关于营养学的几点前瞻性思考

作者:孙长颢[1] 
单位:哈尔滨医科大学[1]

1.营养学体系的建立及其在预防慢性病方面存在着巨大挑战

  1785年,“法国化学革命”鉴定出机体含有氨和氮,标志着现代营养学的开端。之后陆续发现了蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素及矿物质等50余种营养素,并提出了居民膳食营养素参考摄入量DRIs和膳食指南。值得注意的是,无论是营养素的发现、鉴定,还是DRIs和膳食指南的制定,都是以营养缺乏病为依据和目的的。营养学的理论体系也是以此为根据而建立的。

  实践证明这个理论体系在预防营养缺乏病方面是成功的,卓有成效的。然而,针对慢性病,目前的营养理论体系,尤其是DRIs、膳食指南仍然有待完善或重新制定。其原因是,目前在国际顶尖杂志上发表的关于营养与慢性病的大规模人群队列的研究结果常常不一致,甚至相互毛对或反传统反认识,例如《柳叶刀》杂志最近发表的关于脂肪与碳水化合物摄入对健康的影响研究;《新英格兰医学杂志》报道的补钙对骨密度、骨质疏松和骨折风险没有作用,甚至可能导致心血管疾病风险和全死因死亡率增加;以及牛奶摄入会增加骨折风险和全死因死亡率。另一方面,世界范围内,肥胖、糖尿病等慢性病发病率仍然在持续上升,也就是说慢性病仍然没有得到有效的控制。

2.产生上述问题的原因及营养概念的更新

  为什么会出现上述现象呢?对于某种营养缺乏病,病因是明确的,是由某种营养素缺乏引起,因此预防和治疗有明确的针对性,效果也是明显的。而对于慢性病,病因是不明确的,是由多种复杂因素引起的,包括膳食营养因素、生活方式、环境因素、社会因素以及遗传因素,因此预防和治疗的针对性不强,效果不明显。更重要的是,目前仍采用营养缺乏病的研究理念和方法,即研究单一食物、单一营养素或单一食物构成与慢性病的关系。忽视了营养素彼此间的相互依存关系、膳食结构为营养素的生理功能所提供的支持以及膳食的整体效应,从而出现不一致、矛盾的结论。食物或营养素与慢性病的关系所得出的结论往往与预防营养缺乏病相矛盾。例如,针对营养缺乏病,提出多吃动物性食物、多吃优质蛋白、多吃支链氨基酸是有益的;但对慢性病是有害的(多摄入支链氨基酸可促进胰岛素抵抗的产生)。因此,营养学目前的研究出现了瓶颈、重大挑战,也同时面临着理论体系、研究理念和方法学等方面重大的创新与突破的机遇。根据国际上该领域发展趋势和本人在该领域长期研究与实践,提出关于营养学的几点前瞻性思考。目前的营养学概念是以预防营养缺乏病为基础,而建立起来的一套莅临体系,其目的是预防营养缺乏病,维持生存,即“生存营养学”,它的特点是研究单一食物或营养素与疾病的关系。这一套理论体系不适合研究膳食营养与慢性病的关系,因此,针对慢性病,应该有另一套的理论体系,其目的是防控慢性病和促进健康长寿,即“健康营养学”。健康营养学的理论基础主要包括:强调膳食的整体效应和针对慢性病的营养个体化研究。

3.膳食的整体性

  膳食整体效应,也可以称为结构功能营养学,不同的膳食结构决定了它具有不同的生物学功能,是指不仅要全面考虑膳食结构(食物和营养素的构成、比例及平衡),更要考虑食物及营养素在不同膳食结构中所发挥的不同健康效应,同时要考虑膳食中的每一种食物或每一种营养素的功能,一个都不能少,从而提出全新的、合理的膳食整体效应,预防慢性病、促进健康。

  首先,不同于营养缺乏病的研究理念,结构功能营养学的核心要义是关注膳食的整体效应。营养缺乏病的研究理念习惯于从食物中解剖式的剥离特定的营养素,以单一营养素的化学结构及生理功能为研究重点,探究营养素与健康的关系。然而,结构功能营养学强调,在探究营养素与健康的关系时,不仅要考虑单一营养素的作用,更要考虑这一营养素所处的膳食结构对其生理功能的影响。因为,当某一特定营养素发挥生理功能时,必须有其他营养素的辅助,及该营养素所处的食物内环境的支撑,还可能受该营养素所处的空间结构的影响,也就是说只有在这种膳食结构或模式下,该营养素才能发挥正常生理功能。例如,用手枪射击时,虽然食指扣动板机发挥了主要作用,但其他手指的抓握和支撑也起了关键作用,没有其他手指,只有食指,是扣不动板机的,因此是整个手指所呈现出的射击的模式,才会有射击的功能。这一理论的部分内容已经被证实:(1)“法国悖论”,膳食饱和脂肪普遍认为是引起心血管疾病的主要危险因素,虽然法国人每天比美国人多摄入32g的饱和脂肪,4倍的黄油,60%的奶酪和3倍的猪肉,但是法国因冠心病导致的死亡率却是美国的1/3。(2)单一食物或营养素在不同膳食模式下呈现出与疾病风险不同的关系。这些证据均表明不同的营养素或者食物,在不同的膳食结构下对健康效应的影响是不同的,营养缺乏病的研究理念是在脱离膳食整体结构的前提下,单独分析单一营养素或食物和慢性病的关系是不合理的。其次,虽然早已有膳食模式或结构的概念,但都只是定性的描述。其理论方法是采用降维的思想,将复杂的人群膳食结构降维为特定的膳食模式,这种思维方式仍然植根于营养缺乏病的研究理念。然而,这种思维方式是不合理的,因为当某种食物或营养素摄入量增加或减少时,必然会相应地导致其他食物或营养素摄入量发生变化(因为膳食摄入总量是一定的),因此文献中报道的某食物摄入量增加(或减少)与某疾病的关系,是不可靠的;也许是其他食物摄入量变化引起的。因此,不同于这种思维理念,结构功能营养学的宗旨是分析膳食整体效应,是定量的分析,量化膳食结构整体效应对慢性病的影响。膳食结构作为整体效应与慢性病的关系仍在探索之中。主要是方法学问题,不能用现在的统计学方法,因为都是降维的方法,而该理论是不允许降维的,因为它要研究膳食结构中的每一个因子的作用。

4.营养个体化

  对于预防营养缺乏病,利用群体的理念,所提出的营养素摄入量或进行营养干预的剂量,一般都是过量的,以防止任何一个人的缺乏,而对于慢性病,这一剂量则可能是有害的,因此针对慢性病应当进行营养个体化研究。主要是明确不同个体对不同膳食或营养素所做出的应答反应的遗传、表观遗传及机体代谢等生理特征基础;一方面包括营养相关基因多态性研究,即不同基因型个体会对同样的膳食或营养素做出不同的反应,从而对机体健康产生不同的影响。这种影响是“有”或“无”的“质”的影响。因此,基因多态性是“质”的改变;然而,现有的研究表明,基因多态性最多只能解释个体反应差异的10%,而其他部分不是十分清楚,但最新的研究结果表明,“程序化”可能是这种差异的主要原因。由于生命早期机体接触某种刺激时间早和/或时间长和/或强度大,从而对某种刺激产生了适应性改变(例如生命早期接触了高脂膳食,则会对脂肪代谢能力增强,从而成为该个体的一个代谢特征;当成年时再接触高脂肪时,则会对高脂肪膳食有抵抗力,不良反应弱)。不同个体生命早期接触的刺激不同,则对机体的反应或代谢特征不同,而且这种反应或代谢特征的不同,是强弱不同,是程序化的,因而是长期存在的,也就是“量”的改变,其生物学基础包括表观遗传学(例如DNA甲基化、组蛋白乙酰化等)、转录学、蛋白组学和带血组学以及宏基因组学等等。因此要想弄清楚个体反应差异的原因,不仅要考虑基因多态性(质的改变),而且还要考虑机体反应或代谢的程序化改变(量的改变)。


5.结论

  综上所述,未来营养学的发展方向,一方面需要建立一个不降维的统计学方法,从而明确食物的整体效应,确定膳食的整体性与慢性病的关系;另一方面通过各种组学研究,明确个体膳食反应差异的生物学基础,明确营养个体化影响因素。在此基础上,通过两个方面的相互作用研究,建立个体化的膳食营养素DRIs和膳食指南,从而更好地预防慢性病,促进健康,延长寿命。


  来源:哈尔滨医科大学  孙长颢《关于营养学的几点前瞻性思考》


    2018/3/15 13:53:33     访问数:1303
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