平 成 24 年 11 月 1 日 第 1 回 大 麦 食 品 シンポジウム 糖 尿 病 と 大 麦 食 品 徳 島 大 学 大 学 院 ヘルスバイオサイエンス 研 究 部 臨 床 栄 養 学 分 野 武 田 英 二
病 棟 栄 養 学 科 徳 島 大 学 NST(Nutrition Support Team)
平 成 19 年 の 国 民 健 康 栄 養 調 査 糖 尿 病 が 強 く 疑 われる 人 89 万 人 糖 尿 病 の 可 能 性 を 否 定 できない 人 1,32 万 人 合 計 2,21 万 人 糖 尿 病 が 疑 われる 人 の 約 4 割 は 治 療 を 受 けたことがない
健 常 者 6kg 実 質 組 織 24kg 脂 肪 組 織 16kg 除 脂 肪 組 織 8kg 糖 質 -.3kg 1 日 摂 取 量 6g 6g 3g 水 分 細 胞 内 液 細 胞 外 液 組 織 間 液 血 漿 36L 24L 12L 9L 3L 2.5L
摂 食 後 の 糖 質 の 流 れと 血 糖 値 肝 臓 3-4% 末 梢 へ ( 血 糖 値 ) 6-7% 取 り 込 み 膵 臓 筋 肉 脂 肪 組 織 グルコース インスリン 分 泌 血 糖 値 (mg/dl) イ ンスリ ン 濃 度 (μ U/ml) 2 正 常 イ ンスリ ン 分 泌 正 常 血 糖 15 腸 管 1 5 血 糖 値 イ ンスリ ン 濃 度 3 6 9 12 時 間 ( 分 )
グルコース GIP インスリン 分 泌 脂 肪 GLP-1 2 型 糖 尿 病 では GIP を 介 した インスリン 分 泌 が 障 害 されている
血 糖 値 (mg/dl) イ ンスリ ン 濃 度 (μ U/ml) 2 初 期 イ ンスリ ン 分 泌 障 害 食 後 高 血 糖 食 後 高 イ ンスリ ン 分 泌 15 血 糖 値 1 5 イ ンスリ ン 濃 度 3 6 9 12 時 間 ( 分 )
血 糖 値 (mg/dl) イ ンスリ ン 濃 度 (μ U/ml) イ ンスリ ン 抵 抗 性 高 イ ンスリ ン 分 泌 食 後 および 空 腹 時 高 血 糖 2 血 糖 値 15 1 5 イ ンスリ ン 濃 度 3 6 9 12 時 間 ( 分 )
血 糖 値 (mg/dl) イ ンスリ ン 濃 度 (μ U/ml) 2 血 糖 値 15 1 イ ンスリ ン 分 泌 低 下 高 血 糖 5 イ ンスリ ン 濃 度 3 6 9 12 時 間 ( 分 )
食 後 血 糖 値 と 死 亡 率 は 相 関 する
食 後 高 血 糖 群 で 生 存 率 は 低 下 舟 形 町 研 究 - 心 血 管 イベント 累 積 生 存 率 - 1. 1. 累 積 生 存.98.96.94.92 正 常 血 糖 群 耐 糖 能 異 常 群 糖 尿 病 群.98.96.94 率 (WHO1985 基 準 による) (ADA1997 基 準 による) 食 後 血 糖 が 高 い.92.9 正 常 血 糖 群 空 腹 時 血 糖 異 常 群 糖 尿 病 群 1 2 3 4 5 6 7 ( 年 ) 1 2 3 4 5 6 7 ( 年 ) Tominaga M et al.: Diabetes Care 1999;22(6): 92-924 空 腹 時 血 糖 が 高 い
腸 管 上 皮 での 糖 質 輸 送 機 構 Na + Na + SGLT1 Na + K + グルコース 果 糖 GLUT5 グルコース K + GLUT2 果 糖 管 腔 腸 管 上 皮 血 管
ヒトのグルコーストランスポーター Very low (.1-.6 mmol/l) Frayn K.N. Metabolic Regulation. Blackwell Publishing 23
腸 管 上 皮 での 糖 質 輸 送 機 構 Na + Na + SGLT1 Na + K + グルコース 果 糖 GLUT5 グルコース RS1 K + GLUT2 果 糖 管 腔 腸 管 上 皮 血 管
RS1 欠 損 マウス Mol Cell Biol. 25(1): 78 87, 25
RS1 欠 損 マウス Mol Cell Biol. 25(1): 78 87, 25
Protein Fat Carbohydrate Indigestible dextrin Vitamin & mineral mix Experimental diets PO PL SO SL Protein composition --% -- Total milk protein 6 6 6 6 Casein 4 4 4 4 Fatty acid composition --% -- C16: palmitic acid 6.7 7.3 6.7 7.3 C18: stearic acid 4.2 2.6 4.2 2.6 C18:1 oleic acid 72.3 13.4 72.3 13.4 C18:2 linoleic acid 1.7 76.4 1.7 76.4 C18:3 a-linolenic acid 4.4.2 4.4.2 Other fatty acids 1.7 1.7 Carbohydrate composition --% -- Palatinose 7. 7... Sucrose.. 7. 7. Dextrin 3. 3. 3. 3. Total energy (kcal/g) -- g/kg diet -- 212.8 212.8 212.8 212.8 14.4 14.4 14.4 14.4 51.7 51.7 51.7 51.7 63.8 63.8 63.8 63.8 72.3 72.3 72.3 72.3 4.26 4.26 4.26 4.26
Methods (8wk-study) Animals Male, 11-wk-old Zucker fatty (fa/fa) rats, weighing 45-47g. Experimental design Acclimation to Standard diet Analyses -9 d Acclimation to PO diet Random assignment to 1 of 4 dietary groups. n=5 for each group. wk 8 wk PO, PL, SO or SL diet Obesity model with leptin receptor (ObRb) defect. Pair-feeding Free access to tap water Daily monitoring of food intake Weekly monitoring of body weight Exsaguination. Blood and tissue collection after 24-hr fast. Blood Liver Pancreas Adipose tissue Glucose Insulin Triglyceride Total cholesterol Free fatty acid Adiponectin TNFa Weight HE stain Hepatic TG real-time PCR Weight HE stain IHC-insulin Islet area Insulin-IR area Weight HE stain IHC-F4/8 Adipocyte area real-time PCR
Results (8wk-study) Body and adipose tissue weights and adipose tissue morphology Diet PO PL SO SL Body weight (g) 651.2±13.9 615.8±2.1 681.3±13.7 666.7±18.3 b b a a,b Visceral fat (g/kg BW) 111.9±6.1 113.7±5.7 138.6±6.9 121.7±3.7 b b a a,b Mesenteric fat 26.5±2.2 27.2±1.6 36.4±1.6 29.4±.8 Epididymal fat b 25.6±2.9 a,b a 26.8±2.2 36.±2.5 a,b 29.9±1.5 Retroperitoneal fat 59.8±2.1 59.6±3.8 66.2±.7 62.4±1.8 Energy intake (kcal/d) 9.6±1.8 89.6±1.9 9.8±1.2 91.4±1.5 2-way ANOVA C F C Х F.14.96.919.7.199.95.4.97.32.14.36.143.12.459.482.56.929.625 Frequency (%) 2 15 1 5 PO 2 15 1 5 PL 2 15 1 5 SO 2 15 1 5 SL 1 2 3 Size of adipose cell (mm²) 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Values are mean ± SEM (n=4-5 for each group). Means in a row with superscripts without a common letter differ, P<.5.
μm² % Results (8wk-study) Differential effects of dietary carbohydrate and fat on pancreatic islet morphology PO PL SO SL H&E Antiinsulin 15 Average islet area a a 1 Insulin positive area per islet Magnification bar = 1mm 1 75 a a b b 5 b b 5 PO PL SO SL 25 PO PL SO SL Values are mean ± SEM (n=4-5 for each group). Means in a row with superscripts without a common letter differ, P<.1 by Kruskal-Wallis test followed by Steel-Dwass post hoc test.
Summary & Conclusion Linoleic acid Sucrose Oleic acid Insulin Palatinose Adipocyte hypertrophy Hepatic lipogenesis Palatinose Inflammatory cytokines Macrophage recruitment Insulin resistance Compensatory hyperplasia Oleic acid Palatinose Oleic acid Activation, infiltration chemokines b-cell dysfunction Dysregulation of gluconeogenesis Obesity, Type 2 Diabetes, and Metabolic Syndrome
Relationship between percentage of pancreas volume occupied by β-cells and fasting plasma glucose in obese humans without insulin or oral antidiabetic treatment. The solid line is derived from nonlinear regression analysis (monoexponential fit, r =.5; P <.1 by ANOVA). The dashed vertical lines indicate the mean β-cell area in obese nondiabetic subjects (OND) (right) and the computed inflection point of the curve (left). Ritzel RA et al. Diabetes Care 29: 717-718, 26
エネルギー 過 剰 摂 取 高 脂 肪 食 高 GI 食 インスリン 早 期 分 泌 不 全 食 後 血 糖 改 善 薬 α -GI ナテグリニド 超 速 効 型 インスリン 食 後 高 血 糖 低 GI 食 低 GI 食 インスリン 過 剰 分 泌 悪 循 環 インスリン 抵 抗 性 改 善 薬 チアゾリジン 誘 導 体 ビグアナイド インスリン 抵 抗 性 肥 満 高 血 圧 凝 固 線 溶 異 常 脂 質 代 謝 異 常 糖 尿 病 狭 心 性 心 筋 梗 塞 脳 梗 塞 ASO
経 口 ブド ウ 糖 負 荷 試 験 による 血 糖 値 の 年 齢 による 変 化 血 糖 値 ( mg /dl) 15 1 5 5 歳 未 満 5-5 9 歳 血 糖 値 ( mg /dl) 15 1 5 3 6 9 12 18 ( 分 ) 3 6 9 12 18 ( 分 ) 6-6 9 歳 7-7 9 歳 8 歳 以 上 3 6 9 12 18 ( 分 ) 3 6 9 12 18 3 6 9 12 ( 分 ) ( 清 野 ら ) 18 ( 分 )
経 口 ブド ウ 糖 負 荷 試 験 によるイ ンスリ ン 値 の 年 齢 による 変 化 イ ン ス リ ン ( μ U /ml) 5 25 5 歳 未 満 5-5 9 歳 3 6 9 12 1 8 ( 分 ) 3 6 9 12 1 8 ( 分 ) イ ン ス リ ン ( μ U /ml) 5 25 6-6 9 歳 7-7 9 歳 8 歳 以 上 3 6 9 12 18 3 6 9 12 18 3 6 9 12 ( 分 ) ( 分 ) ( 清 野 ら ) 18 ( 分 )
人 種 間 での 食 後 血 糖 値 の 比 較 白 人 (イギリス) アジア 人 (インド) 基 準 食 試 験 食 Br J Nutr 99(4): 84-845, 28
血 糖 (mg/dl) 1 日 の 血 糖 の 動 き 27 24 朝 食 昼 食 夕 食 HbA1c < 6.5 % < 7-8 % > 9 % 21 18 15 12 9 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 時 間 ( 時 ) Diabetes Care 3: 263-269, 27より 一 部 改 変
主 食 の 低 GI(Glycemic Index) 化 と 副 食 の 低 GI 化 主 食 の 低 GI 化 麦 ー 日 本 国 民 が 容 易 に 利 用 できる 食 品 を 用 いてー 副 食 による 低 GI 化 めかぶ 粘 性 食 わかめ めかぶ
Glycemic Index (GI): 食 品 の 血 糖 上 昇 度 を 示 す 指 標 として 提 唱 された Am J Clin Nutr 1981, 34: 362-366 算 出 法 : 糖 質 5g 相 当 量 の 基 準 食 摂 取 後 の 血 糖 値 上 昇 曲 線 下 面 積 (AUC) に 対 する 糖 質 5g 相 当 量 の 試 験 食 摂 取 後 の 血 糖 値 AUCの 割 合 試 験 食 GI = 1 基 準 食 (グルコース 白 パン) 15 3 45 6 9 12 (min) 疫 学 研 究 において GI 値 は2 型 糖 尿 病 の 発 症 リスクと 正 の 相 関 関 係 を 示 し 低 GI 食 は2 型 糖 尿 病 の 発 症 を 抑 制 することが 明 らかとなっている Diabetes Care 1997, 2: 545-55 Am J Clin Nutr 2, 71: 921-93 Am J Clin Nutr 26, 83: 1161-1169
対 象 者 Characteristics Values M/F Age (y) Body weight (kg) Body Mass Index (kg/m 2 ) Body fat ratio (%) Triacylglycerol (mg/dl) Total cholesterol (mg/dl) HDL-cholesterol (mg/dl) Fasting plasma glucose (mg/dl) HbA1c (%) BUN (mg/dl) Creatinine (mg/dl) AST (IU/l) ALT (IU/l) 6/3 26.7 ± 1.1 61.1 ± 2.8 22. ±.7 18.5 ± 2.6 77. ± 1.5 162.9 ± 8.2 55.6 ± 2.3 9. ± 1.7 4.8 ±.1 11.3 ±.8.8 ±.5 15.6 ±.8 15. ± 2.1 mean ± SEM. 徳 島 大 学 病 院 倫 理 委 員 会 の 承 認 の 下 ヘルシンキ 宣 言 の 精 神 に 則 り 本 研 究 の 目 的 と 内 容 を 説 明 し 文 書 による 同 意 を 得 た
(mmol/l) (mmol.min/l) (pmol/l) 結 果 (pmol.min/l) (mmol/l) 1 8 6 4 2 Plasma glucose Serum insulin Serum free fatty acid 4 3 2 1.5.4.3.2.1 GL WR 1BAR 3 6 12 18 24 (min) 3 6 12 18 24 (min) 3 6 12 18 24 (min) ; GL vs BAR, ; GL vs WR, ; BAR vs WR, p<.5 4 3 2 1 a a b Plasma glucose AUC a a a a a a a a b a a a 4 3 2 1 a b b Serum insulin AUC a a b b a c b c b a b c GL WR 1BAR -3-6 -12-18 -24 (min) -3-6 -12-18 -24 (min)
(mmol/l) (mmol min/l) (pmol/l) 結 果 (pmol min/l) (mmol/l) Plasma glucose Serum insulin Serum free fatty acid 1 8 6 4 3 2.5.4.3 WR 3BAR 5BAR 4.2 2 1.1 3 6 12 18 24 (min) 3 6 12 18 24 (min) 3 6 12 18 24 (min) ;WR vs 3BAR, ; WR vs 5BAR, p<.5 4 3 Plasma glucose AUC 4 3 Serum insulin AUC WR 3BAR 5BAR 2 2 1 1-3 -6-12 -18-24 (min) -3-6 -12-18 -24 (min)
(mm) (mm) 結 果 (mm) (mm) 1 8 6 4 Fullness 1 8 6 4 Hunger GL WR 1BAR 2 2 ; GL vs BAR, ; GL vs WR, ; BAR vs WR, p<.5 3 6 12 18 24 (min) 3 6 12 18 24 (min) 1 8 6 Fullness 1 8 6 Hunger WR 3BAR 5BAR 4 2 4 2 ;WR vs 3BAR, ; WR vs 5BAR, p<.5 3 6 12 18 24 (min) 3 6 12 18 24 (min)
まとめ 血 糖 値 血 清 インスリン 濃 度 は 大 麦 の 容 量 依 存 的 に 低 値 を 示 し 日 常 的 な 摂 取 割 合 でも 米 飯 と 比 較 して 食 後 の 上 昇 抑 制 効 果 が 得 られた 水 溶 性 食 物 繊 維 を 豊 富 に 含 むことやアミロース 含 量 が 高 いことによる 影 響 が 考 えられる 麦 飯 はいずれの 割 合 においても 食 後 の 満 腹 度 が 高 い 値 を 維 持 した 満 腹 感 の 持 続 は 次 回 食 の 摂 取 量 を 減 少 させる 効 果 が 期 待 でき 2 型 糖 尿 病 の 予 防 や 治 療 に 有 効 であると 考 えられる 血 漿 デスアシルグレリン 濃 度 は 試 験 食 摂 取 後 に 低 下 し インスリン 濃 度 と 鏡 面 像 を 示 した 血 漿 デスアシルグレリン 濃 度 は 食 後 の 糖 代 謝 調 節 を 評 価 する 指 標 となりうる 可 能 性 が 示 唆 された
試 験 食 主 食 副 食 ( 豆 類 ) (いも 類 ) ( 野 菜 類 ) 調 味 料 水 エネルキ ー(kcal) たんぱく 質 (g) 脂 質 (g) 炭 水 化 物 (g) 食 物 繊 維 (g) 米 飯 食 米 飯 2g ー 2ml 32 4.2.8 69.4.5 通 常 食 米 飯 2g ゆで 大 豆 じゃがいも ブロッコリー しょうゆ 2ml 455 15.3 5.6 87.5 6.6 粘 性 食 米 飯 2g 納 豆 長 芋 オクラ しょうゆ 2ml 457 15.1 6.1 87. 6.5
対 象 者 の 身 体 所 見 および 血 液 生 化 学 検 査 値 耐 糖 能 異 常 ~2 型 糖 尿 病 患 者 健 常 群 インスリン 抵 抗 性 群 インスリン 分 泌 低 下 群 ( n=11 ) ( n=11 ) ( n=3 ) 性 別 ( 男 性 / 女 性 ) 4 / 7 7 / 4 2 / 1 年 齢 ( 歳 ) 26.5 ± 1. 45.2 ± 2.9 55. ± 1.7 BMI ( kg / m 2 ) 2.6 ±.8 27.6 ±.7 25.6 ±.7 血 糖 値 ( mg / dl ) 86.2 ± 1.8 16.2 ± 4.1 115. ± 1. インスリン (μu / ml ) 5.7 ±.8 15.3 ± 1.6 5.1 ±.5 HOMA-IR 1.25 ±.18 4.15 ±.63 1.44 ±.14 HOMA-β 86.5 ± 7.7 128.3 ± 7. 35.6 ± 3.9 HbA1c ( % ) 4.6 ±.1 5.4 ±.1 5.5 ±.1 遊 離 脂 肪 酸 (μeq / l ) 453 ± 47 739 ± 71 627 ± 88 中 性 脂 肪 ( mg / dl ) 76.1 ± 1.1 184. ± 25.5 93.7 ± 11.9 総 コレステロール ( mg / dl ) 169.8 ± 3.8 211.3 ± 1.1 193.3 ± 13.8
血 糖 値 mg / dl 25 p<.5 vs 通 常 食 p<.5 vs 米 飯 食 健 常 群 インスリン 抵 抗 性 群 インスリン 分 泌 低 下 群 ( n=11 ) ( n=11 ) ( n=3 ) 米 飯 食 通 常 食 粘 性 食 2 15 1 5 曲 線 下 面 積 (AUC) mg 分 / dl 3 6 9 12 15 18 14 12 1 8 時 間 ( 分 ) 3 6 9 12 15 18 3 6 9 12 15 18 6 4 2 66% 62% -6 分 -12 分 -18 分 -6 分 -12 分 -18 分 -6 分 -12 分 -18 分
インスリン μu / ml 米 飯 食 通 常 食 粘 性 食 16 12 8 p<.5 vs 通 常 食 p<.5 vs 米 飯 食 健 常 群 インスリン 抵 抗 性 群 インスリン 分 泌 低 下 群 ( n=11 ) ( n=11 ) ( n=3 ) 4 曲 線 下 面 積 (AUC) μu 分 /ml 18 15 3 6 9 12 15 18 時 間 ( 分 ) 3 6 9 12 15 18 3 6 9 12 15 18 12 9 6 3 63% 65% -6 分 -12 分 -18 分 -6 分 -12 分 -18 分 -6 分 -12 分 -18 分
(mmol/l) 1 グルコース (pmol/l) 8 インスリン 8 6 ~ (μmol/l) 8 6 4 2 6 12 18 24 3 36 42 Time (min) Breakfast 遊 離 脂 肪 酸 Lunch 6 4 2 6 12 18 24 3 36 42 Time (min) 低 GI 流 動 食 高 GI 流 動 食 vs. SBF p<.1 p<.5 6 12 18 24 3 36 42 Time (min)
献 立 のポイント できれば 毎 食 心 掛 けてください 3 魚 焼 魚 煮 魚 4 汁 物 具 たくさん 主 食 ご 飯 大 麦 2 野 菜 は 副 食 の 2/3を 占 めるように 野 菜 生 野 菜 サラダ 筑 前 煮 1ご 飯 は15-2g: 計 りましょう