二羰基是作为脂质氧化和糖酵解的副产物内源性形成的非均相反应性化合物。这些化合物也在食品加工过程中形成，特别是在与焦糖化或美拉德反应相关的热处理过程中。

一些常见的二羰基化合物包括乙二醛(GO)、甲基乙二醛(MGO)和3-脱氧葡萄糖酮(3-DG)，其中一些是晚期糖基化终产物(AGE)的主要前体。

美国临床营养学杂志最近的一项研究调查了二羰基化合物的膳食摄入量如何影响胰岛素敏感性和β细胞功能，从而影响2型糖尿病的发病率。

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研究背景

MGO和GO等二羰基化合物的习惯性消费量越高，导致其在血浆中的患病率越高。事实上，先前的研究表明，MGO的摄入量越高，皮肤自发荧光就会升高，这可以根据组织中AGE的积累来测量。这一发现表明了二羰基从饮食中的吸收及其对体内糖化终产物的贡献。

较高水平的二羰基和糖化终产物与糖尿病和心血管疾病的发展有关。实验模型表明，二羰基浓度的增加会导致胰岛素敏感性受损并影响β细胞功能，从而导致2型糖尿病的发展。同样，人体中高水平的MGO代谢物D-乳酸与胰岛素抵抗有关。

动物模型表明，大量的MGO会降低胰腺β细胞的胰岛素分泌，从而诱导胰岛素抵抗和葡萄糖耐量降低。同样，之前的一项人体研究表明，较高的二羰基摄入量与较少的低度炎症有关，而低度炎症在2型糖尿病中很常见。这些发现强调了确定影响人类2型糖尿病进展的膳食二羰基水平的重要性。

关于此研究

目前基于人群的观察性研究包括2型糖尿病患者，以研究膳食二羰基与β细胞功能、胰岛素敏感性和葡萄糖代谢状态之间的关系。对于这项研究，数据来自马斯特里赫特研究，这是一项基于人群的前瞻性队列研究。

研究队列包括所有被诊断患有2型糖尿病并居住在荷兰南部的40至75岁的个体。这项研究共招募了6282名参与者，其中男性和女性的人数几乎相等。

使用食物频率问卷(FFQ)估算MGO、GO和3-DG的习惯摄入量。此外，通过七点口服葡萄糖耐量试验评估β细胞功能、胰岛素敏感性和葡萄糖代谢状态。

使用Matsuda指数确定胰岛素敏感性，并测量为HOMA2-IR。c-肽生成指数用于评估β细胞功能。

线性和逻辑回归用于研究膳食二羰基化合物与所研究的健康结果之间的关联。

研究结果

较高的MGO和3-DG习惯性摄入量与较高的胰岛素敏感性和较低的2型糖尿病发病率有关。因此，这些饮食中的二羰基似乎对2型糖尿病的发展具有潜在的保护作用。

尽管较高的GO摄入量与较高的胰岛素敏感性和较低的2型糖尿病发生率相关，但这一发现在敏感性分析中并不稳健。观察到二羰基摄入量与β细胞功能指数之间存在不一致的关联。GO和3-DG的较高摄入量与葡萄糖禁食和糖化血红蛋白相关，这支持与2型糖尿病的关联。

与之前的研究一致，目前的研究表明，MGO摄入量较高的个体表现出较少的低度炎症。这一发现同样表明膳食MGO摄入的有益作用。

毒物兴奋作用是一种适应性反应，在这种反应中，生物体在低剂量暴露于压力源后会产生有益的影响。为此，目前的研究表明，MGO的小幅增加在调节生理机能方面具有积极作用。膳食MGO对胰岛素敏感性和葡萄糖代谢的保护作用可能是由于Nrf2的上调，Nrf2是氧化应激的调节剂，可增加乙二醛酶-1的产生。

然而，研究人员未能证实二羰基摄入量与β细胞功能之间的关系，因为GO和3-DG消耗率与一种β细胞功能测量值单独相关。对主要食物组的二羰基消费量进行顺序调整的探索性评估表明，观察到的结果不受特定食物组的影响。

结论

目前的研究有几个局限性，包括对问卷中自我报告数据的分析，这些数据可能被低估并且包含有偏见的数据。这项研究的另一个局限性是它的横断面设计不允许进行因果关系评估。此外，可能存在残留混杂因素。

尽管有这些局限性，研究结果强调了习惯性摄入GO、MGO和3-DG与较低的2型糖尿病发病率之间的关联。此外，摄入更多的MGO和3-DG与改善胰岛素敏感性有关，从而表明食物来源的二羰基化合物对2型糖尿病具有保护作用。

参考资料：
Maasen, K., Eussen, S. J., Dagnelle, P. C., et al. (2023) Habitual intake of dietary dicarbonyls is associated with greater insulin sensitivity and lower prevalence of type 2 diabetes: The Maastricht Study. The American Journal of Clinical Nutrition. doi:10.1016/j.ajcnut.2023.04.011