌的增生,這也可以導致血壓上升。
血脂紊亂——我們已經知道,早期胰島素抵抗可以造成高密度脂蛋白膽固醇水平降低,甘油三酯(脂質顆粒)水平升高。持續的胰島素水平升高同樣也會刺激肝臟產生VLDL(極低密度脂蛋白),同時增加好膽固醇的分解率。這形成了代謝綜合征的常見模式:HDL膽固醇水平降低、甘油三酯增加、VLDL膽固醇增加——或者稱為血脂紊亂。這些小分子低密度的VLDL顆粒危險性高、且易於氧化,可以導致更進一步的動脈血管炎症。
纖維蛋白原水平增高——一些參與凝血過程的纖維蛋白原也會受到高胰島素血症的影響。纖維蛋白原、血纖維蛋白溶解酶原、催化抑制因子1和其他凝血因子,在患有代謝綜合征的患者的體內都會增高。這顯然意味著這類患者比正常人更易於形成血栓。隨著這些問題不斷發展,患者在開始時更容易出現血栓、心臟病和中風發病的可能性增加。
心血管疾病——可能發生的脂質紊亂、高血壓、高胰島素血症、高血糖、高纖維蛋白原及最終的糖尿病,都是導致心臟病和中風的獨立危險因素。但不幸的是,由心臟病發作或中風引起的過早死亡也是代謝綜合征的主要表現。這些無聲的身體變化所造成的結果,在分子水平上禁錮了人們的身體,減少了大量的生命年限。
4期:糖尿病
患有代謝綜合征的患者最終大部分會發展為Ⅱ型糖尿病。只要胰腺β細胞能夠通過釋放更多的胰島素代償不斷發展的胰島素抵抗情況,血糖依然能夠保持相對穩定。然而,最終很多患者會發展為β細胞「傷損」殆盡(胰腺已經不能持續產生大量胰島素),這將導致之前升高的胰島素水平下降。初始階段,胰腺β細胞還能通過產生更多的胰島素代償胰島素不敏感性,長時間之後,能夠產生胰島素的胰腺β細胞耗盡,必然導致血糖開始上升,Ⅱ型糖尿病隨之形成。
患有代謝綜合征的患者會發現自己的身體狀況每況愈下。而發展為Ⅱ型糖尿病的患者,也可能存在基因易感性這個第三因素,都必然出現兩大獨立的代謝現象:其一,都有明顯的胰島素抵抗;其二,都出現胰腺β細胞耗盡的情況。胰島素抵抗的慢性狀況迫使胰腺β細胞長時間產生異常量的胰島素;研究表明,有著多種因素能夠導致β細胞耗盡和胰島素產生的減少,但隨著胰島素不敏感情況的變壞,增高的自由脂肪酸水平(脂質中毒)及逐漸增高的血糖水平(糖中毒)必定都會損傷β細胞並導致β細胞耗盡。
事實上,有些人對這種β細胞損傷具有遺傳抗性,能夠不斷產生大量胰島素而不發展為糖尿病;只要身體能夠通過產生大量胰島素代償胰島素抵抗狀況,糖尿病就不會發生。但是,不可否認,即使不發生糖尿病,由於胰島素抵抗造成的其他代謝改變,仍會引起動脈血管的加速老化。
胰島素抵抗發展階段的癥狀與體征
1期:胰島素紊亂
● 飯後乏力以及可能發生的發抖性體弱
● 嗜糖或不可控制性飢餓感(情緒性多食)
● 常吃夜宵
● 逐漸增長的體重(增大的腰圍)
● 體重減輕的抗性增加
2期:初期胰島素抵抗
● 低HDL膽固醇水平
● 高甘油三酯水平
● 顯著增加的體重(中心性)——腰圍增大
● 高糖飲食後乏力增加
● 常吃夜宵
● 嗜糖、不可控性飢餓感、情緒性多食
● 月經不規律
● 低血糖
● 嗜糖成癮——對糖和高血糖碳水化合物有強烈慾望
3期:完全性胰島素抵抗
(符合以下3項以上癥狀的患者可以診斷為代謝綜合征*)
● 高血壓:>130/85mmHg
● 中心性肥胖:女性腰圍>34.5英寸(88cm);男性腰圍>40英寸(102cm)
● 甘油三酯水平增高>150mg/dl(×0.01129=1.69mmol/l)
● HDL膽固醇水平降低:女性<50mg/dl(1.29mmol/l);男性<40mg/dl(1.03mmol/l)
● 空腹血糖:>110mg/dl(÷18=6.11mmo/l)
*由美國國家膽固醇教育項目專家組提出的診斷代謝綜合征標準。
4期:Ⅱ型糖尿病
發展為糖尿病的標準:空腹血糖>125mg/dl(÷18=6.94mmol/l)
到底是肥胖導致糖尿病,還是胰島素抵抗導致了肥胖,也曾經頗有爭議。目前在我們的媒體甚至醫學界,肥胖是元兇的說法似乎更有市場,但越來越多的醫學實踐和證據顯示:一、由於胰島素抵抗而導致肥胖;二、由於胰島素抵抗導致Ⅱ型糖尿病。肥胖和糖尿病的流行都是由於數不勝數處於胰島素抵抗、處於代謝綜合征各個階段的患者不斷發展形成的。事實上,胰島素抵抗的最初結果就是中心性肥胖。
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