目录
- 要点
- 引言：胰岛素相关疾病不断扩展的网络
- 理解高胰岛素血症与胰岛素抵抗
- 饮食关联：现代食物如何引发胰岛素问题
- 我们饮食的历史变迁
- 胰岛素如何影响生长激素与性激素
- 与高胰岛素血症相关的具体健康状况
- 这对患者意味着什么
- 研究局限性
- 实用建议
- 常见问题解答
- 来源信息
要点
- 现代饮食导致的高胰岛素水平可能引发痤疮、青春期提前、某些癌症及近视。
- 胰岛素抵抗会导致代偿性高胰岛素血症，驱动影响生长激素和性激素的激素变化。
- 高血糖负荷碳水化合物通过升高血糖、胰岛素、极低密度脂蛋白（VLDL）和游离脂肪酸，促进胰岛素抵抗。
- 膳食果糖，尤其是高果糖玉米糖浆中的果糖，可能损害胰岛素敏感性并升高甘油三酯。
- 1909年至1999年间，美国人均糖消费量增加了64%，而膳食纤维摄入量却下降了。
引言：胰岛素相关疾病不断扩展的网络
近60年来，医生和研究人员一直怀疑胰岛素抵抗——即身体细胞对胰岛素的反应不适当——在许多慢性疾病中起着关键作用。过去几十年的一项新发现是，认识到胰岛素抵抗及其代谢后果代偿性高胰岛素血症（慢性高胰岛素水平）是2型糖尿病、冠状动脉疾病、高血压、肥胖和血脂异常（血液脂肪异常）之间共同的统一联系。
这一系列健康问题通常被称为代谢综合征或X综合征。此外，纤溶功能异常（身体分解血块的方式）和高尿酸血症（高尿酸水平）似乎也是这组疾病的一部分。这些问题的规模令人震惊：美国25岁以上的男性中有63%，女性中有55%超重或肥胖，每年估计有280,184人死亡归因于肥胖。
超过6000万美国人患有心血管疾病（占所有死亡人数的40.6%，是首要死因），5000万人患有高血压，1000万人患有2型糖尿病，7200万成年人维持着不健康的胆固醇比例。这些胰岛素抵抗疾病不仅是美国的主要健康问题，也是整个西方文明面临的主要问题。
令人惊讶的是，在食用传统饮食的狩猎采集社会和较少西方化的社会中，这些情况要么罕见，要么几乎不存在。在过去5年中，新出现的证据表明，与高胰岛素水平相关的疾病网络远远超出了常见的代谢问题。痤疮、青春期提前、某些癌症、身高增加、近视、皮赘、黑棘皮病（皮肤斑块变黑）、多囊卵巢综合征（PCOS）和男性型脱发等多样化的状况可能都通过激素相互作用与高胰岛素血症有关。
理解高胰岛素血症和胰岛素抵抗
当我们摄入碳水化合物时，消化系统将其分解为葡萄糖，进入我们的血液。进食后的前2小时内，葡萄糖被迅速吸收并升高血糖水平。这种升高以及其他消化激素刺激胰腺分泌胰岛素，导致胰岛素水平迅速上升。
血糖和胰岛素的反应程度主要取决于所食用食物的升糖指数（食物升高血糖的速度）和升糖负荷（升糖指数乘以碳水化合物含量）。虽然含有蛋白质和脂肪的混合餐与碳水化合物一起可能降低总反应，但与相同热量含量的低升糖指数餐相比，反复摄入高升糖指数餐会导致平均24小时血糖和胰岛素浓度更高。
当骨骼肌对胰岛素摄取葡萄糖的信号产生抵抗时，就会发生胰岛素抵抗。虽然肌肉是胰岛素刺激葡萄糖摄取的主要部位，但脂肪组织、肝脏和内皮细胞也会发生胰岛素抵抗。其分子基础很复杂，但我们知道它是由四个饮食相关因素共同作用的结果：(1) 慢性高血糖水平；(2) 高胰岛素水平；(3) 升高的VLDL胆固醇颗粒；以及 (4) 高游离脂肪酸，加上遗传易感性。
当组织对胰岛素的降糖作用产生抵抗时，血糖最初不一定病理性升高，因为胰腺会分泌额外的胰岛素。通过升高胰岛素水平来维持正常血糖被称为代偿性高胰岛素血症——这是X综合征疾病的基本代谢紊乱。
饮食联系：现代食物如何引发胰岛素问题
在胰岛素抵抗的四大饮食原因（血糖、胰岛素、VLDL和游离脂肪酸的慢性升高）中，高升糖负荷碳水化合物的摄入有可能促进所有这四种情况。在进食后的早期（1-2小时）阶段，食用高升糖指数餐后血糖水平显著更高。在这个餐后早期阶段，血浆胰岛素浓度也更高。
与低升糖负荷餐相比，高升糖负荷餐通过增强脂肪细胞中的脂肪分解，在餐后晚期（4-6小时）急性升高血浆非酯化游离脂肪酸 (FFA) 浓度。这些餐还会增加肝脏在禁食和吸收后分泌VLDL颗粒。此外，当两餐之间的时间很短且胰岛素水平无法降至基线时，胰岛素会对VLDL分泌产生刺激作用。
综上所述，24小时内习惯性摄入高升糖负荷碳水化合物引起的激素变化，特别是在摄入超过所需热量时，会促进胰岛素抵抗和代偿性高胰岛素血症的发展。
矛盾的是，虽然饮食中的果糖具有低升糖指数和负荷，但在动物研究中，当膳食浓度较高（占能量的35-65%）时，它常被用来诱导胰岛素抵抗。人类研究表明，在健康人群中高果糖喂养（日常饮食加上每天额外1000卡路里的果糖）也会损害胰岛素敏感性。即使在正常饮食可实现的浓度下（占能量的17%），果糖也升高了健康受试者的血液甘油三酯水平。
饮食中的果糖可能通过其独特的能力导致身体处理游离脂肪酸的方式发生转变，从而促进胰岛素抵抗。虽然纯果糖引起的胰岛素反应极小，但我们饮食中最常见的形式——高果糖玉米糖浆 (HFCS) 42和HFCS 55——是果糖和葡萄糖的混合物（分别为42%果糖/53%葡萄糖和55%果糖/42%葡萄糖），它们确实会引起显著的胰岛素反应。
我们饮食的历史变化
虽然精制糖和谷物在现代饮食中很常见，但在17和18世纪的欧洲，普通人很少食用或不食用这些高升糖负荷的碳水化合物。它们直到工业革命后才大量广泛供应。
数据显示，英国人均蔗糖消费量从1815年的6.8公斤稳步增加到1970年的54.5公斤。在此期间，美国和大多数欧洲国家也出现了类似趋势。由于蔗糖被分解为等量的葡萄糖和果糖，这种增加意味着果糖和葡萄糖消费量的急剧上升。
果糖消费量的变化尤为显著。随着20世纪70年代末色谱法富集果糖技术的出现，高果糖玉米糖浆的大规模生产在经济上变得可行。数据显示，自引入以来，美国食品供应中高果糖玉米糖浆（HFCS 42和HFCS 55）的数量迅速增加。
在过去30年中，作为单糖的游离果糖总量增加了惊人的4800%，从1970年的0.3公斤增加到2000年的14.7公斤。总膳食果糖量（包括游离果糖和来自蔗糖的果糖）增加了26%，从1970年的23.4公斤增加到2000年的29.5公斤。总糖摄入量从1970年的55.5公斤增加到2000年的69.1公斤。
从1909年到1999年，美国的人均糖消费量增加了64%，而在此期间纤维摄入量下降了17.9%。碳水化合物消费量的重要变化不仅限于糖的增加。高血糖负荷的精制谷物产品现在占美国消费的所有谷物产品的85.3%，为典型美国饮食提供20%的能量。
在典型的美国饮食中，高血糖负荷的糖类现在占总能量的16.1%，精制谷物提供20%的能量。这意味着至少36%的总能量来自已知会促进胰岛素抵抗四大原因的食物。这些食物在200年前很少或从未被消费过。
虽然膳食脂肪消费量也有所增加（从1909-1919年到1990-1999年增加了32%），但在等热量条件下，仅脂肪不会导致人类胰岛素抵抗。研究表明，含有高达83%脂肪的一系列等热量饮食并未直接导致胰岛素抵抗。只有当增加的膳食脂肪导致肥胖时，才会出现胰岛素抵抗。
然而，高血糖指数食物往往也是高脂肪食物（如原始研究中的表3所示）。这些食物经常引发由胰岛素引起的低血糖随后暴饮暴食的循环，其中优先消费高血糖指数的碳水化合物。这些食物的能量密集脂肪成分通常与促进胰岛素抵抗的高血糖成分同时消费。
胰岛素如何影响生长激素和性激素
慢性高水平胰岛素的代谢效应复杂多样。研究表明，以代偿性高胰岛素血症为特征的青少年肥胖会慢性抑制肝脏产生胰岛素样生长因子结合蛋白-1（IGFBP-1），进而增加循环中IGF-1的生物活性部分——游离胰岛素样生长因子-1（IGF-1）。
胰岛素和IGFBP-1水平在一天中呈反比变化，胰岛素对IGFBP-1的抑制（以及随之而来的游离IGF-1升高）可能在胰岛素水平超过70-90 pmol/l时达到最大。此外，生长激素（GH）水平通过游离IGF-1对GH分泌的负反馈而下降，导致IGFBP-3减少。
这些研究表明，急性升高和慢性升高的胰岛素都会导致循环中游离IGF-1水平增加以及IGFBP-3减少。游离IGF-1是几乎所有身体组织的强效生长促进因子。
由血清胰岛素水平升高或急性摄入高血糖碳水化合物刺激的IGFBP-3减少也可能导致细胞不受控制的增殖。在缺乏IGF受体的细胞中，IGFBP-3作为生长抑制因子发挥作用。在此功能下，IGFBP-3通过阻止IGF-1与其受体结合来抑制生长。
由于精制糖和淀粉的消费促进了急性和慢性高水平胰岛素，这些常见的西方食物有可能提高血液中游离IGF-1的水平并降低IGFBP-3的浓度，从而刺激全身许多组织的生长。
胰岛素介导的IGFBP-3减少可能进一步通过对核视黄醇信号通路的影响来促进不受控制的组织生长。视黄醇是天然和合成的维生素A类似物，可抑制细胞增殖并促进程序性细胞死亡（细胞凋亡）。身体的天然视黄醇通过与激活限制多种细胞类型生长功能的基因的核受体结合来发挥作用。
IGFBP-3是RXR alpha核受体的配体并增强其信号传导。研究表明，RXR alpha激动剂和IGFBP-3都能抑制许多细胞系的生长。由于RXR alpha是上皮组织中的主要RXR受体，由高胰岛素诱导的低血浆IGFBP-3水平可能会减少这些组织中限制生长的信号。
高水平胰岛素还会降低性激素结合球蛋白（SHBG）的血清浓度，SHBG在血液中携带睾酮和雌激素。低SHBG会增加游离（生物活性）睾酮的浓度。SHBG水平与胰岛素和IGF-1水平呈反比关系。因此，促进高胰岛素血症的高血糖负荷碳水化合物可能同时提高血清雄激素（男性激素）浓度。
与高胰岛素血症相关的特定健康状况
作者确定了可能与由高胰岛素血症引起的激素变化相关的多种健康状况：
- 痤疮：高水平胰岛素（游离IGF-1和雄激素增加，IGFBP-3减少）创造的激素环境促进了痤疮的发展
- 月经初潮提前（青春期）：这种激素环境的生长促进作用可能会加速青春期的开始
- 某些癌症：上皮细胞癌（乳腺癌、结肠癌、前列腺癌）可能受到生长促进环境的影响
- 身高增加：西方人群身高的长期增长趋势可能部分归因于这些激素效应
- 近视：不受控制的生长效应可能会延伸至眼部发育
- 皮肤乳头状瘤（皮赘）：这些常见的皮肤增生可能源于促进生长的环境
- 黑棘皮病：常与胰岛素抵抗相关的皮肤变黑、增厚斑块
- 多囊卵巢综合征 (PCOS)：升高的雄激素和代谢紊乱直接导致该病症
- 男性头顶脱发：男性的特定模式性脱发可能受这些激素变化的影响
这对患者意味着什么
这项研究表明，许多我们通常视为独立病症的常见健康问题，实际上可能共享胰岛素抵抗和代偿性高胰岛素血症这一共同根源。由高水平胰岛素触发的激素级联反应——游离IGF-1和雄激素升高，IGFBP-3和SHBG降低——在整个体内创造了一个促进不受控制的组织生长和各种异常的环境。
其影响是深远的，因为它表明旨在降低胰岛素水平的饮食干预可能有助于预防或改善多种病症，而不仅仅是糖尿病和心脏病。这种对“文明病”的统一理解为通过共同的生活方式方法解决多个健康问题提供了框架。
对于受这些任何病症困扰的患者，这项研究带来了希望：通过饮食改变解决潜在的胰岛素抵抗，可能同时带来多方面的健康益处。
研究局限性
本研究基于现有证据提出了一个理论框架，但需要注意的是，并非所有提出的联系都已通过临床试验得到确证。该文章综合了多个领域的证据以构建有力的论点，但仍需更多研究来证实所提出的某些具体机制和关系。
作者承认，外周胰岛素抵抗的分子基础复杂且尚未完全阐明。虽然所提出的机制在生物学上是合理的，并有各种证据支持，但专门针对上述所有病症测试这些联系的人类研究仍然有限。
此外，虽然历史饮食数据显示食物消费模式的变化与健康结果之间存在相关性，但仅凭这些证据无法确证因果关系。在考察期间，许多其他生活方式因素也发生了变化。
实用建议
基于这项研究，担心胰岛素相关健康问题的患者可能会考虑：
- 减少高血糖负荷碳水化合物：限制具有高升糖指数（GI）的食物，如精制糖、白面包、白米饭和加工谷物
- 选择全食物碳水化合物：选择升糖影响较低的水果、蔬菜、豆类和全谷物
- 注意果糖摄入：限制含有添加果糖的食物，特别是以高果糖玉米糖浆形式存在的果糖
- 混合宏量营养素：将蛋白质和健康脂肪与碳水化合物一起食用，有助于调节血糖和胰岛素反应
- 保持健康体重：由于肥胖会加剧胰岛素抵抗，体重管理至关重要
- 规律的身体活动：运动能独立于饮食改变而提高胰岛素敏感性
需要注意的是，饮食改变应在专业指导下进行，特别是对于已有健康状况或正在服用影响血糖药物的人群。
常见问题
高胰岛素水平与哪些健康问题相关？
高胰岛素水平与痤疮、青春期提前、某些癌症（乳腺癌、结肠癌、前列腺癌）、身高增加、近视、皮赘、黑棘皮病、多囊卵巢综合征以及男性型脱发有关。这些状况是由于高胰岛素血症对生长因子和性激素产生的激素效应所致。
饮食如何导致高胰岛素水平？
摄入高血糖负荷的碳水化合物（如精制糖和淀粉）会升高血糖和胰岛素水平。这些食物还会升高游离脂肪酸和极低密度脂蛋白（VLDL）颗粒，促进胰岛素抵抗。膳食果糖，尤其是高果糖玉米糖浆中的果糖，即使在中等摄入量下也可能损害胰岛素敏感性。
为什么痤疮在治疗后会复发？
痤疮可能持续存在，因为高胰岛素水平创造了促进痤疮发展的激素环境。升高的游离胰岛素样生长因子-1（IGF-1）和雄激素，以及降低的胰岛素样生长因子结合蛋白-3（IGFBP-3），会刺激皮脂分泌和皮肤细胞生长。如果不解决维持高胰岛素血症的饮食诱因，痤疮可能会复发。
什么是代偿性高胰岛素血症？
代偿性高胰岛素血症是一种状况，当组织对胰岛素的作用产生抵抗时，胰腺会分泌额外的胰岛素以维持正常的血糖水平。这导致血液中胰岛素水平长期升高，被认为是与胰岛素抵抗相关的许多疾病的基本代谢紊乱。
膳食果糖如何促进胰岛素抵抗？
膳食果糖，尤其是在大量摄入时，可能损害胰岛素敏感性。即使在正常饮食可实现的水平下，果糖也可能升高血液甘油三酯水平。高果糖玉米糖浆是一种常见的甜味剂，含有果糖和葡萄糖，可引起显著的胰岛素反应，从而促进胰岛素抵抗。
高胰岛素水平如何影响性激素？
高胰岛素水平会降低血清中性激素结合球蛋白（SHBG）的浓度，该蛋白在血液中携带睾酮和雌激素。SHBG降低会导致游离（具有生物活性）睾酮水平升高，这可能促成痤疮和多囊卵巢综合征等状况。
胰岛素与IGF-1之间有什么关系？
高胰岛素水平会抑制肝脏产生胰岛素样生长因子结合蛋白-1（IGFBP-1），从而增加游离的具有生物活性的胰岛素样生长因子-1（IGF-1）。升高的游离IGF-1促进多种组织的生长，并可能促成痤疮、某些癌症和身高增加等状况。
患有胰岛素抵抗或代谢综合征的患者，何时应就高胰岛素水平与痤疮、青春期提前或某些癌症之间可能的联系寻求第二诊疗意见？
如果您被诊断患有胰岛素抵抗或代谢综合征，并且同时出现痤疮、青春期提前、某些癌症、近视、皮赘、黑棘皮病、多囊卵巢综合征或男性型脱发等状况，建议寻求第二诊疗意见。研究表明，这些状况可能共享由高血糖负荷饮食驱动的高胰岛素血症这一共同根源。专家可以帮助评估通过饮食改变降低胰岛素水平是否可能同时解决多个健康问题。Diagnostic Detectives Network 提供独立的专家第二诊疗意见。
来源信息
Original Article Title: Hyperinsulinemic diseases of civilization: more than just Syndrome X
Authors: Loren Cordain, Michael R. Eades, Mary D. Eades
Publication: Comparative Biochemistry and Physiology Part A, Volume 136, Issue 1, September 2003, Pages 95-112
Affiliation: Department of Health and Exercise Science, Colorado State University, Fort Collins, CO 80523, USA
这篇面向患者的文章基于同行评审的研究，旨在忠实呈现原始科学内容，同时使其易于被具备一定医学知识的患者理解。所有数值数据、统计结果和研究发现均保留自原始出版物。
