富铬酵母调节血糖血脂的作用

富铬酵母调节血糖血脂的作用 富铬酵母调节血糖血脂的作用 解放军预防医学杂志2O00年10月第18卷第5期JPMedChinPL^October2O00Vo1.18?5.387' 也曾8《黾4昏蟾 ;专题讲座; m0P 弓.富铬酵母调节血糖血脂的作用 (天津医科大学公卫室,天津,300070) 摘要成人体内含铬5,10噶,三价铬为葡萄耐量因子GTF之主要成分.成人每日膳食 中适宜的铬摄入量为50,20Og,天津市民每日膳食中约含铬4o,8o缺铬可以导致糖尿病, ,并影响蛋白质与B高血脂症NA台成,目前,国内外有人制成富含三价铬的富铬酵母,可以降低 ?型糖尿病患者血糖及血浆胰岛素,又可降低高血脂患者的I?,TG,LDL—C,并升高HDL—C;动 物实验齐明,可使动脉粥样硬化大鼠动脉内皮细胞病变恢复正常.为此,对富铬酵母的生产与 药理作用,富铬酵母的降糖效果以及降脂作用作一概迷.有关血铬含量测定及其作用等问题尚 待深入研究. 关键词:堕壁墨!馥萤糖武量凰王一氆 中图分类号:R1513,R15145文献标识码:B文章编号:1 自1959年Shwartz,Me_]提出三价铬为葡萄糖 耐量因子GTF之主要成分后,很多学者对三价铬的 吸收利用进行研究,并观察到缺铬可引起焦急,疲 劳,葡萄糖耐量异常,生长发育迟缓及高胆固醇血 症.GTF为2分子烟酸4分子O与c,形成的络 合物,分子中的4个O可被甘氨酸(或谷氨酸,半 胱氨酸)取代而衍生为化学性质稳定,代谢作用强的 络合物.GTF的作用可能是促使胰岛素与靶细胞膜 上受体相结合,使胰岛素与受体巯基形成二硫键,促 使胰岛素发挥作用L2j.DominqueBougle提出,铬不 仅对碳水化合物与脂类代谢有活性作用,并与蛋白 质合成及RNA合成皆有关铬出现在多种组织及 器官中,脑的尾状核中铬浓度高,故对生长儿童为重 要因素.有蛋白质,热能缺乏的儿童如再缺铬,则健 康受损更严重.胰囊状纤维化症及其它急性病可增 加铬自尿中排除,导致机体缺铬L3j食物中的铬为 无机或有机化合物形式,啤酒酵母,猪肝,猪肾中的 有机三价铬皆有生物活性.膳食中的组氨酸,尼克 酸,抗坏血酸可促进其吸收,植酸,大量的锌,钒,铁 可减少铬的吸收.吸收的铬与运铁蛋白结合,故在 三价铁数量很大时,铁与铬有拮抗作用.铬浓度很 鸭稚甲碍同OOl一248(2OOO)05—0387一4 高时可与血浆中其它蛋白如-/及8球蛋白,脂蛋白 结合,未吸收铬自粪中排除,已吸收利用的残余铬一 部分储存,一部分自尿中排出j:成人总含铬量约 5,1Omg. 曾有多人研究铬与胰岛素关系,无机铬或富铬 酵母对?型糖尿病,血脂及实验性动脉粥样硬化的 作用c可能通过两方面使心肌免受损伤,一是 以GrIT形式促进能量转化,供给心肌更多能量,稳 定细胞膜;二是与核酸代谢有相互作用,利于RA 与蛋白质的合成,从而保护心肌免受损伤,可逆转试 验性心肌损伤大鼠的心肌电生理变化,对心肌超微 结构的改变产生保护作用,又对心肌损伤大鼠甲状 腺激素与环核苷酸(C—AMP)的变化有矫正作 用6. 成人每日膳食中摄人的铬量变化较大,自几十 到几百微克.人体对铬吸收率低,每日摄人铬量 10g时,吸收率可达2%;每H摄人铬40以上 时.吸收率下降至0.4%左右啤酒酵母中含有生 物活性形式的铬,吸收率可达10%以上.目前各国 尚未提出铬的每H需要量,而只提出了安全适宜量, 即7岁以上至成年为50,200p.g?d..,而在剧烈运 388?解放军预防医学杂志2000年l0月第l8卷第5期 Jt5-evMedChinPl^^October2000Vo1.I8No.5 动,患糖尿病或受严重创伤时应及时补铬1].早年 补充铬多用crCh200QO,也有人用含铬高的啤 酒酵母lIl Me11z曾提出GrIT由铬,尼克酸及谷氨酸,甘氨 酸和半胱氨酸组成;而Ha)~ock自啤酒酵母中分离出 l1种含铬组分,认为酵母中的生物活性物质称生物 活性铬更恰当L1.我国有人用美国营养2I公司的 高铬酵母作为?糖尿病的辅助治疗,在愿用降糖药 不变的情况下,日给该酵母lg(i00gc)2个月, 空腹血糖及糖耐量曲线下降.酵母为良好的微量元 素载体无机铬人体吸收率为0.5%,铬酵母中所 含铬吸收率可提高100倍. 1富铬酵母的生产与药理作用 山西省曾测定该地28种食物灰分中的铬含 量】.我室用原子吸收分光光度计测定了天津市 常用38种食物(洗净晾干后称重测定),得知天津常 用蔬菜类,肉食类,谷物类中铬含量范围分别为 0.00I一0074mg?100.0008—0.05Img?100g 及0.004—0109mg-100g;鱼虾及豆类铬含量分别 为0005,0.16mg?100g和0.012,0.077rag-100 g按天津成人膳食调查结果计算每日膳食中摄人 铬含量约40,8o,低于上述WH0推荐的每日膳 食中铬适宜量50—200ttg,故我国自产富铬酵母以 防治铬不足及其引致的疾病非常重要经与浙江大 学合作.将crC加入培养基内制成富铬酵母,由北 京第二食品公司所属酵母厂试产,酵母属Saccha— romycesCerevisiaeHansen菌种,成品灭活烤干,细菌 霉菌与铬含量检验合格.含铬量40?.(3842 tLg'g-)的富铬酵母中仅有三价铬,无六价铬.将富 铬酵母粉末装胶囊置瓶中.于室温放置21个月,又 于37?,湿度80%,40?,湿度80%条件下各放3 个月,其色,香味无变化,六价铬阴性,原子吸收 光谱测铬含量无变化.选大,小白鼠各100只进行 富铬酵母经口急性毒性实验,经口LD5o>30g?kg. 属无毒物质.将饲料中加入4.5%,9.0%及I8.O% 的富铬酵母与对照组比较,18%剂量组雌鼠食物利 用率与雄鼠6月末肝脏系数方面与对照组有显着差 别,故以9.0%组为临床使用量.动物用量9g?kg-, 以安全系数100计成人每日可服54富铬酵母,相 当酵母铬216.Ames实验,枯草杆菌重组实验, 原噬菌体诱导实验及微核试验精子畸形实验共5种 方法测定富铬酵母的致突变作用皆为阴性,说明该 受试物对微生物系统,体细胞系统及生殖细胞系统 均未见致突变性.一般药理实验显示,经口给小鼠 大剂量时(ED>2.85rag?kg),对其自然活动有镇 静作用;用超大剂量(6g?ks)口服,对小鼠和大鼠 皆无催眠的麻醉作用;给40Orag?ks-口服,对戊巴比 妥钠麻醉犬的呼吸,血压,心率和心电图均无明显作 用实验用剂量均显着超过临床用量.观察大鼠食 富铬酵母6个月对肝脏影响表明.犬鼠每日口服 (9g-kg体重)富铬酵母6个月,肝铬不增,以安全 系数100计,相当于60体重成人日服5.4g富铬 酵母(相当2I6三价铬)6个月1].嵇兆武提取 了酵母与富铬酵母中含铬活性物,用红外线光谱,紫 外吸收光谱,质谱,氨基酸分析仪,高压液相色谱分 析,判定提纯物中有尼克酸及甘,缬,蛋异亮,苯丙, 亮,苏,赖,精,天冬,丙,酪,胱,脯,组,谷,丝氨酸等 I7种氨基酸.与丁文军测定值比较,后者分析的富 铬酵母中有15种氨基酸,缺少脯与胱氨酸,并有铬, 钡,锶,钒及铁,钙等I4种元素L15. 2富铬酵母的降糖效果 用四氧嘧啶静脉注入健康大鼠引起糖尿病.用 不同剂量富铬酵母口服后观察降糖效果结果可见 每日口服05g?kg..和1g?kS"富铬酵母可降血糖, 并可使正常胰岛直径增大,J何慧德曾用我室生 产的富铬酵母在北京以?型糖尿病患者为对象,在 控制血糖不变(单用饮食控制或口服降糖药)的 基础上,加服富铬酵母胶囊(含铬40?g-),每日相 当l00Pgc,;对照组给天然酵母(含铬053? g0)制玻的胶囊,内古I325治疗3个月 后,富铬酵母组的空腹血糖自平均l1.76mmol?L-下 降至9.35mmol?,糖化血红蛋白自I2.35%降至 9.62%,血浆胰岛素自25.3?ml..降至l7.34"u? ml,,血铬自2.69rmml?【增至5.77nmol?,皆有 显着意义.天然酵母组亦可见到空腹血糖下降与血 铬上.升,加大酵母中铬含量,可增加其降低血糖,糖 化血红蛋白及胰岛素作用.邸平等认为,多年来报 道血铬正常值相差很多倍,这与测定方法及对污染 的处理有关.一般静脉取血用不锈钢针头,其中含 铬.南开大学中心实验室采用硅化处理的针头取血 后,聚乙烯管保存血清,并用原子吸收法测定,其结 解放军预防医学杂志2000年10月第18卷第5期JPTevMMchI盯P『lAoc幻 ber2O00Vd18?5'389 果血糖血脂正常的中老年人3O名血清铬平均为 0.27?0.10ng?Inr(5.19?1.92f?n0l_L)'… 陆chard如de也提出由于分析仪器改良和注意被 污染,血清铬正常值逐步下降.1985年在几个国家 证实,血清铬通常是013-.<0.5',即2. 59.62mnol-J方向华等测定的血清铬正常 值为443.o4I1?0l_陈清等测知北京人全血铬 正常值为0205?0.031uT-LI1.崔金山等测知 沈阳人全血铬正常值为l404?7.36nrn0l-IL. 我室亦探讨了富铬酵母降低血糖有效剂量.以 ?型糖尿病患者151人为三组,分别给酵母铬l00 ? ,l50?及200?.3个月治疗后,血糖 皆有非常显着地下降.原用的优降糖逐渐减量,部 分人停服.三组显效率分别为7l6%,78.1%和 517%,有效率分别为21O%,21.9%和44.8%,无 效率分别为74%,0与3.4%以显效率来看,150 g-d..组最好;从减用优降糖情况来看,以200}培-d 组最好.由此可按病情轻,中,重分别给予l00ug, l50或200酵母铬,以3个月为一疗程,连续 用34个疗程或更长.用优降糖辅助治疗,是由于 富铬酵母促进胰岛恢复正常功能作用是逐步进行 的.一般患糖尿病后胰岛萎缩,使其恢复正常大小 及胰岛素恢复正常降糖,降脂作用需2—3周或更长 一 段时间,故需要用优降糖辅助,逐渐减量,按病情 发展停用或用微量辅助.经给60名原来应用优降 糖每日2.5mg5哗,7.5mg,10mg的?糖尿病患 者试服富铬酵母(100gc),2个月后,服优降糖 剂量下降,有83%的患者完全停服优降糖.另优 降糖治疗组3o人服优降糖剂量未变,而用富铬酵母 治疗2个月,0,3o,60,l鲫rain糖耐量实验中血糖值 分别下降均值为1.26,1.56,2.58,2.06和2.o4mrr~l ? . ,皆有显着意义;胰岛素释放实验在O,3O,6O, 120,l8oIIlin时,胰岛素分别下降均值5.74,1l38, 5.17,l323与8.02u?,,皆有显着意义.优降糖 组胰岛素释放试验,于各时点皆有显着下降,而血糖 值仅在1吕omin时有显着下降(1.24rm).说明单 独使用富铬酵母或同时加用少量(2.5r)优降糖2 个月,对改善糖耐量,降低空腹血糖有显着效果.糖 尿病人肺结核发病率高于非糖尿病人,且较难治疗. 本室以合并浸润型肺结核的?型糖尿病人为观察对 象,其中l5人维持原来的降糖药治疗,29人加服富 铬酵母l00c-d'.3个月后,加服富铬酵母组 空腹血糖显着下降(自l4.45?m?降至8.67 rnm0II).显效率,有效率与无效率分别为483%, 27.6%,24l%;单纯用降糖药组服药前后空腹血糖 无显着差别(9.07—973nmaol-),显效,有效,无 效率分别为20.O%,133%,66.7%,其疗效与富铬 酵母组有显着差别,服富铬酵母组血铬亦明显上升一 日本学者木村氏提出啤酒酵母中G1T可维持正常 葡萄糖耐量,又提出铬,镁,钒,硒对碳水化物代谢有 关.但其代i身j机制尚不清楚J 3富铬酵母的降脂作用 刘明等通过动物实验测知缺铬可导致动物出现 高胆固醇血症和动脉粥样硬化铬有降低血中Tc, 作用,并能提高血中H1)IJ的浓度c可加强 脂蛋白酯酶(1lPJ_)和卵磷脂胆固醇酰基转移酶 (1EAr)的活性,这两种酶可参与HDL的合成.体内 缺铬时,LPJ_,LcAT活性下降,HDL合成减少J崔 金山测知冠心病人血铬低于对照,而血铬与血中 HDL—C水平明显正相关ll. 关于动物用富铬酵母抗动脉粥样硬化的作用, 用高脂饲料及甲基硫氧嘧啶制成动脉硬化大鼠模型 后,可观察到大鼠主动脉内皮细胞肿胀.不地突 向管腔,内皮下有泡沫细胞,其胞浆内有多数巨大空 泡如大鼠在食用甲基硫氧嘧啶与高脂司料的同时 预防性地给予富铬酵母,则可观察到大鼠动脉内皮 细胞有轻度肿胀,胞浆内有少量空泡.若在形成动 脉粥样硬化模型后,改用基础饲料,40d后可见动脉 内皮细胞下仍有泡沫细胞,其中空泡甚多.在大鼠 制成As模型后改用基础饲料40d,同时给予富铬酵 母治疗,可见大鼠主动脉内皮细胞基本恢复正常,内 皮下仍可见到泡沫细胞,而空泡消失【.给63位 患高脂血症而血糖正常患者每日服2.5g富铬酵母 (含铬浓度4o?g,l00g铬?d')3个月,原来升高 的,及u)IJ—C显着降低,而皿L—C显着血 清升高,血清铬显着上升给82名台并?型糖尿病 的高脂血症患者服用富铬酵母后,血糖TC,Tc,LcL — c显着降低,而}?)L—C显着升高.血脂正常的 35位?型糖尿病人服用富铬酵母后,空腹血糖显着 降低,HDL—C显着升高,而Tc,,u)IJ—C无变 化 为了解富铬酵母防止肥胖儿童高血脂作用,对 390-解放军预防医学杂志2OOO年10月第18卷第5期JPreyMedChinPLAOctober 加00Vol18No.5 8,l2岁儿奄l242人进行体检,肥胖检出率7.8% 肥胖儿童参与查血脂者66人,38人血脂正常,检出 率为57.5%血脂正常的肥胖儿童(=28)血清铬 为4.09nraol?L,高血脂肥胖儿童(=34)血清铬为 2.88nmol-L-J.给l5名高血脂肥胖儿童服用富铬酵 母胶囊(含75C)2个月后.其代,Tc,LDL—C 分别自5.32,2.13,3.52mmol?L降至4.05,1.14, 2.18n1In0I.L-,HDL—C自1.50mmol-L..升至1.65 mmol?L-.血清铬亦显着升高J 富铬酵母可使高血脂症患者增加尿铬排除量:7 名正常男性观察其24h尿铬平均282.9?39.31; 对l8名高脂血症患者观察平均24h尿铬为252.3 ?61.3ng,其中8人日服富铬酵母100,服用前后 24h尿铬为254.4?37.9ng和320.5?419ng;5人 日服酵母铬200?d,,服用前后24h尿铬为264.3 ?94.1ng和456.7?86.9ng可见人体对尿铬排除 有调节作用,摄人铬多时排除量适度增加Richard 报告尿铬正常值220ng"d-,(10()0ng-dl.. 总之,据目前研究结果,糖耐量受损,空腹胰岛 素升高,高血脂症可能是缺铬指征,补铬后上述指征 改善者属于低铬状态富铬酵母有调节血糖,血脂 作用,有助于治疗?型糖尿病与高血脂症.但是测 定血,尿铬方法尚不完善,有待进一步探讨. 参考文献 1SehwartzK,Merlzw.Chromium?andthedL|c08etoler- arlcefactorArchBi~ehemBioplly,1959,8s:292 2橡晓利,马涧泉主编医学生物化学北京:人民卫 生出版社.1998957958 3Ih]eD,BureauF,VoirlnJdPlasmacIlr0m?n?n— eentra~onsinnm11aIiiff~ntsandcysticFibrosispatientsBiol Tmee口?Res.1992,32:53 4Ducr璐V.Chromiumetabolism.AliteratureReviewBiol TraceElementResoareh1992,32:65 5陈炳卿主编.营养与食品卫生学北京:人民卫生出 版牡.1994.36 6GnmadillsVA?slribution0fchromiumin?dc~r0onnts 0rdiabetiesandamle~icpatientsTrace口ementsandElee. tr惦,1995,12(2):76 7HnDLEffectofvariousofdietarychr~niumon gmwtha,Ldbo【jyo0p0si[朋inratnlltr.Res,1997,17 【2J:282 8边建朝.扬有军,杨晓霞等铬对心肌损伤大鼠甲状 腺激素环苷酸的作用营养,1997,19(4~?:465 9扬有章.宋术亮.边建朝.铬对太鼠心肌损伤保护作 用的实验研究中华预防医学杂志,】996,30(4):225 l0邵继智,顾景范,张思源.经肠营养北京:军事医学 科学出版社,199984 1IAnaer~nRA,PbMM,BD,denNASu~plemen— tal—chromiume.cOngIu,ins~ngluca~n,and urin~yychmmi~alosesinsubjectsconsuming~ntmlledl 一 chromium&etsAmJ口inNt~tr.1991.54:91)9 】2程义勇.必须微量元素铬的研究.生理科学进展, 1990,21(14):345 13张永平,田若涛,郭琳.山西主要食物中微量元素含 垦调查.营养.1991,13(2):187 14刘莉,康静,焦振山太鼠服用富铬酵母6个月对肝 铬含量的影响天津医学院,1993.(I):t42 l5丁文军,钱琴芳.侯小琳等富铬酵母的各种元素和 氩基酸分析营养,1999.2l(1):95 16潘性源,焦振山,张才丽等.富铬酵母对实验性糖屎 病的影响.天津医药.1999,(9):39 】7邸平,江焱,赵利民富铬酵母治疗糖尿病,高脂血症 的临床敬果研究.南开大学(自然科学),1992. 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