Taipei Medical University Institutional Repository:Item 987654321/4374
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(2) 中文摘要 本研究以杏仁果作為研究材料,並以飲食介入的方式,來探討對於具 有高脂血症的第 2 型糖尿病患者其胰島素抗性、高血糖、血脂異常、 氧化壓力,及發炎反應等心血管疾病危險因子之影響。此為隨機的、 2×2 交叉的飲食介入試驗。受試者為 20 位具有高脂血症的第 2 型 糖尿病病患,年齡介於 40~80 歲間。受試者在經 2 週的適應期後, 隨機給予為期 4 週的控制組飲食或杏仁果飲食,並在 2 週的排空期 之後,受試者交叉進入為期 4 週的另一飲食介入期。控制組飲食為 一般糖尿病飲食;杏仁果飲食則是以杏仁果取代控制組飲食中 20% 總熱量來源的飲食。在每個飲食介入期的開始前及結束後,受試者皆 須進行體位測量及血液樣本的採集。實驗結果顯示,相較於控制組飲 食,受試者食用為期 4 週的杏仁果飲食後,可顯著改善其體脂肪百分 率、空腹血糖濃度、胰島素抗性指標-HOMA-IR、TC 濃度、LDL-C 濃度、Apo B 濃度、FFA 濃度、LDL-C: HDL-C 的比值,和 Apo B: Apo A-1 的比值;此外,杏仁果飲食介入後,受試者有顯著較高的血 漿維生素 E 濃度及較長的 LDL 氧化遲滯時間,並且有顯著較低的 蛋白質氧化傷害指標-protein carbonyl 濃度及發炎反應指標-IL-6 及 CRP 濃度。本研究證實,以杏仁果提供 20% 總熱量來源的富含 I.
(3) 杏仁果飲食,具有改善第 2 型糖尿病患者其心血管疾病危險因子的 正面益處。. 關鍵字:杏仁果、第 2 型糖尿病、胰島素抗性、高血糖、血脂異常、 氧化壓力、發炎反應、心血管疾病. II.
(4) Abstrate This study was to investigate the effects of almond diet intervention on CVD risk factors, including insulin resistance, hyperglycemia, dyslipidemia, oxidative stress and inflammatory response in type 2 diabetic subjects. The study was a randomized, crossover, controlled clinical trial. Subjects were 20 type 2 diabetic men and women with hyperlipidemia, aged 40~80 years. After a 2-wk run-in period, subjects were fed control diet or almond diet for each 4 wk, with a 2-wk washout period between each diet period. Control diet was designed as a general Asia diet for diabetes, while almond diet was replaced 20% of total energy of control diet with almonds. Anthropometric data and blood samples were collected before and at the end of each diet period. Compared with control diet, the results showed that almond diet induced significant reductions in body fat percentage, fasting blood sugar, HOMA-IR, total cholesterol, LDL-cholesterol, apolipoprotein B and free fatty acids concentration, and the ratio of LDL- to HDL-cholesterol and of apolipoprotein B to apolipoprotein A-1. The plasma vitamin E level and LDL lag time were significantly higher, and the protein carbonyl, interleukin-6 and C-reactive protein concentration were significantly lower with almond diet. The conclusion in our study were that almond-enriched diet, in which almonds contributed 20% of total energy, has beneficial effects on the cardiovascular disease risk factors, including insulin resistance, hyperglycemia, dyslipidemia, oxidative stress and inflammatory response of type 2 diabetic subjects. Key words: almonds, type 2 diabetic subjects, insulin resistance, hyperglycemia, dyslipidemia, oxidative stress, inflammatory response, cardiovascular disease. III.
(5) 致謝 感謝我最親愛的劉珍芳老師,您的指導與栽培使我在豐沛的知識 裡成長,能在您身旁汲取智慧的泉源是我人生最珍貴的寶藏。與您一 起討論實驗進度、分享心事、享受愛的美食,這些畫面似乎都還歷歷 在目! 這幾年的學生生涯裡,您是我的恩師也是我的慈母,能在您的 關愛中茁壯,我真的無比幸運與幸福! 感謝我最崇拜的謝明哲老師,您活潑且逗趣的談笑一直深植在我 心裡。您總是用疼愛的語氣告訴我人生的道理,現在的我已經懂得如 何面對困境、在跌倒後還能勇敢地站起來,您給予我的「樂觀的人生 態度」是我一生受用無窮的錦囊! 感謝我最敬佩的王果行老師,在我論文計畫審查時,您就給我許 多精闢的建議,並指點我實驗的方向,使我能順利地執行且得到成就 感,您是我完成論文的智慧推手,我對您的謝意是筆墨難盡! 感謝最美麗動人的文心學姐,能擁有妳這位聰明又善良的學姐, 我真的十分感激!妳總是不厭其煩地教我每個實驗的方法,還指導我 實驗的原理及技巧,如果我的實驗技術有所成長,那這一切都是因為 妳的愛心與耐心堆砌而成的! 希望我們的友情,也會像回憶一樣深刻 且永遠珍惜! IV.
(6) 感謝最貼心的筱涵,妳真的是個善解人意的女孩,謝謝妳帶給我 許多的窩心與歡樂!祝福妳實驗順利喔!感謝最有魅力的品青,和妳一 起互相讀書勉勵的光陰,會如同妳甜美的笑顏一樣讓我謹記在心!還 要感謝最溫柔的珮伶,妳總是用體貼來融化我;感謝外表像冰山美 人、但實為搞笑達人的敏琦,和妳聊天真的是超開心的事唷!也感謝 在這個實驗中與我一起學習和進步的學妹們:佳燕、保寧、亦璉、芊 瑜、怡君、曼妮、于瑩、曉彤、畊蘋、怡葶及怡倩,妳們認真、可愛 的身影我永遠都不會忘記!還要感謝所有參與我實驗的受試者們,沒 有您們的致力配合,就沒今天順利的成果! 最後,我要感謝我身兼父職的母親!謝謝您即使在艱困的生活環 境下,也極力支持我完成學業。不在您身邊的六年光陰,我時時警惕 自己不能辜負您的苦訓,您牽掛的面容一直是鼓勵我前進的勇氣!如 果我有一絲絲的成就,那我願將一切的榮耀都獻給您!媽媽,我永遠 愛您!. V.
(7) 縮寫對照表 AGEs: advanced glycation end products ATP III: adult treatment panel III α-TTP: alpha- tocopherol transfer protein Apo A-1: apolipoprotein A-1 Apo B: apolipoprotein B CAMs: cellular adhesion molecules CHD: coronary heart disease CRP: C-reactive protein DAG: diacylglycerol FDA: Food and Drug Administration FFA: free fatty acids FRAP: ferric reducing ability of plasma GI: glycemic index GLUT 4: glucose transporter 4 G6PDH: glucose-6-phosphate dehydrogenase HDL-C: high-density lipoprotein cholesterol HOMA-IR: homeostasis model assessment-insulin resistance IκBα: inhibitor kappa B alpha IL-1: interleukin-1 IL-6: interleukin-6 IRS-1: insulin receptor substrate-1 LDL-C: low-density lipoprotein cholesterol LOX-1: lecithin-like oxidized LDL receptor-1 VI.
(8) MDA: malondialdehyde MI: myocardial infarction MUFA: monounsaturated fatty acids NCEP: National Cholesterol Education Program NF-κB: nuclear factor-kappa B NO: nitric oxide PI3K: phosphatidylinositol 3-kinase PKC: protein kinase C PPP: pentose phosphate pathway PUFA: polyunsaturated fatty acids ROS: reactive oxygen species SFA: saturated fatty acids TBARS: thiobarbituric acid reactive substances TC: total cholesterol TCA: tricarboxylic acid TG: triacylglycerol TLC: therapeutic lifestyle changes TNF- α: tumor necrosis factor-alpha VLDL-C: very low-density lipoprotein cholesterol. VII.
(9) 目錄 中文摘要 .......................................................................................... I Abstrate ......................................................................................... III 致謝 ...............................................................................................IV 縮寫對照表 ....................................................................................VI 圖表目錄 ........................................................................................XI 第一章 前言 .................................................................................... 1 第二章 文獻回顧............................................................................. 3 第一節 糖尿病的生理狀況 ...................................................... 3 一、第 2 型糖尿病之致病機制 .......................................... 3 二、第 2 型糖尿病與血脂異常 .......................................... 3 三、第 2 型糖尿病與氧化壓力 .......................................... 5 四、第 2 型糖尿病與發炎反應 .......................................... 8 第二節 核果類的生理效用 ...................................................... 9 一、MUFA 的生理效用 ...................................................... 9 二、核果類的營養價值 ..................................................... 10 三、核果類的研究發現 ..................................................... 12 第三節 杏仁果的生理效用 .................................................... 14 一、杏仁果的營養價值 ..................................................... 14. VIII.
(10) 二、杏仁果的研究發現 ..................................................... 15 第三章 研究動機與目的 ................................................................ 18 第四章 受試者與研究方法 ............................................................ 20 第一節、受試者招募 ............................................................... 20 第二節、實驗設計與流程 ........................................................ 21 第三節、飲食設計................................................................... 23 第四節、檢體分析................................................................... 25 一、檢體的收集與前處理 .................................................. 25 二、檢測項目.................................................................... 27 第五節、統計方法................................................................... 41 第五章 實驗結果........................................................................... 42 第一節、受試者基本資料 ........................................................ 42 第二節、實驗飲食的營養素組成分析 ...................................... 44 第三節、血壓及體組成 ........................................................... 46 第四節、血糖控制及胰島素抗性 ............................................. 47 第五節、血脂組成................................................................... 49 第六節、抗氧化狀態及氧化傷害指標 ...................................... 54 第七節、發炎反應................................................................... 56 第六章 討論 .................................................................................. 58 IX.
(11) 第一節、杏仁果飲食的特性 .................................................... 58 第二節、杏仁果飲食對體組成之影響 ...................................... 59 第三節、杏仁果飲食對血糖控制及胰島素抗性之影響 ............. 60 第四節、杏仁果飲食對血脂組成之影響 .................................. 63 一、TC 及 LDL-C 濃度的影響 ........................................ 63 二、TG 濃度的影響 ......................................................... 66 三、HDL-C 濃度的影響 ................................................... 66 四、Apo A-1 及 Apo B 濃度的影響 ................................ 67 五、FFA 濃度的影響 ........................................................ 68 第五節、杏仁果飲食對氧化壓力之影響 .................................. 70 一、抗氧化狀態的影響 ..................................................... 70 二、氧化傷害指標的影響 .................................................. 72 第六節、杏仁果飲食對發炎反應之影響 .................................. 75 第七章、結論 ................................................................................ 78 參考文獻 ....................................................................................... 79 附錄 .............................................................................................. 91 受試者同意書 .......................................................................... 91 人體試驗同意證明書 ............................................................... 93 各種富含杏仁果的菜餚 ........................................................... 94 X.
(12) 圖表目錄 表 一、受試者的基本資料 ............................................................ 43 表 二、控制組飲食及杏仁果飲食的營養成分比較(以每日 1800 kcal 為例)..................................................................................... 45 表 三、第 2 型糖尿病患者經控制組飲食或杏仁果飲食介入後的體 位、血糖控制及胰島素抗性之結果 ......................................... 48 表 四、第 2 型糖尿病患者經控制組飲食或杏仁果飲食介入後的血漿 磷脂質中脂肪酸組成之結果 .................................................... 51 表 五、第 2 型糖尿病患者經控制組飲食或杏仁果飲食介入後的血脂 組成之結果 ............................................................................. 52 圖 一、第 2 型糖尿病患者經控制組飲食或杏仁果飲食介入後的血脂 組成改變量 ............................................................................. 53 表 六、第 2 型糖尿病患者經控制組飲食或杏仁果飲食介入後的抗氧 化狀態及氧化傷害指標之結果 ................................................. 55 表 七、第 2 型糖尿病患者經控制組飲食或杏仁果飲食介入後的發炎 指標之結果 ............................................................................. 57. XI.
(13) 第一章 前言 根據行政院衛生署民國 96 年之生命統計資料顯示,糖尿病已位 居國人十大死因的第 4 位,說明了糖尿病對國人的生命安全已造成 極大的威脅。此外由糖尿病歷年死亡率統計結果中也發現,隨著年度 的增加,糖尿病之死亡率也有隨之提升的趨勢,亦即,糖尿病之每千 萬人口死亡率已由民國 80 年的 20.6 躍升至民國 96 年的 44.6,可 見糖尿病已是個不容忽視的健康問題。其中,90%~95%之糖尿病人 口為第 2 型糖尿病 (Heinig et al., 2006),因此,第 2 型糖尿病患 者之病情況控制及併發症的預防,例如:中風、白內障、心臟病、腎 病變、週邊神經病變、末稍血流障礙等,一直是衛生單位關切之焦點, 亦是學者專家致力於研究之議題。根據流行病學之統計資料顯示,約 有 75% 的第 2 型糖尿病患者是死於心血管疾病 (Heinig et al., 2006)。由於患者其細胞的胰島素抗性,導致高血糖的發生,並進一 步造成血脂異常。此外,高血糖也會使患者體內的氧化壓力增加,而 促使發炎反應的產生 (Wright et al., 2006)。這些糖尿病病程的生理 狀況,皆是心血管疾病的危險因子。因此,糖尿病病情的控制確實是 防制心血管疾病併發症的首要目標。 飲食修正、藥物治療及規律運動是治療糖尿病三大重要關鍵 , 1.
(14) 而本次研究即是以「飲食修正」的方向來進行第 2 型糖尿病患者的 介入。先前許多研究皆探討飲食與糖尿病之間的相關性,且發現富含 單元不飽和脂肪酸 (monounsaturated fatty acids, MUFA) 之飲食有 助於血糖的控制、改善血脂組成,及降低心血管疾病的危險性 (Ros et al., 2003; Kris-Etherton et al., 1999)。而核果類是 MUFA 極豐富 的來源 (Kris-Etherton et al., 1999),亦有研究證實,攝取核果類可 有效地降低心血管疾病的發生率 (Dreher et al., 1996)。故本次研究 以核果類之一員-杏仁果的介入,來探討對第 2 型糖尿病患者之病 情控制及心血管疾病危險因子之影響。. 2.
(15) 第二章 文獻回顧. 第一節. 糖尿病的生理狀況. 一、第 2 型糖尿病之致病機制 胰島素抗性 (insulin resistance) 常被認為是第 2 型糖尿病的 致病因素之一。胰島素抗性可能起因於過多熱量攝取、肥胖、不合適 之飲食、特殊疾病、靜態的生活習慣等,使得具有胰島素敏感性的細 胞無法產生正常的胰島素反應,因而無法將血糖濃度穩定於正常值。 由於較高的血糖濃度,會使製造並分泌胰島素的胰臟 β 細胞進行代 償作用,包括增加 β 細胞體積及胰島素的分泌量。然而在長時間的 代償作用後,β 細胞無法再負荷穩定血糖濃度的作用,並且在高血糖 的浸潤下,會對 β 細胞造成毒性傷害,並進一步使 β 細胞的功能產 生異常。因此,胰島素抗性及胰臟 β 細胞的功能異常是第 2 型糖尿 病發展的重要成因 (Weir et al., 2001)。. 二、第 2 型糖尿病與血脂異常 第 2 型糖尿病患者之胰島素抗性,會使胰島素無法有效地抑制 脂解作用 (lipolysis) 的發生,因而造成脂肪細胞釋出游離脂肪酸 3.
(16) (free fatty acids, FFA) 至循環血中,而提升了血液中 FFA 的濃度 (Semenkovich et al., 2006)。 FFA 會透過活化 protein kinase C (PKC) 的活性,進而抑制胰島素受器或胰島素受器之受質-1 (insulin receptor substrate-1, IRS-1) 的 酪 胺 酸 磷 酸 化. (tyrosine. phosphorylation) ,導致胰島素的細胞內訊號傳遞受阻,進一步導致 葡萄糖轉運蛋白 4 (glucose transporter 4, GLUT 4) 無法由細胞質 移動至細胞膜上,因而使得葡萄糖無法進入細胞當中被利用,進而惡 化胰島素的抗性 (Boden et al., 2003)。 同樣的,在胰島素抗性的作用下,會使得低密度脂蛋白 (lowdensity lipoprotein, LDL) 結構改變,形成修飾型的 LDL (modified LDL)。相較於正常的 LDL,modified LDL 的特徵是密度較大、顆粒 較小;此外,它更易造成動脈粥狀硬化的發生 (Tennyson et al., 2002)。在動脈粥狀硬化發展的初始階段,LDL 經過脂質過氧化作用 後,會形成氧化型 LDL,進一步吸引單核球細胞進入血管內膜層, 並轉變為巨噬細胞。巨噬細胞在攝入氧化型 LDL 後,會形成泡沫細 胞,並吸引血小板的聚集及促使發炎介質的產生。接著藉由誘發一連 串的發炎反應,造成動脈粥狀硬化的發生。Modified LDL 相較於正 常的 LDL,其更容易進入血管內膜層中,並且與 LDL 受器 (LDL receptors) 的親和度較低,也更容易氧化,因此增加了動脈粥狀硬化 4.
(17) 的發生機率 (Tennyson et al., 2002)。而具有胰島素抗性的第 2 型糖 尿病患者,亦有較低的高密度脂蛋白膽固醇 (high density lipoprotein cholesterol, HDL-C) 濃度,此也被認為是心血管疾病的危險因子之 一 (Tennyson et al., 2002)。. 三、第 2 型糖尿病與氧化壓力 血糖控制不佳的第 2 型糖尿病患者,其血液中的蛋白質 (如: 脂蛋白)會在高血糖濃度下進行糖化作用。機制如下:葡萄糖 (glucose) 的醛基會與蛋白質游離的胺基形成 Schiff base,再進一步 轉換為 Amadori 產物,並累積在蛋白質上。Amadori 產物接著轉變 為 3- deoxyglucosone,而後者與細胞內及細胞外的蛋白質作用後, 會 產 生 糖 化 作 用 終 產 物 (advanced glycation end products, AGEs)。當 AGEs 與細胞上 AGEs 受器結合後,會促使活性氧屬自 由基 (reactive oxygen species, ROS) 的大量生成 (Yan et al., 1994)。 此外,高血糖對粒線體所造成的傷害,亦是 ROS 生成的重要 因素。在正常的生理狀況下,glucose 可藉由一連串的代謝作用以產 生能量而供給細胞使用。當 glucose 進入細胞質後,會經糖解作用. 5.
(18) (glycolysis) 代 謝 為 丙 酮 酸 (pyruvate) , 接 著 於 粒 線 體 中 進 行 tricarboxylic acid cycle (TCA cycle)。而 TCA cycle 中所產生的 NADH 及 FADH. 2. 會進入電子傳遞鏈,最後將電子轉移給電子的接. 受者-氧原子,並經過 4 個電子的還原作用後,生成水分子及能量 (ATP)。 然而在高血糖濃度下,TCA cycle 中大量的 NADH 及 FADH2 生成,造成粒線體中 ATP: ADP 的比值,以及電位梯度差的增加, 進而抑制電子傳遞鏈中的 Complex III 之活性,並使得大量電子累積 在電子傳遞鏈的中間酵素-Coenzyme Q 之中。此不僅造成電子傳 遞鏈之路徑受到阻礙,也造成了氧原子的還原不完全,並促使超氧化 物陰離子 (superoxide anion; O2 –.) 的大量生成 (Brownlee et al., 2001)。 高血糖除了會增加 ROS 的生成,亦可經由下列機制造成抗氧 化酵素的活性降低: (1) glucose 經 由 aldose reductase 的 作 用 下 , 轉 變 為 polyalcohol sorbitol,並且同時消耗了 NADPH。然而 NADPH 在麩 胱 甘 肽 (glutathione) 氧 化 還 原 系 統 中 扮 演 著 重 要 的 角 色 。 Glutathione 是抗氧化系統之一,但是當 NADPH 來源缺乏時,氧化 型的 glutathione (GSSG) 無法藉以還原為具有抗氧化活性的還原 6.
(19) 型 glutathione (GSH),因而造成細胞對 ROS 的敏感度大大增加, 而 提 升 了 細 胞 內 的 氧 化 壓 力 。 此 外 , 當 sorbitol 經 由 sorbitol dehydrogenase 作用下轉變為 fructose 時,會增加 NADH: NAD+ 的 比 值 , 進 而 造 成 oxidized triose phosphates 合 成 為 diacylglycerol (DAG),並進一步活化 PKC,因此更加速胰島素抗性的惡 化,及許多併發症的發生 (Brownlee et al., 2001) 。 (2) 高 血 糖 所 誘 導 的 超 氧 化 物 陰 離 子 的 大 量 生 成 , 會 抑 制 glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) 的活性,而此酵素 為五碳糖磷酸代謝路徑 (pentose phosphate pathway, PPP) 的速率 限制酵素;且 PPP 又為 NADPH 生成之重要途徑,因此,G6PD 的 活性降低將導致 glutathione 的抗氧化能力降低 (Nishikawa et al., 2000)。 血糖控制不佳的糖尿病患者,在上述多重機制下會造成體內氧化 狀態不平衡,因而造成較高的氧化壓力。研究發現,氧化壓力將造成 許多的細胞傷害,例如:內皮功能異常、LDL 氧化作用、粒線體功 能受損、胰島素抗性的惡化等 (Mehta et al., 2006),而這些生理傷 害的結果,都會增加糖尿病患者罹患心血管疾病的風險。氧化壓力不 僅與糖尿病的致病過程有著極大的相關性,過多的自由基生成及降低 的抗氧化防禦能力,在糖尿病之併發症的發展上也有著舉足輕重的地 7.
(20) 位。 四、第 2 型糖尿病與發炎反應 高血糖所導致的 ROS 大量生成,被認為是糖尿病誘發發炎反 應的重要因素。大量的 ROS 活化核轉錄因-κB (nuclear factorkappa B, NF-κB) 的訊息傳導路徑,進而增加腫瘤壞死因子-α (tumor necrosis factor-alpha, TNF- α)、介白質素-1 (interleukin-1, IL-1)、 IL-6 等發炎介質的表現量。而 IL-1 及 IL-6 會進一步促使 C-反應蛋 白 (C-reactive protein, CRP) 的合成,並造成急性期發炎反應的產 生 (Pickup et al., 1998)。此外,NF-κB 所活化的發炎反應,還包括 了增加細胞激素、細胞黏著分子的表現量,以及血管壁收縮作用,而 上述的結果皆會更進一步地的導致心血管疾病的發展 (Wright et al., 2006)。 從上述文獻中可得知,胰島素抗性、高血糖、血脂異常、氧化壓 力及發炎反應,皆是促成第 2 型糖尿病患者罹患心血管疾病的重要 因素。因此,控制這些危險因子,是幫助第 2 型糖尿病患者其改善 病情及預防心血管疾病併發症的重要關鍵。. 8.
(21) 第二節. 核果類的生理效用. 一、MUFA 的生理效用 先前許多研究深入探討飲食的介入對於糖尿病之生理影響,且發 現富含 MUFA 之飲食有助於血糖的控制、改善血脂組成及降低心血 管疾病的危險性 (Ros et al., 2003; Kris-Etherton et al., 1999)。 研究指出,C57BL/KsJ db/db 小鼠食用以橄欖油作為脂質來源之 高 MUFA 飲食後,相較於高飽和脂肪酸 (saturated fatty acids, SFA) 的飲食,可顯著改善其空腹血糖濃度 (Kotake et al., 2004);在人體 試驗中,健康的停經後婦女或健康成人食用以橄欖油作為脂質來源之 高 MUFA 飲食後,相較於高 SFA 飲食,可顯著增加其胰島素的敏 感性 (Robertson et al., 2003; Vessby et al., 2001);並且,第 2 型 糖尿病患者同樣食用以橄欖油作為脂質來源的高 MUFA 飲食後,相 較於高醣飲食,可以顯著降低其 LDL 的氧化作用 (Rodriguez-Villar et al., 2003);而高膽固醇血症的受試者在食用以富含油酸之葵花油 所製作的高 MUFA 飲食後,相較於高 SFA 飲食,也可顯著降低其 總 膽 固 醇 (total cholesterol, TC) 及 LDL-C 的 濃 度 (Allmanfarinelli et al., 2005);此外,對於第 2 型糖尿病患者而言,相較於 一般飲食,食用高 MUFA 飲食後可顯著改善其空腹血糖濃度及長期 9.
(22) 血糖控制指標—HbA1C 的數值 (Pohl et al., 2005)。 以富含油酸之食用油作為油脂來源的高 MUFA 飲食,在許多研 究中皆證實它對心血管疾病及第 2 型糖尿病的保護益處。因此,許 多學者便欲利用富含 MUFA 的「天然完整食物」來進行深入的探 究,故,屬於天然完整食物中 MUFA 豐富來源的「核果類」,即受 到研究者之重視。迄今,流行病學的研究中已充分地證實核果類對預 防心血管疾病的健康貢獻,但是核果類的介入對第 2 型糖尿病之生 理影響,目前仍未有足夠的研究得以了解,故此為本研究欲探討的目 的之一。. 二、核果類的營養價值 根據流行病學的研究指出,每週攝取 1~4 次的核果類,可降低 25% 罹患冠狀動脈心臟病 (coronary heart disease, CHD) 的機 率;而若每週攝取 5 次以上的核果類,則可降低 50% 罹患 CHD 的 機率 (Kotake et al., 2004)。美國食品藥物管理局 (Food and Drug Administration, FDA) 也指出: 「每天攝取 1.5 份的核果類,可以降低 罹患 CHD 的風險」。顯示核果類在保護心血管系統的健康效用上, 已得到許多的認同 (Brown, 2003)。. 10.
(23) 核果類,又稱為堅果,屬於乾果類中的閉果。核果類的果皮堅硬 而不開裂,內含單粒、大型的堅硬果實。核果類的構成分包括:外殼、 麩皮、果實等三個部分。其中果實的營養價值及生理效用最被廣泛的 探討。核果類果實的營養成分如下 (Kris-Etherton et al., 1999; Coates et al., 2007): (1) 熱量:每盎司 (oz) 核果類之熱量約 161~199 kcal。 (2) 脂質:約佔總重量的 50~70 % 脂肪組成以不飽和脂肪酸為主,約佔核果類脂質部分之總熱 量的 91%,其中更以 MUFA 佔最大的比例,約為 62% 的 脂質總熱量。 (3) 蛋白質:約佔總重量的 25% 精胺酸 (arginine) 是核果類之蛋白質中含量豐富的胺基酸。 (4) 醣類:約佔總重量的 15% (5) 膳食纖維:約佔總重量的 4~11% 1 盎司的核果類,約可提供每日建議攝取量的 5~10% 的膳 食纖維量。 (6) 礦物質: 鎂:每盎司的核果類約含有 32~80 mg 的鎂 銅:每盎司的核果類約含有 2 mg 的銅 11.
(24) (7) 維生素 E:每盎司的核果類約含有 0.2~7.8 mg 的維生素 E 三、核果類的研究發現 許多研究皆證實,攝取核果類可改善心血管疾病的危險因子,特 別在改善血脂組成上具有優越的效用。例如:高膽固醇血症的成人在 連續食用 4 週的榛果 (hazelnut) 後,相較於低醣、低膽固醇的飲 食,可以顯著降低其血清中極低密度脂蛋白膽固醇 (very low-density lipoprotein cholesterol, VLDL-C)、三酸甘油酯 (triacylglycerol, TG) 及本體脂蛋白 B (apolipoprotein B, Apo B) 的濃度,並且提升 HDL-C 的濃度 (Mercanlıgil et al., 2007);高膽固醇血症的男性在連 續食用 4 週的夏威夷果 (macadamia nut) 後,相較於一般習慣性飲 食,可以顯著降低受試者血清 TC 及 LDL-C 的濃度 (Garg et al., 2003);健康成人在食用 4 週的核桃 (walnut) 後,相較於日本的標 準飲食,可顯著降低其 TC 和 Apo B 的濃度,以及 LDL-C: HDL-C 的比值 (Zambon et al., 2000);高膽固醇血症患者在食用 6 週的核 桃後,相較於地中海飲食,可以顯著降低其 TC 及 LDL-C 的濃度 (Iwamoto et al., 2002)。 此外,核果類所含的膳食纖維約有 25% 是水溶性纖維,而水溶 性纖維被證實可降低 TC 的濃度及有助於血糖的控制 (Anderson et. 12.
(25) al., 1994);而核果類所富含的維生素 E 也被證實可降低 LDL 的氧 化作用 (Dieber-Rotheneder et al., 1994),且 Rimm 等人 (1997) 的研究發現,每天攝取 15~20 mg 的維生素 E 可降低罹患心血管疾 病的危險性;並且,核果類是精胺酸的重要來源之一,而精胺酸是一 氧化氮 (nitric oxide, NO) 前驅物,其不僅有助於血管舒張及抑制血 小板的趨附與凝集,在動物實驗中亦證實具有降低 TC 濃度的效用 (Kurowska et al., 1994);核果類中含量豐富的鎂,被證實可以改善 胰島素敏感性及有助於血糖的控制 (Bo et al., 2006; Olatunji et al., 2007);而核果類亦是植物性化學物質的來源,例如多酚類化合物 (polyphenol) 是其豐富的成分,研究證實多酚類化合物不僅具有抗氧 化的作用,亦可降低 TC 的濃度 (Mojzisova et al., 2001)。因此, 具有多種生理效益成份的核果類,其對健康的效應是不容忽視的,特 別是對於心血管疾病的保護效應,更使它擁有了優越的生理價值。. 13.
(26) 第三節. 杏仁果的生理效用. 一、杏仁果的營養價值 杏仁,屬於薔薇科之草本植物,壽命約為 50 年以上。杏仁樹在 公元 3,000 年即有人類記載,為歷史十分悠久的植物。杏仁可分為 源於中國的苦味杏仁,又稱為「北杏」,以及主要生產於美國加州的 甜味杏仁,又稱為「南杏」,後者即為本次研究的試驗材料。杏仁果 其特殊的營養成分,使它具有優異的生理價值。. 杏仁果每盎司的營養成分如下 (United States Department of Agriculture Research Service, 2005): 成分. 含量. 成分. 含量. 熱量 (kcal). 164. 膳食纖維 (g). 3.3. 蛋白質 (g). 6. 鉀 (mg). 206. 脂質 (g). 14. 鈣 (mg). 70. SFA (g). 1.1. 鎂 (mg). 78. MUFA (g). 9.1. 鐵 (mg). 1.2. PUFA (g). 3.5. 鋅 (mg). 1.0. 維生素 E (mg). 7.3. 銅 (mg). 0.32. 維生素 B (mg). 0.07. 錳 (mg). 0.72. 維生素 B (mg). 0.23. 植物固醇 (mg). 34. 1. 2. 14.
(27) 杏仁果中的 MUFA 比例約佔總脂質含量的 63.6%,為 MUFA 極豐富的食物來源。每盎司杏仁果中的維生素 E,足以提供 61% 的 daily value;因此杏仁果,堪稱為維生素 E 含量最豐富的核果類 (Kris-Etherton et al., 1999)。 此外,杏仁果亦是多酚類化合物的豐富來源,其中又以類黃酮類 (flavonoids) 為 其 主 要 的 多 酚 類 化 合 物 成 分 , 包 括 : catechin, epicatechin, quercetin, kaempferol,以及 isorhamnetin (Chen et al., 2005; Wijeratne et al., 2006)。帶有麩皮之杏仁果及麩皮之酒精萃取 物,其每公克當中的總多酚類含量分別為 8 mg 及 88 mg 之 quercetin 當量 (quercetin equivalent) (Wijeratne et al., 2006)。. 二、杏仁果的研究發現 先前有許多研究探討杏仁果對血脂組成的影響,例如:給予高脂 血症的成人每日 37 g 的杏仁果達一個月後,相較於實驗前,可顯著 降低其 LDL-C 的濃度及 LDL-C: HDL-C 的比值,若每日攝取 73 g 的杏仁果,還可顯著降低其 lipoprotein (a) 及氧化型 LDL 的濃度 (Jenkins et al., 2002);高膽固醇症的成人每天食用 100 g 生的或經 烘焙的杏仁果達 4 週後,相較於實驗前,可以顯著降低其 TC 及. 15.
(28) LDL-C 的濃度 (Spiller et al., 1998; Spiller et al., 2003);此外,杏仁 果不僅對血脂組成有正面益處,在健康成人的試驗中亦證實,杏仁果 可增加受試者血漿中維生素 E 的濃度 (Jambazian et al., 2005)。 許多研究亦發現,杏仁果所富含的多酚類化合物具有特殊的生理 益處,例如:帶有麩皮之杏仁果及其麩皮的多酚類萃取物,已證實可 抑制 LDL 的氧化作用、降低過氧自由基 (peroxyl radical) 和氫氧自 由基 (hydroxyl radical) 對 DNA 的氧化傷害,及具有螯合金屬離子 的能力 (Wijeratne et al., 2006);在 in vitro 及 ex vivo 的實驗中,以 酸化的甲醇萃取杏仁果麩皮中之多酚類,發現其萃取物可有效抑制人 類. LDL 及倉鼠 LDL 的氧化作用 (Chen et al., 2005)。 近年來開始有學者研究杏仁果對於餐後血糖濃度之影響,發現健. 康成人在食用含有 90 g 杏仁果的白麵包後,相較於食用白麵包的控 制組,可以顯著降低其餐後血糖濃度 (Josse et al., 2007);同樣的, 食用了富含杏仁果的餐點後,不僅可顯著降低其餐後血糖濃度,亦可 降低其蛋白質的氧化傷害 (Jenkins et al., 2006)。 上述文獻皆分別證實杏仁果具有改善血脂組成、提升血漿維生素 E 濃度、調節 LDL 氧化作用、降低 DNA 氧化傷害、改善餐後血糖 濃度,及降低蛋白質的氧化傷害等生理效用,但上述這些臨床研究, 僅限於健康成人或高血脂症患者的探討。然而杏仁果對於第 2 型糖 16.
(29) 尿病患者之影響,目前仍闕如;在 2002 年的實驗中僅發現,連續 4 週食用以杏仁果取代 10% 總熱量來源的飲食,相較於食用橄欖油的 控制組飲食,對第 2 型糖尿病患者其血糖濃度及血脂組成並沒有顯 著的影響. (Lovejoy et al., 2002)。此外,對於其他第 2 型糖尿病患. 者之心血管疾病的危險因子而言,例如:胰島素抗性、氧化壓力,以 及發炎反應之影響,目前仍是未知的。. 17.
(30) 第三章 研究動機與目的 糖尿病是國人極重要的慢性病問題,且第 2 型糖尿病更佔總糖 尿病人口中的絕大比例。第 2 型糖尿病之嚴重及其多重的併發症是 最令人擔憂的疾病後果,例如:心血管疾病是危及第 2 型糖尿病患 者之生命的重要主因,因此對此族群而言,心血管疾病危險因子的控 制,是不容忽視的目標。 目前我國營養界對於第 2 型糖尿病患者的飲食修正方向,多半 是藉由調整飲食中醣類的比例,以降低對胰臟 β 細胞的負擔。但是 為了達到足夠的熱量攝取量,常藉由提升飲食中脂質的比例以符合熱 量的需求。研究發現,脂質的種類對血脂的組成有顯著的影響,例如: 富含 SFA 的飲食,不僅會提升 TC 及 LDL-C 的濃度,也會增加胰 島素抗性,甚至會增加第 2 型糖尿病患者罹患心血管疾病的風險; 然而富含 MUFA 飲食,則具有保護心血管系統、有助提升胰島素敏 感性及有利於血糖控制的效用。 核果類是富含 MUFA 的天然完整食物來源,且含有多種生物活 性的成份。杏仁果,是維生素 E 含量最豐富的核果類,許多文獻已 證實杏仁果具有改善血脂組成、提升血漿維生素 E 濃度、調節 LDL 氧化作用、降低 DNA 氧化傷害、改善餐後血糖濃度,及降低蛋白質 18.
(31) 氧化傷害等生理效用。雖然過去研究已證實核果類的攝取可降低罹患 心血管疾病的風險,但是核果類的一員-杏仁果,它對第 2 型糖尿 病患者其心血管疾病危險因子之影響,目前的研究仍十分有限。 在實驗設計的動機上,先前研究指出,在沒有良好的飲食控制 下額外補充杏仁果,不會影響健康受試者的胰島素抗性,但會造成其 體重的增加,推測可能是體重的上升而降低了杏仁果在改善胰島素抗 性上的潛在益處。因此以取代部分熱量的方式來攝取杏仁果,應是較 為合適的實驗設計。此外,其他研究亦發現,以杏仁果取代 20% 總 熱量來源的飲食,可顯著改善高脂血症患者的血脂組成;而以杏仁果 取代 10% 總熱量來源的飲食,則對第 2 型糖尿病患者之血糖濃度 及血脂組成無顯著的影響。然而,杏仁果對第 2 型糖尿病患者之胰 島素抗性、氧化壓力,及發炎反應等心血管疾病之危險因子,皆未曾 被探討。 因此,本研究以杏仁果取代 20% 總熱量來源之飲食,來探討杏 仁果對合併有高脂血症的第 2 型糖尿病患者,其胰島素抗性、高血 糖、血脂異常、氧化壓力,及發炎反應等心血管疾病危險因子之影響。. 19.
(32) 第四章 受試者與研究方法. 第一節、受試者招募 受試者為 20 位罹患第 2 型糖尿病的患者,皆來自台北醫學大 學附設醫院之新陳代謝科及營養諮詢門診轉介。受試者條件如下: (1) 不對杏仁果產生過敏;(2)年齡介於 40 至 80 歲之間;(3)血清 中 TC 濃度為>200 mg/dL 或 TG 濃度為>150 mg/dL; (4)HbA1C 數值為 6~8 %;(5)血糖及血脂濃度在 3 個月內的變動幅度小於 10 %;(6)沒有其他糖尿病之併發症,如糖尿病腎病變;(7)沒有 經常性地攝取脂肪酸補充劑或核果類 (一週少於 3 次);(8)沒有 服用任何會影響血脂代謝的藥物。受試者在填寫受試者同意書後,即 進入實驗。 受試者在進入實驗之前,先給予填寫綜合問卷以瞭解其基本資 料、生活型態及飲食習慣、疾病狀況等。. 20.
(33) 第二節、實驗設計與流程 此為隨機的、2×2 交叉的飲食介入試驗。20 位受試者首先進入 為期 2 週的適應期,於適應期結束後則進入為期 4 週的第一階段飲 食介入期:將受試者隨機分為兩組,分別給予為期 4 週的控制組飲 食或杏仁果飲食。接著,受試者進入為期 2 週、不具有飲食介入的 排空期,並在排空期結束之後,所有受試者「交叉」進入第二階段並 為期 4 週的另一飲食介入期;亦即,第一階段飲食介入期期間食用 杏仁果飲食的受試者,在第二階段飲食介入期則改為食用控制組飲 食,反之亦然。受試者在實驗期的開始前及結束後,皆會進行體位測 量及空腹血液樣本的採集(實驗流程圖請見下頁) 。 受試者在開始進入實驗時,會給予一份受試者手冊,內容包含了 實驗須知、流程表使用說明、流程表、身體健康檢查的檢測項目、飲 食原則、早餐的飲食建議表、午餐及晚餐的飲食建議表、飲食紀錄表 之填寫範例,以及飲食紀錄表。. 21.
(34) 實驗流程圖:. 22.
(35) 第三節、飲食設計 【適應期】: 在為期 2 週的適應期期間,受試者需自行製備飲食,且維持其進入實 驗期之前的一般、習慣性飲食,但避免攝食核果類或營養補充品。此 外,受試者需進行 3 天的飲食紀錄 (2 天平常日及 1 天假日) 。 【飲食介入期】: 共有以下兩種試驗飲食,皆介入 4 週: (1) 控制組飲食 (control diet):依據 2005 年美國糖尿病協會所提出 的飲食建議方針來進行設計:醣類與 MUFA 的熱量總合應佔總 熱量的 50-60%;蛋白質應佔總熱量的 15-20%;SFA 及 PUFA 分別應佔總熱量的 7% 以下及 10%;一日的膽固醇攝取量應小於 200 mg (American Diabetes Association, 2005)。本研究中所設 計的控制組飲食,其醣類、蛋白質及脂質佔總熱量的比例分別 為:56%、17% 及 27%。 (2) 杏仁果飲食 (almond diet):以帶有麩皮之杏仁果取代控制組飲食 中 20% 的總熱量來源。以一日熱量需要量為 1800 kcal 的杏仁 果飲食為例,杏仁果則提供 360 kcal 的熱量來源,約每日供應 56 克的杏仁果。杏仁果為經過烘焙、但未經調味加工的美國加州. 23.
(36) 杏仁果,並且以點心或製備於餐點當中來供應。 實驗期間,每個平常日(週一至週五)皆提供受試者午餐及晚餐。 不含有杏仁果的餐點,皆由台北醫學大學附設醫院營養室製作;而添 加有杏仁果的餐點,則由研究員於台北醫學大學保健營養學系膳食製 備廚房中進行製作。每位受試者依其熱量需要量,給予適合其個人熱 量需求的餐點。在受試者進入實驗前,會由營養師來指導受試者如何 選擇及製備其平常日的早餐及假日的三餐,並給予飲食建議表作為參 考;而所有的假日,受試者皆需進行飲食紀錄。 【排空期】: 在為期 2 週的排空期期間,受試者需自行製備飲食,且維持其進入實 驗期之前的一般、習慣性飲食,但避免攝食核果類或營養補充品。此 外,受試者需進行 3 天的飲食紀錄 (2 天平常日及 1 天假日) 。. 24.
(37) 第四節、檢體分析. 一、檢體的收集與前處理 將抽取的血液檢體分別以含有 ethylenediamine tetra- acetic acid (EDTA) 的採血管(紫頭管)、含有 heparin 的採血管(綠頭 管)、含有 NaF 的採血管(灰頭管)及不加有任何抗凝劑的採血管 (紅頭管)來收集。各項檢體收集與分析項目,請見下頁圖示說明。 紅頭管之血液經離心(1400 xg,10 分鐘,KUBOTA 5800)後, 分離出血清,分裝後置於 -80 ℃保存,待日後用於下列各項檢測中: insulin, TC, TG, LDL-C, HDL-C, FFA, Apo A-1, Apo B 及 CRP 濃 度。 紫頭管之血液經離心(1400 xg,10 分鐘,KUBOTA 5800)後 分離出血漿,分裝後置於 -80 ℃保存,待日後用於下列檢測中:脂 肪酸組成、維生素 E 濃度、FRAP (ferric reducing ability of. plasma) 濃度、脂質過氧化物 MDA (malondialdehyde) 濃度、 protein carbonyl 濃度及促發炎細胞激素 TNF-α 及 IL-6 濃度。 綠頭管之血液經離心(1400 xg,10 分鐘,KUBOTA 5800)後 分離出血漿,並分裝後置於 -80 ℃保存。血漿將用於 LDL 氧化遲滯 時間 (LDL lag time) 及總多酚類濃度的檢測。 25.
(38) 灰頭管之血液經離心(1400 xg,10 分鐘,KUBOTA 5800)後, 分離出血漿,分裝後置於 -80 ℃保存,待日後用於血糖濃度的檢測。. 檢體收集與分析項目:. 26.
(39) 二、檢測項目 1、控制組飲食與杏仁果飲食的營養組成分析: 以御廚皇軟體 (E-kitchen) 進行兩飲食的營養組成分析。. 2、體位及血壓測量 (1)體重及體脂肪百分比 以體脂機(Body composition analyzer, X-SCAN, JAWON ) 進行測量。 (2)收縮壓及舒張壓 以自動血壓機(AUTOMATIC BLOOD PRESSURE FT-500R, JAWON)進行測定。. 3、空腹血糖及胰島素濃度 (1)血糖濃度 利用自動分析儀 (SYNCHRON LX® 20, Beckman Coulter, nc., US) 測定之。測定原理如下:利用 glucose 在以 O2 電極 及 glucose oxidase 的 存 在 下 會 生 成 gluconic acid 及 H2O2,因此可藉由生化儀器將 O2 消耗速率經電子訊號直接轉 換成血糖濃度。為了避免 H2O2 進行逆反應並生成 O2,因此. 27.
(40) 會 在 反 應 中 加 入 ethanol 與 catalase 以 促 使 其 轉 變 為 acetaldehyde 及 H2O,以及加入 Iodide 與 molybdate 以促 使其轉變為 Iodine 及 H2O。 (2)胰島素濃度 採用 insulin ELISA 商業試劑組 (Mercodia, Sweden, 醫誠) 測 定之。原理是利用酵素免疫測定法來進行胰島素濃度的測定。當 血液樣本中的胰島素與試劑中的胰島素抗體進行反應,則胰島素 抗體可與胰島素及 microtitrtation well 進行結合。利用清洗的方 式去除未結合的酵素,再藉由與 3,3’,5,5’-tetramethylbenzidine (TMB) 進行反應以偵測其濃度。實驗流程如下:在每個 well 中 加 入 25 μL 的 血 清 樣 本 後 , 加 入 100 μL 的 enzyme conjugate,並在室溫下以震盪器震盪 1 小時。將每個. well 清. 洗 6 次後,加入 200 μL 的 substrate TMB,並於室溫下反應 15 分鐘。最後加入 Stop Solution 以停止反應,並讀取波長 450 nm 下的吸光值。. 4、胰島素抗性指標: 以. Homeostasis. Model. Assessment-Insulin. Resistance. (HOMA-IR) 公式計算之 (Matthews et al., 1985)。HOMA-IR=. 28.
(41) 空腹血糖濃度 (mmol/L) × 空腹胰島素濃度 (μU/mL) / 22.5. 5、血脂組成: (1)血清 TG 濃度 利用自動分析儀 (SYNCHRON LX® 20, Beckman Coulter, Inc., US) 測定之。測定原理如下:TG 會在 lipase 的作用下水解成 glycerol 及 fatty acids,接著在 glycerol kinase 作用下, glycerol 及 ATP 會轉變為 glycerol-3-phosphate 及 ADP,且 glycerol-3-phosphate 及 O2 可在 glycerophosphate oxidase 作用下生成 dihydroxyacetone 及 H2O2。利用 H2O2 可與 4aminoantipyrine 及 3,5-dichloro-2-hydroxybenzene- sulfonic acid (DHBS) 氧化結合形成紅色的 quinoneimine,並且可在波 長 520 nm 下測得其吸光值,因此可藉由相對於標準品的吸光 值來求得血清 TG 的濃度。 (2)血清 TC 濃度 利用自動分析儀 (SYNCHRON LX® 20, Beckman Coulter, Inc., US) 測 定 之 。 測 定 原 理 如 下 : cholesterol esterase 會 將 cholesterol ester 水解成 free cholesterol 及 fatty aicds。 且 藉由 cholesterol oxidase 的作用下,可將 free cholesterol 及. 29.
(42) O2 轉變為 cholestene-3-one 及 H2O2 。利用 peroxidase 可 催 化 H2O2, 4-aminoantipyrine 及 phenol 並 生 成 紅 色 的 quinoneimine,因此可藉由測量 quinoneimine 於波長 520 nm 下的吸光值來計算血清 TC 濃度。 (3)血清 LDL-C 濃度 利用自動分析儀 (SYNCHRON LX® 20, Beckman Coulter, Inc., US) 測定之。測定原理如下:利用兩種特殊的界面活性劑 (detergent) 進行樣本的處理。第一種介面活性劑能溶解「非」 LDL 的粒子,例如:HDL-C, VLDL-C 及乳糜微粒,並且釋放其 中的 cholesterol,進而與 cholesterol. esterase 及 cholesterol. oxidase 結合產生不具有呈色的產物。第二種介面活性劑能溶 解 LDL 的粒子,在釋放 cholesterol 後使之與 cholesterol esterase. 及. cholesterol. oxidase. 結 合 , 並 產 生. cholestene-3-one 及 H2O2 。利用 peroxidase 可催化 H2O2 與 4- aminoantipyrine 及 N,N-bis(4-sulphobutyl)-m-toluidinedisodium (DSBmT) 並生成具有呈色的產物,因此可藉由測量 波長 560 nm 下的吸光值來計算血清 LDL-C 濃度 (4)血清 HDL-C 濃度 利用自動分析儀 (SYNCHRON LX® 20, Beckman Coulter, Inc., 30.
(43) US) 測定之。測定原理如下:在含有高量陰離子的試劑之存在 下,特殊界面活性劑無法吸附 LDL, VLDL-C 及乳糜微粒之表面 而無法與之產生作用,因此僅能溶解 HDL 粒子並且釋放其中 的. cholesterol , 進 而 與. cholesterol. esterase 及. cholesterol oxidase 結 合 , 並 產 生 cholestene-3-one 及 H2O2。利用 peroxidase 可催化 H2O2, 4-aminoantipyrine 及 N,N-bis(4-sulphobutyl)-m-toluidine- disodium (DSBmT) 並生 成具有呈色的產物,因此可藉由測量波長 560 nm 下的吸光值 來計算血清 HDL-C 濃度。 (5)血清 FFA 濃度 利用商業試劑組 (Randox, Laboratories Ltd, England) 進行測 定。測定原理如下:FFA 在 ATP 及 CoA 的存在下,可藉由 Acyl CoA synthetase 轉變為 Acyl CoA 及 AMP 與 PPi。 Acyl CoA 及 O2 可 再 藉 由 Acyl CoA oxidase 轉 變 為 2,3,-trans-Enoyl-CoA 並生成 H2O2。而 peroxidase 可將 H2O2 與 N-ethyl-N- (2-hydroxy-3-sulphopropyl)-toluidine (TOOS) 及 4-aminoantipyrine 轉變為 4 分子的 H2O 及可在波長 550 nm 下讀取吸光值的紫色產物。測定流程如下:取 50 μL 的血 漿樣本加入 1.0 mL 的 Acyl CoA synthetase、ATP 及 CoA 的 31.
(44) 混合試劑,於 37℃ 下作用 10 分鐘。接著加入 1.0 mL 的 Acyl CoA oxidase, peroxidase, TOOS 及 4-aminoantipyrine 的混合試劑,並於 37℃ 下作用 10 分鐘後測定波長 550 nm 下的吸光值。 (6)血清 Apo A-1 濃度 利用商業試劑組 (Randox, Laboratories Ltd, England) 進行測 定。測定原理是利用特殊 antiserum 與 Apo A-1 反應後形成 不溶性的化合物,並藉由測量樣本及標準品的吸光值來求得樣 本中 Apo A-1 的濃度。實驗流程如下:加入 200 μL 的 Assay buffer 及 12 μL 的標準品或血清樣本稀釋液並混合均勻,於 37 ℃下作用 5 分鐘後測量第一次的吸光值 (A1) 。接著加入 80 μL 的 Antibody Reagent 並混合均勻,於 37 ℃下作用 5 分鐘後測量第二次的吸光值 (A2) 。利用 A2 減去 A1 的數值, 求出標準品及樣品的 Δ A,並帶入標準曲線後得到血清中 Apo A-1 的濃度。 (7)血清 Apo B 濃度 利用商業試劑組 (Randox, Laboratories Ltd, England) 進行測 定。測定原理是利用特殊 antiserum 與 Apo B 反應後形成不 溶性的化合物,並藉由測量樣本及標準品的吸光值來求得樣本 32.
(45) 中 Apo B 的濃度。實驗流程如下:加入 200 μL 的 Assay buffer 及 12 μL 的標準品或血清樣本稀釋液並混合均勻,於 37 ℃下作用 5 分鐘後測量第一次的吸光值 (A1) 。接著加入 40 μL 的 Antibody Reagent 並混合均勻,於 37 ℃下作用 5 分鐘後測量第二次的吸光值 (A2) 。利用 A2 減去 A1 的數值, 求出標準品及樣品的 Δ A,並帶入標準曲線後得到血清中 Apo B 的濃度。 (8)血漿磷脂質中脂肪酸組成 將 500 μL 的血漿放入試管中,依序加入 2.0 mL 的去離子水、 2.0 mL 的 methanol 及 3.0 mL 的 chloroform 後混和均勻,以 3,000 xg 離心 10 分鐘,並去掉上層溶液,再將下層溶液放入另 一試管中烘乾並秤重。之後,再加入 100 μL 的 C17: 0 後烘乾。 根據所得之 phospholipids 的重量,加入 14 % BF3-methanol (1 mg BF3-methanol 可與 14-16 mg 的脂質反應)的溶液。加 熱 100 ℃共 30 分鐘,之後予以冷卻。最後加入 2.0 mL 的 pentane 及 1.0 mL 的去離子水後混和均勻,並以 1,400 xg 離 心 10 分鐘,取出上層並烘乾。加入 20 μL hexane 後進行氣相 層析儀測定。. 33.
(46) 6、抗氧化狀態指標 (1)血漿 vitamin E 濃度 取 血 漿 500 μL , 加 入 2.0 mL absolute ethanol ( 含 1% pyrogallol)及 6.0 mL n-hexane (含 0.125% 的 butylated hydroxytoluene, BHT)並均勻震盪 5 分鐘後,在 4 ℃下以 1,400 xg 離心 10 分鐘。分層後,取定量之上層有機液,真空乾 燥以去除溶劑,暫存於 -20℃,且儘快分析。分析前加入 100 μL methanol 充分溶解,並以 HPLC 進行分析。另取一定量之 α-tocopherol (Sigma, T3251) 溶於 methanol 中,製備成不同濃 度之維生素 E 標準品。HPLC 所得知檢體及標準品中維生素 E 的結果,皆以色層分析數據處理系統-訊華 SISC-LAB 電腦分析 軟體(訊華股份有限公司)進行數據處理計算。 HPLC 分析條件: Machine: Jasco PU-980 Intelligent HPLC Pump Jasco UV-975 Intelligent UV/VIS Detector Jasco AS-950 Intelligent sampler Column: C 18 (4×250 nm, 4 μm, LiChroCART, 友和) Mobile phase: pure methanol Flow rate: 1.0 mL/min 34.
(47) Detector UV @ 292 nm Retention time: 5.5 分鐘. (2)血漿總多酚類濃度 取 500 μL 的血漿檢體於離心管中,加入 1.0 mL 的 1.0 mol/L 之 HCl 震盪 60 秒,於 37℃下水浴 30 分鐘。加入 1.0 mL 的 2.0 mol/L 之 NaOH in 75% methanol,震盪 3 分鐘,於 37℃下水浴 30 分鐘。加入 1.0 mL 的 0.75 mol/L 之 MPA (metaphosphoric acid) 後,以 1,400 xg 離心 10 分鐘,取出 上清液,水浴並避光。下層再加入 1.0 mL 的 1:1 (v/v) acetone: water。以 1,400 xg 離心 15 分鐘後,取出上清液。將兩上清 液混和後,避光並進行過濾,即得血漿之萃取物。之後以去離子 水取代萃取液作為 blank;以 gallic acid 作為標準品,將標準 品以 0.3% 之 HCl 酸化過的 methanol/water(60:40,v/v) 溶液調配出不同濃度的標準液。之後取 100 μL 的 blank、標準 液及血漿萃取液加入 2.0 mL 的 2% Na2CO3 混合均勻,靜置 2 分鐘後再加入 100 μL 的 50% Follin-Ciocalteau reagent,混合 均勻後於室溫下放置 30 分鐘,並且利用分光光度計於波長 750 nm 下測定吸光值,再用 gallic acid 的標準曲線計算萃取液中 總多酚類的含量,而多酚類含量均以 gallic acid equivalent 35.
(48) (GAE) 表示。 (3)血漿 FRAP 濃度 利用血漿的抗氧化能力將試劑中氧化型鐵離子進行還原,以作為 總抗氧化能力的評估指標。測定原理如下:Fe3+ 會與 TPTZ (2,4,6,-tripyridyl-S-triazine) 結合形成 Fe3+-TPTZ 複合物,在低 pH 值之下,可藉由血漿中的抗氧化能力將 Fe3+-TPTZ 還原為 藍色的 Fe2+-TPTZ,而當血漿中的抗氧化能力越強,則還原型 Fe2+-TPTZ 的濃度越高,在 593 nm 下的 OD 值越高。實驗流 程 如 下 : 將 pH 3.6 的 300 mM acetate buffer, 10 mM 2,4,6,-tripyridyl-S-triazine (TPTZ) in 40 mM HCl 及 20 mM FeCl3.6H2O in distilled water 以 10:1:1 之比例混合,製備成 FRAP Cocktail solution,並以 FeSO4.7H2O. 配製為標準品. 溶液。先將血漿樣本進行 4 倍稀釋,並取 30 μL 的血漿樣本加 入 90 μL 的去離子水。接著,加入 900 μL 的 FRAP Cocktail solution 並放置 60 分鐘後,於波長 595 nm 下讀取吸光值。. 7、氧化傷害指標 (1)血漿 MDA 濃度 利用 thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) 方法測. 36.
(49) 定之。取一定量之 MDA 溶於去離子水中,製備成不同濃度之 標準品;以去離子水作為 blank。取 20 μL 的 blank、標準液 及血漿,加入 800 μL 之 0.22% H2SO4, 100 μL 之 10% PTA (phosphotungstic. acid). 及. 200. μL. 之. 0.67%. TBA. (thiobarbituric acid),混合均勻後於 95℃ 環境下水浴 60 分 鐘,取出後立即冰浴,之後加入 600 μL 之 butanol,於 4℃ 下 以 32,000 xg 離心 5 分鐘,取 200 μL 上清液至 96 well 螢光 黑盤,之後利用螢光光度計 (Ex 533 nm/Em 590 nm) 測量。 (2)LDL 的氧化遲滯時間 LDL 氧化遲滯時間是評估 LDL 對氧化防禦能力的重要指標。原 理如下:以「促氧化劑」誘導 LDL 之氧化作用的發生並使其產 生過氧化物質-共軛雙烯 (conjugated diene),並可在 UV 234 nm 的波長下可測得其吸光值。若 LDL 對氧化的防禦能力越 強,則 LDL 的氧化遲滯時間越長。實驗流程如下:1) 血漿中 LDL 的分離:將 400 μL 的血漿與 600 μL 、密度為 1.006 g/mL 的 NaBr 加入離心管中,在 4 ℃下以 200,000 xg 的轉速離心 4 小時。離心後,取出上層 400 μL 的 VLDL 並丟棄,再將下 層加入 400 μL、密度為 1.063 g/mL 的 NaBr,於 4 ℃下以 200,000 xg 的轉速離心 4 小時。離心後,則得到上層 400 μL 37.
(50) 的 LDL。將 LDL 置入透析膜,並於 PBS 當中透析 12 小時。 2) LDL 的蛋白質定量:使用 Bio-Rad Protein Assay 試劑進行 蛋白質定量。將 1.0 mL 的蛋白質定量試劑與 10 μL 的 LDL 混 合均勻,靜置 10 分鐘後,於波長 595 nm 下測定其吸光值。 利用 BSA (Albumin, Bovine) 作為標準品並繪製標準曲線以換 算 LDL 蛋白質濃度。3) LDL 氧化遲滯時間的測定:以濃度為 5 mM 的 CuSO4.5H2O 作為促氧化劑。先利用 PBS 調整 LDL 蛋白質濃度至 200 μg/mL,並使 LDL 及 PBS 的混合液之總體 積達到 600 μL,再利用分光光度計將 PBS 及 LDL 的混合液 當作 Blank 歸零。接著加入 1.2 μL 的 CuSO4.5H2O,每隔 120 秒測定一次 UV 波長為 234 nm 下的吸光值。利用所得到 的時間對吸光值的作圖,求出 LDL 氧化的遲滯時間。 (3)血漿 protein carbonyl 濃度 Protein carbonyl 之濃度可作為蛋白質氧化傷害指標。測定原理 如 下 : 蛋 白 質 氧 化 後 所 形 成 的 protein carbonyl 可 與 2,4dinitrophenylhydrazine (DNPH) 進行反應,並形成具有呈色的 dinitrophenylhydrazones 化合物。實驗流程如下:溶於 HCl 的 DNPH 與蛋白質作用並加入 20% (w/v) 的 trichloroacetic acid 後,蛋白質即形成沉澱物。以 4.0 ml 的 ethanol/ethyl acetate 38.
(51) (1:1) 混合溶液清洗三次,並在轉速 6,000 ×g 離心 5 分鐘,以 去 除 washing solution 上 的 懸 浮 粒 子 。 最 後 , 以 6 M 的 guanidine– HCl 溶液將沉澱物溶解,並測量在波長 360 nm 下 的吸光值。. 8、發炎反應指標: (1)血清 CRP 濃度 利用自動分析儀 (COBAS INTEGRA 800, Roche) 測定之。利 用免疫比濁法之原理進行測定:以乳膠粒子附著單株血清抗體 (monoclonal anti-CRP antibodies) 與 CRP 進行結合,在波長 552 nm 下測定光線被懸浮粒子干擾後所剩餘的透射光強度,當 CRP 濃度越高,則透射光強度越低。 (2)血漿 TNF-α 濃度 採用 high sensitivity ELISA 分析試劑組 (Quantikine, R&D systems, catalog NO. HSL00C, 世盟) 測定之。分析前,將所 有 試 劑 回 溫 至 室 溫 。 於 96 well 盤 中 加 入 50 μL Assay Diluent,之後每一 well 分別加入 200 μL 的標準品和檢體, 室溫下反應 3 小時。每一 well 再以 wash buffer 清洗 6 次 後,加入. 200 μL 鍵 結 有. 39. alkaline phosphatase 的.
(52) conjugate,於室溫下反應 2 小時,再以 wash buffer 清洗 6 次後,加入 50 μL 的 Substrate Solution,室溫下反應 1 小 時 。 接 著 於 每 一 well 中 , 再 加 入 50 μL 的 Amplifiter Solution,室溫下反應 45 分鐘後,再加入 50 μL 的 Stop Solution 以停止反應。呈色結果利用 ELISA reader 讀取波長 490 nm 下之吸光值。 (3)血漿 IL-6 濃度 採用 high sensitivity ELISA 分析試劑組 (Quantikine, R&D systems, catalog NO. 900-003, 世盟) 測定之。分析前,將所 有試劑回溫至室溫。於 96 well. 盤中加入 100 μL 的 Assay. Diluent,之後每一 well 分別加入 100 μL 的標準品和檢體, 室溫下反應 1 小時。每一 well 再以 wash buffer 清洗 4 次 後,加入 100 μL 的 IL-6 抗體,於室溫下反應 1 小時,再以 wash buffer 清 洗. 4 次後,加入. 50 μL 的. IL-6 的. Conjugate,室溫下反應 30 分鐘。每一 well 再以 wash buffer 清洗 4 次後,加入 100 μL 的 Substrate Solution。室溫下反 應 45 分鐘後,再加入 100 μL 的 Stop Solution 以停止反 應。呈色結果利用 ELISA reader 讀取波長 570 nm 下之吸光 值。 40.
(53) 第五節、統計方法 數值皆以 Mean ± SEM 表示。以 Microsoft Office Excel 分析 軟體進行統計分析,以 unpaired t test 進行控制組飲食及杏仁果飲 食間營養成分的比較;以 paired t test 進行控制組飲食及杏仁果飲 食介入後,受試者的體位測量及血液生化數值結果的比較。當 p< 0.05 表示具有統計上的差異。. 41.
(54) 第五章 實驗結果. 第一節、受試者基本資料 受試者的基本資料顯示於表一。20 位(9 位男性及 11 位女 性,平均年齡為 58 ± 2 歲)第 2 型糖尿病患者皆全數完成試驗, 其罹患糖尿病的時間平均為 8 ± 1 年,皆無使用胰島素治療,且實 驗期間皆無改變口服治療用藥的種類及劑量。其中有 1 位受試者(女 性,年齡 78 歲)反應在杏仁果飲食介入初期有輕微腸道不適的現 象,但不影響其試驗意願,且數日後腸胃道即恢復正常狀況;所有受 試者對杏仁果菜餚皆有良好的接受度。. 42.
(55) 表 一、受試者的基本資料. 43.
(56) 第二節、實驗飲食的營養素組成分析 表二顯示,以每日熱量攝取量 1800 kcal 為例的控制組飲食及杏 仁果飲食的營養成分比較。 相較於控制組飲食,杏仁果飲食中脂質佔總熱量的百分比顯著較 高 (26.6 vs. 34.5%, p<0.0001);醣類的百分比則顯著較低 (56.8 vs. 50.6%, p<0.0001);而兩飲食中蛋白質的百分比則無顯著的差異。 此外,杏仁果飲食中有顯著較高的 PUFA (9.4 vs. 10.5%, p<0.05) 及 MUFA (8.1 vs. 16.5%, p<0.0001) 佔總熱量的百分比;而兩飲食 中 SFA 的百分比則無顯著的差異;而其相對的 P/M/S 分別是: 1.5/1.3/1 及 1.9/2.7/1。 相較於控制組飲食,杏仁果飲食中有顯著較高的膳食纖維 (24.6 vs. 26.9 g, p<0.05)、維生素 E (3.8 vs. 19.1 mg α-TE, p<0.0001) 及鎂 (201.9 vs. 332.7 mg, p<0.0001) 的含量;而兩飲食中膽固醇 的含量則無顯著差異。. 44.
(57) 表 二、控制組飲食及杏仁果飲食的營養成分比較(以每日 1800 kcal 為例). 45.
(58) 第三節、血壓及體組成 受試者經 4 週的控制組飲食或杏仁果飲食介入後,其血壓及體 組成之結果顯示於表三。 受試者食用 4 週的杏仁果飲食後,其收縮壓及舒張壓相較於控 制組飲食,不具有顯著的差異。此外,為期 4 週的杏仁果飲食介入 對受試者的 BMI 沒有顯著的影響,但可以顯著降低其體脂肪百分比 (30.4 vs. 29.6 %, p<0.005)。. 46.
(59) 第四節、血糖控制及胰島素抗性 受試者經 4 週的控制組飲食或杏仁果飲食介入後,其空腹血 糖、胰島素濃度及胰島素抗性指標-HOMA-IR 之結果顯示於表三。 相較於控制組飲食,受試者食用 4 週的杏仁果飲食後,其空腹 血糖 (155.1 vs. 149.0 mg/dL, p<0.05) 及胰島素濃度 (94.4 vs. 86.4 pmol/L, p<0.05) 皆有顯著較低的結果。此外,受試者也有顯著 較低的 HOMA-IR 數值 (5.19 vs. 4.63, p<0.01)。. 47.
(60) 表 三、第 2 型糖尿病患者經控制組飲食或杏仁果飲食介入後的體位、血糖控制 及胰島素抗性之結果. 48.
(61) 第五節、血脂組成 受試者經 4 週的控制組飲食或杏仁果飲食介入後,其血漿磷脂 質中脂肪酸組成之結果顯示於表四。相較於控制組飲食,受試者在 4 週的杏仁果飲食介入後,其血漿磷脂質中有顯著較低的 SFA (46.5 vs. 38.9%, p<0.01) 比例,並且有顯著較高的 MUFA (13.6 vs. 20.7%, p <0.01) 及油酸 (12.9 vs. 19.7%, p<0.01) 的比例;而 PUFA 的比 例在兩飲食介入後並沒有顯著的差異。 受試者經 4 週的控制組飲食或杏仁果飲食介入後,其血脂組成 之結果顯示於表五。相較於控制組飲食,食用為期 4 週的杏仁果飲 食後,受試者血清 TG 及 HDL-C 濃度並無顯著的差異,但可顯著 降低其血清 TC (214.5 vs. 202.7 mg/dL, p<0.005), LDL-C (131.7 vs. 116.5 mg/dL, p<0.005) 及 FFA (0.73 vs. 0.66 mmol/L, p<0.01) 的濃度;此外,LDL-C: HDL-C 的比值在杏仁果飲食介入後亦有顯著 較低的結果 (3.12 vs. 2.76, p<0.01)。 對於本體脂蛋白的影響方面,相較於控制組飲食,杏仁果飲食介 入可顯著降低受試者其 Apo B 濃度 (133.7 vs. 110.8 mg/dL, p< 0.01) 以及 Apo B: Apo A-1 的比值 (1.14 vs. 1.00, p<0.01),但是 對 Apo A-1 的濃度則沒有顯著的影響。. 49.
(62) 若將受試者食用控制組飲食或杏仁果飲食後,其血脂、脂蛋白及 本體脂蛋白的濃度進行相對於基礎值之改變量的作圖(圖一),由實 驗結果顯示,相較於控制組飲食,受試者食用杏仁果飲食後其血清 TC (-1.6 vs. -7.6%, p<0.005), LDL-C (-0.1 vs. -11.6%, p<0.01), Apo B (0.6 vs. -17.5%, p<0.005) 及 FFA (0.6 vs. -8.8%, p<0.01) 濃度相較於基礎值的改變量具有顯著較高的結果;然而對 TG 及 Apo A-1 濃度的改變量沒有顯著的影響。此外,實驗結果亦發現,受 試者在杏仁果飲食介入後,有顯著較高的 LDL-C: HDL-C (-0.5 vs. -10.3 %, p<0.005) 及 Apo B: Apo A-1 (2.9 vs. -11.0%, p<0.01) 比值的改變量。. 50.
(63) 表 四、第 2 型糖尿病患者經控制組飲食或杏仁果飲食介入後的血漿磷脂質中脂肪酸 組成之結果. 51.
(64) 表 五、第 2 型糖尿病患者經控制組飲食或杏仁果飲食介入後的血脂組成之結果. 52.
(65) 圖 一、第 2 型糖尿病患者經控制組飲食或杏仁果飲食介入後的血脂組成改變量. 53.
(66) 第六節、抗氧化狀態及氧化傷害指標 4 週的控制組飲食或杏仁果飲食介入對受試者其抗氧化狀態- FRAP, vitamin E 和總多酚類濃度,及蛋白質和脂質氧化傷害指標- protein carbonyl, MDA 濃度和 LDL 氧化遲滯時間等結果,皆顯示於 表六。受試者食用 4 週的杏仁果飲食後,相較於控制組飲食,可顯 著增加其血漿維生素 E 濃度 (25.8 vs. 31.8 μmol/L , p<0.001);但 對 FRAP 和總多酚類濃度沒有顯著的影響。 在氧化傷害指標的影響方面,相較於控制組飲食,受試者食用 4 週的杏仁果飲食後,可顯著降低其血漿 protein carbonyl 濃度 (2.60 vs. 2.16 μmol/L , p<0.005),並且增加 LDL 氧化遲滯時間 (54.0 vs. 65.6 minutes, p<0.005);但對血漿 MDA 濃度沒有顯著的影響。. 54.
(67) 表 六、第 2 型糖尿病患者經控制組飲食或杏仁果飲食介入後的抗氧化狀態及氧化 傷害指標之結果. 55.
(68) 第七節、發炎反應 受試者經 4 週的控制組飲食或杏仁果飲食介入後,其發炎反應 指標-TNF-α, IL- 6 及 CRP 濃度之結果顯示於表七。相較於控制組 飲 食 , 杏 仁 果 飲 食 介 入 可 顯 著 降 低 受 試 者 體 內 的 IL- 6 (153.5 vs.140.1 IU/μL) 及 CRP (3.27 vs. 1.98 mg/L) 濃度;但對 TNF-α 的濃度沒有顯著的影響。. 56.
(69) 表 七、第 2 型糖尿病患者經控制組飲食或杏仁果飲食介入後的發炎指標之 結果. 57.
(70) 第六章 討論. 第一節、杏仁果飲食的特性 根據 2002 年 Adult treatment panel III (ATP III),糖尿病患者 在 CHD 罹患風險的分類上,被界定為 CHD risk equivalent,亦即 其 10 年後死於 CHD 的風險程度與已罹患 CHD 的患者相等。因 此,糖尿病患者除了有較為嚴格的 LDL-C 濃度的控制目標外,也被 強烈地建議應遵循 therapeutic lifestyle changes (TLC) 飲食,以利 LDL-C 濃 度 的 控 制 及 CVD 風 險 的 降 低 (National Cholesterol Education Program , NCEP, 2002)。 TLC 的飲食組成當中,建議總脂質及 SFA 佔總熱量的比例分 別應小於 35% 及 7%,MUFA 及 PUFA 佔總熱量的比例則分別應 不大於 20% 及10%;醣類佔總熱量的比例應介於 50 至 60%;蛋 白質佔總熱量的比例則建議約 15%。每日的膳食纖維攝取量建議在 20 至 30 g;而膽固醇則是應少於 200 mg。此外,TLC 飲食的選 擇建議中也指出,應頻繁地攝取核果類以保護心臟的健康。 而本研究中的杏仁果飲食,不僅是富含核果類的飲食內容,其 營養素組成與 TLC 飲食的建議亦十分相近,顯示杏仁果飲食是適合 糖尿病患者長期食用的。 58.
(71) 第二節、杏仁果飲食對體組成之影響 由實驗結果得知,受試者食用杏仁果飲食或控制組飲食後,其 BMI 未有顯著的差異,顯示受試者在兩飲食介入期間皆有良好的遵從 度,其總熱量攝取量有達到良好的控制。 經 4 週的杏仁果飲食介入後,受試者的體脂肪百分比有顯著降 低的結果;在 Rodríguez 等人 (2002) 的細胞研究中發現,油酸可 調控脂肪組織及骨骼肌中的未耦合蛋白 (uncoupling protein) 基 因,進而促進粒線體的脂肪酸氧化作用及產熱效用。而本研究中,杏 仁果飲食由於提供了較高的油酸來源,因此可能藉由此機制而影響了 受試者體內能量的平衡,進而降低了脂肪的蓄積,故造成受試者在杏 仁果飲食介入後,相較於控制組飲食有較低的體脂肪百分比。. 59.
(72) 第三節、杏仁果飲食對血糖控制及胰島素抗性之影響 實驗結果顯示,杏仁果飲食的介入具有顯著降低受試者空腹血糖 濃度及胰島素抗性指標-HOMA-IR 的效果。2002 年 Lovejoy 等人 的研究中發現,在沒有良好的飲食控制下給予健康受試者每日 100 g 的杏仁果,持續食用 4 週後,對其胰島素抗性及空腹血糖濃度並沒 有顯著的影響;然而受試者的體重卻顯著地增加。作者推測這可能是 體重的上升而降低了杏仁果在改善胰島素抗性的潛在益處,因此未能 達到改善血糖濃度的效用。因此,本實驗設計是給予受試者良好的飲 食控制,並以杏仁果取代飲食中 20% 的總熱量來源,且結果得知, 在未改變受試者 BMI 之下,具有降低胰島素抗性指標及空腹血糖濃 度的效用,顯示杏仁果必須在取代部分熱量的方式下給予,方能達到 杏仁果在降低胰島素抗性及空腹血糖濃度上的正面益處。 杏仁果對胰島素抗性指標及空腹血糖濃度的改善效應,推測可 能是源自以下幾個原因: (1) 低昇糖指數 (glycemic index, GI) 的飲食: 2007 年的研究指出,飲食中的 GI 值與杏仁果的含量呈現劑 量相關性 (Josse et al., 2007);而臨床研究證實,長期食用低 GI 的飲食有利於第 2 型糖尿病患者的血糖控制 (Rizkalla et. 60.
(73) al., 2004)。 (2) 杏仁果是 MUFA 的豐富來源: 相較於控制組飲食,杏仁果飲食中提供較高的 MUFA 比例; 在糖尿病動物模式的實驗中發現,富含 MUFA 的飲食具有降 低胰島素抗性及幫助血糖控制的效果 (Kotake et al., 2004), 且臨床研究亦發現,富含 MUFA 的飲食對第 2 型糖尿病患者 具有改善血糖控制的效用 (Pohl et al., 2005);此外,相較於富 含 SFA 的飲食,富含 MUFA 的飲食具有增加胰島素敏感性 的作用 (Vessby et al., 2001)。 (3) 杏仁果是植酸及多酚類化合物的來源之一: 多酚類化合物及植酸,可分別藉由直接與澱粉酶結合以及與澱 粉酶的輔因子-鈣離子結合而抑制澱粉酶的活性,進而抑制醣 類的吸收,因此有利於血糖濃度的控制 (Yoon et al., 1983; Thompson et al., 1984)。 (4) 杏仁果是膳食纖維及鎂的豐富來源: 每盎司的杏仁果可提供約 3.3 g 的膳食纖維及 78 mg 鎂。而 膳食纖維的攝取已證實有助於血糖的控制 (Anderson et al., 1994);此外,飲食中鎂的攝取量亦被認為與預防胰島素抗性 的發生有關 (Olatunji et al., 2007)。 61.
(74) 根據 ATP III 指出,糖尿病患者若嚴謹地進行血糖控制,則可降 低糖尿病小血管併發症的發生率,亦可能降低 CHD 的罹患風險 (NCEP, 2002);此外,長期的胰島素抗性亦被認為與許多的心血管疾 病危險因子有關,例如:高血壓、血脂異常及不正常的血液凝集作用 等 (Reaven et al., 1998);且胰島素抗性指標-HOMA-IR,也被認 為是第 2 型糖尿病患者其心血管疾病的獨立危險因子之一 (Bonora et al., 2002),因此,受試者在杏仁果飲食介入後具有顯著降低的空 腹血糖濃度及 HOMA-IR 值,顯示杏仁果飲食對心血管疾病之發展 病程上具有潛在的正面調節益處。. 62.
(75) 第四節、杏仁果飲食對血脂組成之影響. 一、TC 及 LDL-C 濃度的影響 在為期 4 週的杏仁果飲食介入後,相較於控制組飲食,可顯著 降低受試者血清 TC 及 LDL-C 的濃度,及相對其基礎值各有 7.6% 及 11.6% 的改變量。先前許多研究中皆證實杏仁果具有改善 TC 及 LDL-C 濃度的效用,例如:Sabate 等人 (2003) 的研究顯示,在連 續食用 4 週以杏仁果取代 20% 總熱量來源的 Step I 飲食後,相較 於控制組的 Step I 飲食,可顯著降低健康成人受試者其血清 TC 及 LDL-C 的濃度;而對於高膽固醇血症的成人而言,每天食用 100 g 生的或經烘焙的杏仁果為期 4 週後,相較於實驗前,亦可顯著降低 其 TC 及 LDL-C 的濃度 (Spiller et al., 2003)。 先前研究指出,花生具有顯著降低健康人或高膽固醇血症患者其 TC 及 LDL-C 濃度的效用;然而,花生相較於富含橄欖油的控制組 飲食時,其對血脂的調節效用則不復見 (Kris-Etherton et al., 1999)。 而在 2002 年的杏仁果研究中也得到一致性的結果:給予第 2 型糖 尿病患者以杏仁果取代 10% 總熱量來源的高脂飲食或低脂飲食,並 以富含 MUFA 的油脂(橄欖油及芥花油)提供 10% 總熱量來源的 高脂飲食或低脂飲食作為對照組,發現飲食中脂質的的來源(杏仁果 63.
(76) vs. 橄欖油及芥花油)對 TC 及 LDL-C 的濃度沒有顯著的影響,顯 示杏仁果對 TC 及 LDL-C 濃度的調節效用可能相似於富含 MUFA 的油脂,因此當以富含 MUFA 油脂的飲食作為對照組時,無法顯現 杏仁果對 TC 及 LDL-C 濃度的改善效應 (Lovejoy et al., 2002)。此 亦說明了核果類對改善 TC 及 LDL-C 的效用可能類似於 MUFA 調節血脂的機制。 研究指出,富含 MUFA 的飲食對血脂組成具有正面的益處;相 對的,富含 SFA 的飲食則對血脂有負面的影響,例如:高膽固醇血 症的受試者在食用以富含油酸之葵花油所製作的高 MUFA 飲食後, 相 較 於 高 SFA 飲 食 , 可 顯 著 地 降 低 其 TC 及 LDL-C 的 濃 度 (Allman-farinelli et al., 2005),這說明了飲食中的脂肪酸組成在血脂 濃度調節上扮演著不容忽視的角色。 為了進一步了解杏仁果飲食對 TC 及 LDL-C 濃度的改善效應 是 否 僅 來 自 於 飲 食 中 脂 肪 酸 組 成 的 改 變 , 因 此 根 據 1992 年 Mensink 等人所提出的「飲食中脂肪酸組成的改變量預測 TC 及 LDL-C 濃度的改變量」之公式來進行評估: ΔTC (mg/dL) = 1.51ΔS-0.12ΔM-0.60ΔP ΔLDL-C (mg/dL) = 1.28ΔS-0.24ΔM -0.55ΔP (S, percentage energy from saturated fatty acids/d; M, percentage energy from monounsaturated fatty acids/d; P, percentage energy from polyunsaturated fatty acids/d). 64.
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