吃西蘭花的第N+1個理由:糖尿病患者有福了!

原創 中國科普博覽 2017-06-23 09:53

出品:科普中國

製作:中國細胞生物學學會王立銘

監製:中國科學院計算機網路信息中心

瑞典隆德大學等機構的研究人員在新一期美國《科學轉化醫學》雜誌上報告說,他們分析了數千種植物後發現,西蘭花等蔬菜中含有的一種名為蘿卜硫素的天然化合物在治療Ⅱ型糖尿病方面最具潛力。

報告稱,蘿卜硫素在西蘭花、花椰菜、紅蘿卜等十字花科植物中含量豐富,具有較強的抗癌作用。對比研究發現,服用高濃度西蘭花芽提取物的患者血糖水平控制得更好,空腹血糖有所降低。不過,用蘿卜硫素治療糖尿病是否安全有效還有待進一步研究,建議患者們不要貿然嘗試。

糖尿病的歷史可以追溯到古代時期,發展至今,已經成為世界性的流行病,甚至有人調侃稱,除了流行性感冒,糖尿病要稱為全球第二大流行性疾病,別的病肯定不敢稱第一。那麼,糖尿病的發病機理到底是什麼?新聞中提到的二類糖尿病又是什麼?到底能否治癒?下面我們就來了解一下。

糖尿病之形成

糖尿病是一種常見的內分泌系統疾病,是由於體內的胰島素的缺乏,或是胰島素本身質量及其他原因造成其不能發揮正常生理作用,而引起的以糖代謝為主的糖、脂肪、蛋白質三大物質的代謝混亂的一種綜合病症。其實說白了,糖尿病就是我們體內的血糖水平異常升高。

那麼血糖為什麼會異常升高呢?這就需要我們理解一下人體內的血糖穩壓系統——在這套系統的操縱下,身體所有的細胞,都可以穩定地從血液中汲取能量來源。如果所需能量很多,血糖穩壓系統可以為血液注入更多葡萄糖以滿足供應;如果細胞恰好不需要那麼多能量,那麼這套血糖穩壓系統也可以及時停止將更多的葡萄糖輸入血液中,防止血液中積累不必要的高濃度糖分子。

想像起來,這套系統的工作原理其實類似於我們用來熬粥的高壓鍋上的限壓閥,它可以將鍋內的氣壓維持在恆定範圍內:氣壓過高,高壓蒸汽可以通過限壓閥排泄而出,氣壓過低,那麼限壓閥起到封閉作用、從而繼續在鍋內積蓄氣壓。

高壓鍋限壓閥的簡單工作原理

而調節“氣壓”的關鍵,就在於胰島素。我們身體里的這套血糖穩壓系統,主要就是兩個蛋白質分子的作用:胰島素(insulin)和胰高血糖素(glucagon)。

胰島素和胰高血糖素的作用原理(繪圖李欣磊)

兩個分子的功能恰好相反。胰島素的功能是血糖“減壓”:當血液中葡萄糖水平過高時,胰腺上的胰島素合成細胞——貝塔細胞(beta cell)——啟動分泌程序,將富含胰島素蛋白的囊泡釋放入血液。胰島素能夠激活那些儲存糖原的細胞,也就是肌肉和肝臟細胞,將血液中的葡萄糖分子大量運輸進細胞、合成糖原並儲存起來。這等於是在機體能量富餘狀態下的儲備措施。

反過來,胰高血糖素的功能則是血糖“升壓”:當血糖水平過低時,胰腺上的阿爾法細胞(alpha cell)分泌胰高血糖素,而它可以反胰島素之道而行之,將糖原轉化為葡萄糖並注入血液,提供更多的能量供給。

糖尿病的類型

糖尿病主要分為四型:I型糖尿病(T1DM)、II型糖尿病(T2DM)、妊娠糖尿病和特殊類型糖尿病。

T1DM的病因是人體胰腺中的β細胞受損而無法分泌足量的胰島素,導致血糖濃度居高不下,從而出現糖尿病癥狀。目前主要是採用從體外補充胰島素的方法來降低血糖濃度。但體外補充並不能讓體內的β細胞自行產生胰島素,也就不可能徹底治癒糖尿病,需要終身使用。

T2DM患者體內的β細胞能夠正常分泌胰島素,但其肌肉、脂肪、肝臟等細胞對胰島素不敏感,細胞上的受體不能與胰島素很好地結合,導致胰島素不能正常發揮作用而血糖濃度升高。T2DM與生活方式密切相關,如長期飲食不健康及缺乏鍛煉。治療T2DM的關鍵在於改變生活方式,並輔以藥物治療。

妊娠糖尿病是指妊娠期間發生的糖尿病,是由於懷孕期間雌激素、孕激素等拮抗胰島素的激素分泌增加,導致胰島素絕對或相對不足所致。患者在妊娠期間,必須嚴格控制飲食並輔以胰島素為主的藥物治療。患者糖代謝多數於產後能恢復正常,但將來患II型糖尿病幾率會增加。

特殊類型糖尿病是人體內某一個基因“壞了”造成的,也稱為單基因突變糖尿病,主要包括遺傳性β細胞缺陷、胰島疾病、內分泌疾病以及藥物因素所致的糖尿病,由於發病機理的不同,多數需要使用胰島素來治療。

II型糖尿病病理

而我們新聞里所提到的Ⅱ型糖尿病,就是屬於貝塔細胞失靈的情形——

在正常條件下(左圖),胰島素(藍色顆粒)進入血液後,可以打開肌肉與肝臟細胞上葡萄糖通道GLUT4的大門,使得葡萄糖分子(黃色 顆粒)可以迅速進入這些細胞變成糖原。而在二型糖尿病中(右圖),胰島素雖然仍能進入血液,但是卻無法激活和打開葡萄糖通道,從而使得大量葡萄糖繼續滯留在血管中。

目前全球有超過3億人罹患Ⅱ型糖尿病,但因為存在腎損傷風險,多達15%的病人不能服用一線糖尿病治療藥物二甲雙胍。因此,新聞里提到的西蘭花提取物治療法無疑為這類糖尿病患者帶來了希望。

雖然到目前為止,糖尿病還不可治癒,但這並不意味著治癒毫無可能,至少相比從前,我們已經有了延緩病發的方法,並且隨著醫療的進步,已經有越來越多的治療手段出現,也希望這“世界第二流行”的疾病能夠早日摘下不可治癒的帽子,讓人們遠離病痛。

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