出品:科普中國
作者:李娟(生命科學(xué)專業(yè) 博士)
監(jiān)制:中國科普博覽
編者按:為揭開科技工作的神秘面紗,科普中國前沿科技項目推出“我和我的研究”系列文章,邀請科學(xué)家親自執(zhí)筆,分享科研歷程,打造科學(xué)世界。讓我們跟隨站在科技最前沿的探索者們,開啟一段段充滿熱情、挑戰(zhàn)與驚喜的旅程。
在我們中國人的日常生活中,“吃”不僅滿足基本需求,更是一種文化和藝術(shù),甚至具有療愈作用。
自古以來,我們就有“藥食同源”的說法,食物被視為養(yǎng)生和預(yù)防疾病的手段。(這里特別提醒一下,患病后如果有服藥需求,必須遵醫(yī)囑。)2024年6月中國營養(yǎng)學(xué)會發(fā)布的《新時代慢性病防治食養(yǎng)食療策略和行動》白皮書中,提到山藥、白扁豆可健脾,木瓜、小茴香可和胃以及枸杞子、黑芝麻可補肝腎等常見食材及功效。
琳瑯滿目的菜品
(圖片來源:veer圖庫)
傳統(tǒng)食養(yǎng)智慧與現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)研究相結(jié)合,將食養(yǎng)文化提升到了一個新的高度。營養(yǎng)學(xué)理論涉及多個領(lǐng)域,包括生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等,其研究方法有統(tǒng)計學(xué)、流行病學(xué)、化學(xué)分析、實驗醫(yī)學(xué)等。從單一營養(yǎng)素的代謝研究,到區(qū)域特色膳食模式的探索;從調(diào)查膳食健康的觀察研究,到嚴(yán)格的臨床隨機對照試驗,中外營養(yǎng)科學(xué)家嘗試從多角度、多層次地探索食物和健康之間的奧秘。
健康中餐的探索
鑒于中國菜肴的多樣性和復(fù)雜性,以及中西方膳食習(xí)慣之間的顯著差異,目前主要在西方社會得到驗證的循證膳食方法,在中國難以推行。即便在中國,不同地區(qū)的飲食習(xí)慣也因當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗而異。近些年,具有中國特色的膳食研究蓬勃發(fā)展,為探索適合我國居民的健康膳食提供了高質(zhì)量的理論依據(jù)。
1.傳統(tǒng)江南膳食
2022年我國科學(xué)家的一項臨床干預(yù)試驗表明,中國的“傳統(tǒng)江南膳食(Traditional Jiangnan Diet)”能更好地控制血糖和體重,并改善心臟代謝風(fēng)險,可與世界公認(rèn)的健康膳食模式標(biāo)桿“地中海膳食”相媲美。該研究還指出,傳統(tǒng)江南膳食參與者的夜間血糖波動明顯小于地中海膳食參與者,其具有維持血糖穩(wěn)態(tài)的優(yōu)勢。
這項研究有253名25至60歲的超重/肥胖參與者被隨機分配為3組:地中海膳食組、傳統(tǒng)江南膳食組和對照膳食組。
這幾組膳食各有什么特點呢?
地中海膳食組的特點是采用特級初榨橄欖油、海魚、堅果以及蕎麥面包和意大利面等全谷物產(chǎn)品;傳統(tǒng)江南膳食是指長三角地區(qū)的日常膳食模式,其特點是大量新鮮果蔬、魚蝦類及豆制品蛋白質(zhì),使用菜籽油等植物油,多糙米,以及偏好蒸煮、清淡少鹽、小份多樣的烹飪方式;對照膳食組則代表大城市日常膳食,有較高比例飽和脂肪、豬肉和精制大米的含量。
各種豆制品
(圖片來源:veer圖庫)
為期6個月的膳食干預(yù)試驗中,參與者通過移動應(yīng)用程序連接的體重秤和佩戴智能手帶可以監(jiān)測體重波動并保持日常體育活動水平,研究初步證明了傳統(tǒng)江南膳食模式的健康功效。
2023年,研究者進一步研究了傳統(tǒng)江南膳食的影響,結(jié)果顯示,三組不同膳食組的血脂組成均有所變化,特別是傳統(tǒng)江南膳食組,其血脂特征的變化與2型糖尿病危險因素的改善有關(guān)。
研究顯示,3組參與者血脂特征變化與攝入魚肉和紅肉的占比有關(guān),特定脂質(zhì)成分與胰島功能、胰島素抵抗及糖尿病風(fēng)險顯著相關(guān):魚肉代謝相關(guān)的脂質(zhì)與較好的胰島功能和較低的糖尿病風(fēng)險相關(guān),而紅肉代謝相關(guān)的脂質(zhì)則與胰島素敏感性降低和較高的糖尿病風(fēng)險相關(guān),該研究進一步支持了傳統(tǒng)江南膳食的健康益處。
2.中國心臟健康膳食
2020年公布的評估“中國心臟健康(Chinese Healthy Heart Diet)膳食”的試驗設(shè)計方案中,研究者按照中國四大菜系——魯菜、淮揚菜、粵菜、川菜設(shè)計食譜,其共同特點是低脂、低鈉高鉀、高蛋白、富含纖維和高碳水,一日三餐均由研究聘請的廚師準(zhǔn)備,分別免費提供給居住在北京、上海、廣州和成都四個地區(qū)的參與者。
粵式早茶
(圖片來源:veer圖庫)
2022年首項中國心臟健康膳食試驗結(jié)果顯示,中國心臟健康膳食能有效降低高血壓患者的血壓。265名25-75歲的成年人參與,他們的收縮壓在130至159毫米汞柱之間,被隨機分配到中國心臟健康膳食的干預(yù)組或常規(guī)本地飲食的對照組,試驗持續(xù)28天。
中國心臟健康膳食組的收縮壓和舒張壓分別降低15.0毫米汞柱和6.7毫米汞柱,而對照組分別降低5.0毫米汞柱和2.8毫米汞柱,顯示干預(yù)組降壓效果更佳。
進一步分析顯示,中國心臟健康膳食組的血清總膽固醇和心血管疾病風(fēng)險顯著降低,這項試驗再次說明,設(shè)計合理、美味實惠的中餐可帶來健康受益,增強人們通過“食療”控制血壓和膽固醇的信心。
上述干預(yù)研究均采用隨機對照試驗,這是驗證因果關(guān)系的“金標(biāo)準(zhǔn)”之一,成為判斷特定膳食因素與慢性病風(fēng)險之間關(guān)聯(lián)的可靠參考。在這類研究中,參與者會被隨機分配到不同的干預(yù)組(如不同的膳食計劃、營養(yǎng)素補充等),并比較各組健康結(jié)果。這種研究設(shè)計可以最大限度地減少偏倚和混雜因素的影響,從而更準(zhǔn)確地評估干預(yù)措施的效果。
復(fù)雜而獨特的營養(yǎng)學(xué)研究
除了干預(yù)性研究,營養(yǎng)依據(jù)的來源還有觀察性研究、動物實驗和體外試驗,但觀察性研究是營養(yǎng)學(xué)非常依賴的一種研究方法,研究者通過調(diào)查問卷收集人們的膳食習(xí)慣,生活方式等影響因素信息,并分析數(shù)據(jù)來評估營養(yǎng)和健康之間的關(guān)聯(lián)。
觀察性研究包括前瞻性隊列研究、回顧性隊列研究和橫斷面研究,研究者必須使用多種分析方法排除混雜因素的影響,如回憶偏差(人們可能記不清自己過去吃了什么)和個體差異(文化背景、經(jīng)濟狀況、教育水平以及生活環(huán)境等都可能同時影響人們的膳食習(xí)慣和健康狀況),這些因素可能同時影響膳食習(xí)慣和健康狀況。
近些年,很多研究良莠不齊,得出的結(jié)論常常矛盾,再加上部分媒體失實或夸大事實,將觀察研究發(fā)現(xiàn)的關(guān)聯(lián)性結(jié)論誤報為因果關(guān)系。例如,一項調(diào)查堅果零食的攝入量與減重相關(guān)性的研究,被報道為“吃堅果可減重”;一項巧克力的攝入量與糖尿病風(fēng)險相關(guān)性的研究,被報道為“吃巧克力可預(yù)防糖尿病”……這無疑會引起公眾的困惑和誤解,導(dǎo)致很多人對營養(yǎng)學(xué)研究結(jié)論失去信任,甚至質(zhì)疑整個學(xué)科的科學(xué)性。
堅果
(圖片來源:veer圖庫)
**那么,既然觀察性研究無法確鑿判定因果關(guān)系,是否僅依賴干預(yù)研究就可以了呢?為什么我們?nèi)耘f需要大規(guī)模的觀察性研究?**這是因為,人群的觀察研究可以幫助我們發(fā)現(xiàn)問題,初步判斷食物和疾病是否有關(guān);而干預(yù)研究耗資更大、耗時更長,需要建立在有效的觀察研究之上,確保提出正確的問題。
此外,營養(yǎng)學(xué)的干預(yù)試驗本身就面臨多項挑戰(zhàn),與藥物干預(yù)試驗有諸多不同之處,無法簡單地借鑒藥物干預(yù)試驗的設(shè)計模式,有以下幾點原因:
**一是在藥物試驗中,區(qū)分治療組和安慰劑組相對簡單,并且可以通過雙盲方法以減少偏見和期望效應(yīng)。**相比之下,膳食研究中設(shè)計合適的對照組和實施盲法更具挑戰(zhàn)性,因為需要考慮對照組的營養(yǎng)劑量和熱量的平衡,同時盡可能保證參與者和研究人員均不知情。
以前文提到的中國心臟健康膳食試驗為例,由于實際操作限制,廚師、營養(yǎng)師及研究人員難以實施盲法,但為確保研究結(jié)果的客觀性,負(fù)責(zé)結(jié)果評估的工作人員對干預(yù)分配保持盲態(tài)。
同時,研究團隊盡力對參與者實施盲法,不透露組別信息、安排兩組在不同房間用餐、提供相同但營養(yǎng)成分不同的菜肴(如健康版宮保雞丁與常規(guī)版宮保雞丁),有時甚至?xí)褂猛庥^相似但營養(yǎng)不同的食物。
宮保雞丁
(圖片來源:veer圖庫)
干預(yù)組和對照組的膳食均在研究中心廚房準(zhǔn)備并分發(fā),參與者主要在現(xiàn)場用餐,若無法現(xiàn)場用餐也可帶回家,但需拍攝剩余食物照片供評估。參與者需確保每周至少80%的餐點在現(xiàn)場食用,否則將被視為不合規(guī)。
**二是在持續(xù)時間較長的干預(yù)試驗中,受試者可能會因為各種原因而無法遵循被分配的干預(yù)。**比如在江南膳食干預(yù)試驗中,20%的參與者退出,有30人拒絕隨訪,其余的人則因不喜歡分配的膳食等原因退出,研究者需要設(shè)計特別措施以提高參與者的依從性。
**三是與藥物相比,膳食對健康的影響通常更加微妙和緩慢。**藥物可以在短時間內(nèi)顯著改變生理指標(biāo),而膳食可能需要長期、持續(xù)的攝入才能觀察到其對健康的影響。藥物通常針對疾病病理中的單一系統(tǒng)/通路,而營養(yǎng)素通常是全身性的,影響多個系統(tǒng),通過多條通路影響疾病風(fēng)險。而且,在藥物試驗中可排除或控制其他干擾藥物;但在營養(yǎng)干預(yù)試驗中通常無法充分考慮與其他營養(yǎng)素的協(xié)同或拮抗作用。
**四是隨機對照試驗往往需要在嚴(yán)格控制的條件下進行,這可能與人們的日常生活習(xí)慣存在差異。**因此其研究結(jié)果可能無法完全反映實際生活中的情況。
因此,營養(yǎng)學(xué)研究具有高度的復(fù)雜性和不確定性,單個研究結(jié)果往往難以得出確鑿的結(jié)論,需要綜合使用觀察性研究、干預(yù)研究和其他類型的研究來理解膳食影響健康的機制。通過精心設(shè)計的干預(yù)研究,綜合分析多種類型的研究結(jié)果以得出膳食和健康關(guān)系的重要結(jié)論。這些結(jié)論不僅能提供個人膳食建議,對于制定臨床指南和公共衛(wèi)生政策同樣至關(guān)重要。
政策制定依賴高質(zhì)量研究依據(jù)
早期營養(yǎng)健康研究有效減少了維生素缺乏癥,如腳氣?。ㄈ狈S生素B1)、惡性貧血(缺乏維生素B12)、壞血病(缺乏維生素C)和佝僂?。ㄈ狈S生素D),體現(xiàn)了營養(yǎng)學(xué)研究對改善人類健康的重要性。
事實上,營養(yǎng)學(xué)研究結(jié)果不僅引導(dǎo)人們?nèi)粘5慕】瞪攀沉?xí)慣,對于指導(dǎo)臨床實踐具有重要意義。
首先,營養(yǎng)支持對臨床患者疾病恢復(fù)至關(guān)重要,尤其是與營養(yǎng)代謝密切相關(guān)的慢性疾病。在指導(dǎo)臨床實踐方面,權(quán)威學(xué)術(shù)組織歐洲臨床營養(yǎng)與代謝協(xié)會(ESPEN)發(fā)布了多項基于最新研究證據(jù)的臨床營養(yǎng)實踐指南,涵蓋腫瘤、肝病、重癥病人、兒童腸外營養(yǎng)、共病住院患者營養(yǎng)等多個領(lǐng)域,為我國臨床營養(yǎng)實踐提供了重要依據(jù)。
臨床營養(yǎng)干預(yù)通常包括經(jīng)口進食、腸內(nèi)營養(yǎng)和腸外營養(yǎng)三種方式。經(jīng)口進食者,醫(yī)生或營養(yǎng)師會根據(jù)患者的膳食習(xí)慣引導(dǎo)其平衡飲食,減少高脂肪、高熱能食物;無法經(jīng)口進食者,可采取腸內(nèi)營養(yǎng)的方式,通過鼻飼管或胃造口等管飼方法直接輸送營養(yǎng)至患者的胃或小腸內(nèi)。若胃腸功能完全喪失或需要長期禁食,腸外營養(yǎng)可以通過靜脈輸入營養(yǎng)液來為患者提供科學(xué)配比的營養(yǎng)素。
腸內(nèi)營養(yǎng)飲食
(圖片來源:veer圖庫)
其次,高質(zhì)量的營養(yǎng)學(xué)研究證據(jù)也是各國制定公共衛(wèi)生政策的基礎(chǔ)。哈佛大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院的胡丙長教授通過三個例子展示了營養(yǎng)流行病學(xué)研究如何助力健康政策的制定和改進。
一是20世紀(jì)70年代英國的觀察性研究表明,葉酸攝入與神經(jīng)管缺陷風(fēng)險相關(guān),隨后的病例對照研究和前瞻性隊列研究進一步證實了這一關(guān)聯(lián)。1996年,美國FDA批準(zhǔn)了谷物產(chǎn)品以每100克面粉添加0.14毫克葉酸的標(biāo)準(zhǔn)進行強化,自1998年起強制執(zhí)行,此措施讓神經(jīng)管缺陷發(fā)病率5年內(nèi)下降19%。。
二是含糖飲料與肥胖相關(guān),多項研究顯示含糖飲料攝入與肥胖、2型糖尿病和心臟病有關(guān)。因此一些國家和地區(qū)開始對含糖飲料征收消費稅,以減少攝入量。例如,墨西哥2013年對含糖飲料征稅后,含糖飲料的銷量下降;美國大多數(shù)學(xué)校停止售賣含糖飲料;波士頓禁止所有公共建筑內(nèi)銷售含糖飲料等。
三是反式脂肪酸攝入與心臟病風(fēng)險增加有關(guān),這一研究結(jié)果促使美國FDA在2003年要求在食品標(biāo)簽上列出反式脂肪酸含量,并最終在2013年采取了逐步淘汰反式脂肪酸的措施。紐約市等地方政府已禁止餐館和學(xué)校使用反式脂肪酸。據(jù)估計,目前美國食品供應(yīng)中約有72%的反式脂肪酸已被去除,兒童和成年人的血脂水平均有所改善,若全美范圍內(nèi)禁止反式脂肪,預(yù)計每年將減少6480至12960例缺血性心臟病死亡。
在制定膳食指南方面,各國膳食咨詢委員會嚴(yán)格審查并篩選高質(zhì)量研究數(shù)據(jù),提供共識報告,以減少公眾困惑,明確健康膳食的方向。近年來,我國制定了一系列政策來應(yīng)對慢性病的挑戰(zhàn),確保將科學(xué)見解轉(zhuǎn)化為切實的醫(yī)療保健實踐。
自2023年起,國家衛(wèi)生健康委組織制訂并印發(fā)了8個針對成人常見慢性病的食養(yǎng)指南,鼓勵基層衛(wèi)生工作者參考相關(guān)指南進行指導(dǎo)。同時,《健康中國行動(2019-2030年)》作為國家戰(zhàn)略,旨在提升公眾健康意識,降低慢性病發(fā)病率。《新時代慢性病防治食養(yǎng)食療策略和行動》白皮書的發(fā)布,突出了食養(yǎng)、食療和營養(yǎng)治療在防治慢性病中的作用,為基層醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)和食品營養(yǎng)生產(chǎn)企業(yè)提供了指導(dǎo)。
2022年新版《中國居民膳食指南》建議遵循平衡膳食八準(zhǔn)則:食物多樣,合理搭配;吃動平衡,健康體重;多吃蔬果、奶類、全谷、大豆;適量吃魚、禽、蛋、瘦肉;少鹽少油,控糖限酒;規(guī)律進餐,足量飲水;會烹會選,會看標(biāo)簽;公筷分餐,杜絕浪費。
平衡膳食八準(zhǔn)則
(圖片來源:veer圖庫)
更加科學(xué)的營養(yǎng)方案讓我們吃得更加健康
傳統(tǒng)食養(yǎng)智慧與現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)研究的結(jié)合揭示了自然、人類、食物和健康之間的復(fù)雜聯(lián)系?,F(xiàn)代科學(xué)正在揭示傳統(tǒng)飲食習(xí)慣中的奧秘。隨著微生物組學(xué)等先進技術(shù)在營養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,未來將能制定更加個性化的營養(yǎng)方案,深入理解食物對人類身心健康的影響,從而做出更明智的飲食選擇,我們需要開放的心態(tài)接納科學(xué)指導(dǎo),做出理性的飲食選擇,吃得健康,吃得快樂!
參考文獻:
1. Luo Y, Wang J, et al. Isocaloric-restricted Mediterranean diet and Chinese diets high or low in plants in adults with prediabetes. J Clin Endocrinol Metab. 2022 May 17:dgac303.
2. Luo Y, Sun L, Wu Q, Song B, Wu Y, Yang X, Zhou P, Niu Z, Zheng H, Li H, Gu W, Wang J, Ning G, Zeng R, Lin X. Diet-Related Lipidomic Signatures and Changed Type 2 Diabetes Risk in a Randomized Controlled Feeding Study With Mediterranean Diet and Traditional Chinese or Transitional Diets. Diabetes Care. 2023 Sep 1;46(9):1691-1699.
3. Xie W, Wang Y, Sun J, et al Protocol of a multicenter, single-blind, randomised, parallel controlled feeding trial evaluating the effect of a Chinese Healthy Heart (CHH) diet in lowering blood pressure and other cardiovascular risk factors.BMJ Open 2020;10:e036394.
4. Wang Y, Feng L, Zeng G, Zhu H, Sun J, Gao P, Yuan J, Lan X, Li S, Zhao Y, Chen X, Dong H, Chen S, Li Z, Zhu Y, Li M, Li X, Yang Z, Li H, Fang H, Xie G, Lin PH, Chen J, Wu Y; DECIDE-Diet Study Group. Effects of Cuisine-Based Chinese Heart-Healthy Diet in Lowering Blood Pressure Among Adults in China: Multicenter, Single-Blind, Randomized, Parallel Controlled Feeding Trial. Circulation. 2022 Jul 26;146(4):303-315.
5. Li Q, Feng L, Sun J, Zhu H, Zeng G, Gao P, Yuan J, Zhao Y, Li S, Lan X, Chen X, Li Z, Chen S, Dong H, Li M, Li X, Yang Z, Li H, Xie G, Wang Z, Lin PH, Chen J, Wang Y, Wu Y; Effects of Chinese heart-healthy diet on blood lipids, glucose, and estimated 10-y cardiovascular disease risk among Chinese adults: results on secondary outcomes of a randomized controlled trial. Am J Clin Nutr. 2024 Feb;119(2):333-343.
6. Vitolins MZ, Case TL. What Makes Nutrition Research So Difficult to Conduct and Interpret? Diabetes Spectr. 2020 May;33(2):113-117.
7.Satija A, Yu E, Willett WC, Hu FB. Understanding nutritional epidemiology and its role in policy. Adv Nutr. 2015 Jan 15;6(1):5-18.
8. Kerna NA, Holets HM, Hafid A, Flores JV, Carsrud NDV, Nwokorie U, Rashid S, Anderson II J, Waugh S. A Comprehensive and Practical Guide to Clinical Nutrition in Medical Practice. EC Gastroenterology and Digestive System 8.7 (2021): 76-86.