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逃過飢荒帶來糖尿病

蕭明熙 教授專欄
2017-03-29

列寧格勒大飢荒

1941年秋,第二次世界大戰進展到德軍入侵蘇聯,大批德軍團團包圍了列寧格勒(目前更名為聖彼得堡),圍城之戰共進行了872天才解圍。列寧格勒居民原約有三百萬人,因食物短缺而飢寒交迫,甚至發生人吃人的情形,至德軍敗退,列寧格勒共死了約110萬人,大部分都是因營養不良而餓死的。於二戰結束後七十年的今日,當時的市民大都已死去或垂垂老矣,然而戰爭留下的影響於倖存者而言,卻仍未被抹去。

近日一篇刊登在蘇聯境內出版期刊(Advances in Gerontology, 2015)的文章引起了廣泛的關注。這是一位遺傳學家(Oleg Glotov)的團隊花了六年工夫完成的著作,他們研究了206位當時在列寧格勒的二戰倖存者,並與當時未在圍城內的居民作比對,發現二戰飢荒仍能存活的居民出現三個特定基因變異型(gene variations)的機率較高,意謂他們的研究似乎找到了人類在缺糧困境下存活較有利的基因型,這三個基因都與人類在卡路里缺乏下,更經濟有效地執行能量代謝有關。倖存者這三個基因變異型較諸控制組為高(>30%),包括去偶蛋白3(uncoupling protein 3;UCP3),這是與身體的脂肪組織產熱禦寒能力有關的基因,另外的二個基因是所謂的過氧化體增生活化受體PPARa與PPARd,這二者與胰島素敏感性和脂肪代謝有關。

此報告的發現被同行科學家認為非常引人注目,且令人動容。據其他報導,1941年那年冬天顯然極為艱困,列寧格勒城內居民每人每日分配到的澱粉型食物可能少於200大卡,另外能吃到的不外像亞麻子餅、松樹皮、樺樹芽等,90%以上有登錄記錄可循的居民都確認第一個冬季體重都大幅減少,有些人甚至減少逾50%,可以想像面對當日困境,能活下來就是奇蹟。

逃過飢荒帶來糖尿病

二戰已結束七十年,當時的營養不良,極端不健康的不利影響,並未隨時日而去。依該文報導,當年倖存者有29%得到了糖尿病。相對於未經歷飢荒的一般民眾得到糖尿病的機率只有3% ~ 4%,該地區實在高出太多了,這到底是怎麼回事?很多科學家都指出該文有重大意義,值得再深入研究,可能得以獲知人類的飲食與生活型態如何影響老年退化性疾病上身,有些科學家建議,收案人數要再增多,也可以成立生物銀行(biobank),收集血液等檢體做較全面性的追蹤。

當年在列寧格勒度過約二年半飢荒的居民,老年後第二型糖尿病激升,這是屬於流行病學層次的研究所得,背後的問題至今仍未有明確的答案,也可能永遠不會有答案,因為該過程永遠不應再重現。

動物實驗發現長期熱量限制有助於健康老化

但有二個採用恒河猴(Rhesus monkey)做動物模式的長時間實驗,結果卻很值得拿來做比對。這二個長逾20年的動物實驗所欲探究的科學問題都是: 熱量限制(calorie restriction,簡稱CR)能否延長壽命或促進健康。二個動物實驗所採行的設計均是將實驗組動物從飲食攝取的熱量限制了30%,控制組則予以自由進食。唯一的差別是2009年公佈(Science 2009)的那一次實驗,猴子是給予較像西方飲食方式的食物(含較多謂之垃圾食物的飲食組合),而之後於2012年完成者(Nature 2012),則給予健康的飲食組合。二次動物實驗均由美國國家健康研究院(NIH)所資助,無商業利益關聯,其結果均應可信。

結論很有趣,餵食較像垃圾食物的前一個實驗,自由進食組的恒河猴會變胖,熱量限制組則較瘦且活得較長。限制組動物罹患三種如同人類的老年退化性疾病(心血管疾病、癌症、糖尿病)的機率亦較自由進食組的胖動物為少,亦即減少食用不健康的食物,可活得更老又更健康。

晚三年才完成的另一組動物實驗,結果卻大出意料之外,因為二組動物活得一樣長,換言之,健康飲食的動物減少其熱量攝取,並不會活得更長,檢測動物罹患三種退化性疾病的機率,二組間的差別也較不大,但詳視熱量限制對前述三種退化性疾病的效果,發現對減少糖尿病是最有效的。二個研究團隊人員詳細比對了二次動物實驗的異同,發現還是有不少的結論是一致的: 長期健康的飲食有助於獲致健康老化,且減少老年退化性疾病,例如糖尿病。

第二型糖尿病可能為老年退化性疾病的共同根源

歐美人士有相當高比例會有成年人肥胖,肥胖者會出現明顯的胰島素抗拒性、代謝症候群,進而逐漸進入第二型糖尿病。第二型糖尿病也會造成全身性的病變,例如第二型糖尿病會加速動脈粥狀硬化導致的心血管疾病,造成過半的第二型糖尿病患者終將死於心血管疾病。因此美國國家健康研究院於2002年出版之成年人NCEP ATP III指引將糖尿病患者視之為心血管疾病患者。糖尿病另一重大病變為糖尿病腎病變(diabetic nephropathy),國內有約一半的洗腎病患也是因為先有糖尿病的緣故。目前的研究亦指出第二型糖尿病與失智症有關,糖尿病也與某些癌症有關。

每個第二型糖尿病患者有自己不同的步調在邁向其病變,第二型糖尿病不可視之為單一疾病,可能更適合視之為老年退化性疾病病的共同根源。全球第二型糖尿病患增加迅速,特別在中國(9,000萬人)與印度(6,000萬人)增加最多,若將全球第二型糖尿病人口合計,足占全球人口的第三大國。

  1. 參考資料
  2. Smirnova Y, Davydova A. Did good genes help people outlast brutal Leningrad siege? Science 2015;348:1068.
  3. Colman RJ et al. Caloric restriction delays disease onset and mortality in Rhesus monkeys. Science 2009;325:201-204.

Mattison JA et al. Impact of caloric restriction on health and survival in rhesus monkeys from the NIA study. Nature 2012;489:318-322.