重新认识「吃」这件事:为什么旧观念该淘汰了
我们从小到大听过太多关于吃的“金科玉律”:每天必须喝八杯水才能保持健康,早餐是一天中最重要的一顿饭,不吃早餐会让人变笨,胆固醇是心脑血管疾病的罪魁祸首,动物脂肪会导致心脏病,吃盐太多会得高血压,维生素补充剂可以弥补饮食的不足……这些话听起来如此理所当然,以至于我们从未怀疑过它们的真实性。在学校食堂里,在家庭餐桌上,在医生的诊室里,这些关于饮食的权威教诲被一代又一代地重复着,仿佛它们是经过千锤百炼的科学真理。
然而,当我们真正深入科学的殿堂,仔细审视这些所谓的“常识”时,一个令人震惊的事实逐渐浮出水面:许多我们深信不疑的饮食观念,要么缺乏可靠的科学证据支撑,要么在更新的研究面前轰然倒塌。营养学领域正在经历一场静悄悄的革命,这场革命的核心驱动力是基因测序技术的飞速发展、肠道微生物组研究的突破性进展,以及大数据和人工智能在医学研究中的广泛应用。正是这些新技术,让我们第一次能够以前所未有的精度理解食物、人体基因和微生物群落之间复杂而精妙的相互作用。
让我们从一个看似最简单的问题开始:人每天到底需要喝多少水?“每天八杯水”的说法几乎是一个全球性的共识,无论是中国的养生专家、欧美的健身教练,还是世界卫生组织的官方建议,都在不同程度上推崇这一理念。但如果我们追溯这个说法的源头,会发现一个有趣的事实:它并非来自严谨的科学研究,而是一个经年累月被不断复述和放大的误解。
这个误会的始作俑者是1945年美国国家研究委员会食品与营养委员会的一份报告。这份报告指出,成年人每消耗1卡路里的食物,大约需要1毫升的水分来参与代谢过程。按照这个标准,一个每天摄入2000卡路里饮食的成年人,确实需要大约2000毫升水,折算下来大约就是八杯(每杯250毫升)的量。但关键的是,这份报告同时也指出,人体所需的大部分水分其实已经包含在我们吃的食物里了——无论是米饭、面包、蔬菜还是肉类,都含有相当比例的水分。水果的含水量尤其丰富,一个苹果就含有约85%的水分。换句话说,人体所需的水分并非只能通过直接饮水来获取,食物本身就是水分的重要来源。遗憾的是,这个重要的补充信息在后世的传播过程中被逐渐遗忘了,“八杯水”的建议被断章取义地独立出来,成为一条被普遍接受的饮食准则。
更近期的研究甚至对这个标准本身提出了挑战。2016年发表于《美国临床营养学杂志》上的一项研究,通过对大量文献的系统性回顾和元分析,发现并没有充分的证据支持健康成年人每天必须饮用八杯水的说法。研究的结论是,健康成年人完全可以依靠口渴感和日常饮食来维持身体的水分平衡,过度饮水不仅没有必要,反而可能带来电解质紊乱的风险。对于肾功能正常的人来说,每天1600至2000毫升的液体摄入(包含食物中的水分)通常就足够满足身体需求了。运动员、炎热环境下的工作者、孕妇和哺乳期妇女等特殊人群确实需要额外补充水分,但具体的量应该根据个人情况而定,而不是机械地套用某个固定标准。
如果说“多喝水”只是一个无伤大雅的小建议,那么关于早餐的争论就直接触及了许多人的日常生活。“不吃早餐不健康”可能是中国家长最爱挂在嘴边的一句话。在无数个清晨,无数家庭上演着同样的场景:父母追着孩子喂饭,苦口婆心地劝说“早饭要吃饱,不然上午上课没精神”。不吃早餐被认为会导致注意力下降、学习成绩变差、午餐时过度饥饿而暴饮暴食、代谢变慢、体重增加……这些说法听起来都很有道理,而且似乎都有科学研究的支持。但当我们仔细审视这些研究时,会发现情况远比表面上看起来复杂得多。
一个经常被引用的支持早餐重要性的研究来自1992年的一篇论文,标题是《早餐摄入频率与儿童认知表现的关系》。这项研究发现,吃早餐的儿童在某些认知测试中的表现确实优于不吃早餐的儿童。这个结论被媒体广泛报道后,迅速成为“不吃早餐有害”这一观念的重要科学依据。然而,这项研究存在一个根本性的问题:它是一项观察性研究,而非随机对照试验。观察性研究只能告诉我们“吃早餐的人”和“不吃早餐的人”之间存在某种差异,但无法确定这种差异的真正原因。不吃早餐的孩子可能本身就来自饮食不规律的家庭,这些家庭的其他饮食习惯往往也不太健康;或者不吃早餐的孩子可能是因为晚上睡眠不足、起得太晚,而睡眠不足本身就会导致认知能力下降;又或者不吃早餐的孩子往往年龄稍大、自律性更强,在认知测试中表现更好也很正常。诸如此类的混淆因素可能才是导致差异的真正原因,而不是早餐本身。
为了验证早餐是否真的是儿童认知表现的“因”,研究者们需要进行随机对照试验:将一批条件相近的儿童随机分成两组,一组强制吃早餐,另一组强制不吃早餐,然后比较他们的认知表现变化。近年来,这样的研究还真有人做了。2015年,英国广播公司(BBC)资助了一项大规模的随机对照试验,将年龄在11至16岁之间的青少年随机分配到吃早餐组和不吃早餐组,在持续了四周的试验期间,定期测试两组青少年的认知能力和学业表现。结果令人意外:两组之间在任何认知测试指标上都没有出现统计学意义上的显著差异。换句话说,这项严格的随机对照试验表明,吃不吃早餐对青少年的认知表现并没有明显影响。
当然,这并不是说早餐对所有人都毫无意义。对于某些特定人群——比如患有1型糖尿病的儿童、需要注射胰岛素的患者、或者某些代谢功能异常的人来说,规律地进食确实有其医学上的必要性。但对于大多数健康人来说,是否吃早餐应该根据个人的作息时间、饥饿感受和实际需求来决定,而不必被“早餐必须吃”的观念所束缚。
如果说关于水和早餐的争议还只是“小打小闹”,那么关于胆固醇的争论就真正撼动了营养学的一座基石了。长期以来,胆固醇一直被视为心脑血管疾病的元凶。动物内脏、鸡蛋黄、海鲜——这些富含胆固醇的食物被营养指南列为“需要限制摄入”的食物。1984年,美国国立卫生研究院(NIH)召开了一次著名的共识会议,会上专家们宣布:“高血胆固醇是导致心脏病的主要原因,降低血胆固醇水平能够减少心脏病的风险。”这一结论深刻地影响了此后四十年的全球饮食政策。从政府发布的膳食指南,到医生给患者的饮食建议,再到食品工业推出的“无胆固醇”产品,几乎都建立在这个“胆固醇有害”的理论基础之上。
然而,就在2015年,美国膳食指南咨询委员会(DGAC)发布了一份引起巨大轰动的报告,宣布了一个与过去完全不同的结论:胆固醇并非是需要“过度担心”的营养成分,每日胆固醇摄入量不再设有上限。这个180度的大转弯让很多人困惑不已:难道几十年来关于胆固醇的警告都错了吗?
要理解这个戏剧性的转变,我们需要回顾一下胆固醇在人体中的真实作用。胆固醇是细胞膜的重要组成部分,是合成维生素D和多种激素的前体分子,大脑中有高达25%的成分是胆固醇——它对神经信号的传导至关重要。可以说,没有胆固醇,就没有生命的正常运转。人体自身能够合成所需的全部胆固醇,肝脏每天大约产生1000毫克,而我们的饮食中通常也含有300至500毫克的胆固醇。人体对胆固醇的代谢有一个精妙的调节机制:当饮食中摄入的胆固醇增多时,身体会相应减少自身的合成;当摄入减少时,身体会增加合成来补偿。这意味着,对于大多数健康人来说,饮食中的胆固醇对血液中胆固醇水平的影响远没有我们想象的那么大。
当然,这并不意味着所有人都可以对胆固醇摄入不加限制。对于那些患有家族性高胆固醇血症或者代谢功能异常的人来说,饮食胆固醇仍然是需要关注的因素。但对于占人口大多数的代谢功能正常的人来说,过去那种“谈胆固醇色变”的态度确实有些过度了。鸡蛋黄的胆固醇含量虽然不低,但新的研究表明,适量食用鸡蛋(每天1至2个)并不会显著增加大多数人的心血管疾病风险——这一结论让那些曾经因为害怕胆固醇而只吃蛋白的人情何以堪。
让我们把目光转向另一个在营养学界引发巨大争议的话题:低脂饮食。从20世纪70年代开始,低脂饮食作为一种减肥和控制心血管疾病的方法,在全球范围内得到了大力推广。美国的膳食指南从1977年开始就建议减少膳食脂肪的摄入,许多国家的营养指南也纷纷效仿。在这一理念的指导下,脱脂牛奶、低脂酸奶、零脂肪饼干等“健康”食品充斥了超市的货架。人们被告知,只要减少脂肪的摄入,就能减轻体重、保护心脏、延年益寿。
然而,几十年过去了,低脂饮食的承诺兑现了多少呢?现实是,全球范围内的肥胖症和糖尿病发病率不仅没有下降,反而持续攀升,以惊人的速度增长。到了21世纪初,已经有研究者开始质疑:低脂饮食是否真的是健康的解决方案?
2008年,斯坦福大学的研究者克里斯托弗·加德纳(Christopher Gardner)进行了一项至今仍被广泛引用的随机对照试验。他招募了300多名超重或肥胖的女性,将她们随机分配到四种不同类型的饮食计划中:阿特金斯饮食(极低碳水化合物、高脂肪)、Zone饮食(中等碳水化合物、中等脂肪)、LEARN饮食(低脂肪、高碳水化合物)和Ornish饮食(极低脂肪)。在为期一年的跟踪研究中,科学家们测量了参与者的体重变化、血脂水平、血压、胰岛素敏感性等多个健康指标。
这项研究的结果出乎许多人的意料:减重效果最好的竟然是阿特金斯饮食——一种被传统营养学界批评为“不健康”的高脂肪饮食。平均而言,采用阿特金斯饮食的参与者在一年内减掉了约10磅体重,而采用传统低脂饮食(LEARN饮食)的参与者只减掉了约5磅。更重要的是,高脂肪饮食组的血脂改善情况也更好,她们的“好胆固醇”(HDL)水平上升幅度最大,而甘油三酯水平下降幅度也最大。这项研究清楚地表明,减肥和改善代谢健康的关键可能不在于脂肪本身,而在于整体饮食模式和个体的代谢特点。
类似的发现不断累积,逐渐动摇着低脂饮食的主导地位。2015年,《美国医学会杂志》发表了一篇综述性文章,对53项随机对照试验进行了系统回顾和元分析,结论是:与低脂饮食相比,低碳水化合物饮食在减重和改善代谢指标方面的效果至少相当,甚至更好。这并不意味着所有人都应该采用低碳水化合物饮食,但至少说明,过去那种“一刀切”地推荐所有人减少脂肪摄入的做法,可能过于简单化了。
说到营养补充剂,这是一个产值高达数百亿美元的巨大市场。在中国,各种维生素、矿物质、深海鱼油、葡萄籽提取物、辅酶Q10等保健品几乎走进了每一个家庭的药箱。人们普遍相信,即使饮食中缺少某些营养素,也可以通过服用补充剂来弥补。既然是“天然的”、“有益的”,多吃总比少吃好,多补总比不补强——这是许多人对营养补充剂的朴素信念。
然而,2013年发表于《内科学年鉴》上的一项大型综述可能会让很多人大吃一惊。这项研究由美国预防服务工作组(USPSTF)委托进行,汇集了此前数十项关于维生素和矿物质补充剂的最严格研究(主要是随机对照试验),旨在评估这些补充剂对心血管疾病和癌症预防的效果。参与分析的研究涵盖了数十万名受试者,研究时间从数年到十余年不等。
研究结果令人震惊:对于大多数人来说,绝大多数维生素和矿物质补充剂既没有显示出预防心血管疾病的效果,也没有显示出预防癌症的效果。值得注意的是β-胡萝卜素和维生素E——这两种曾经被认为具有抗氧化、防癌护心功效的营养素,研究清楚地显示它们不仅没有益处,高剂量的β-胡萝卜素甚至会增加吸烟者患肺癌的风险。研究者们的结论是:“证据不足以支持使用维生素E或β-胡萝卜素补充剂来预防心血管疾病或癌症。鉴于证据有限,不足以推荐或反对使用其他大多数多维生素或单一营养素补充剂来预防心血管疾病或癌症。”
这些发现并不意味着所有的营养补充都毫无意义。对于某些特定人群——比如孕妇需要补充叶酸以预防胎儿神经管缺陷,维生素D缺乏者需要补充维生素D,老年人可能需要补充B12(因为随着年龄增长吸收能力下降),严格素食者可能需要补充B12和铁——补充剂确实有其医学价值。但对于大多数饮食相对均衡的普通人来说,花大价钱购买各种各样的营养补充剂,除了制造昂贵的尿液之外,可能并没有实质性的健康收益。
现在,让我们把镜头拉远一点,看看这些具体争论背后更宏大的图景。为什么在过去几十年里,营养学的建议会发生如此巨大的变化?为什么那些曾经被奉为圭臬的“金科玉律”会一个接一个地被动摇?答案在于支撑这些建议的研究方法本身。
传统营养学研究的基石是观察性研究,也称为队列研究或流行病学研究。这种研究的基本方法是:追踪一大群人在一段时间内的饮食习惯和健康状况,然后统计分析特定饮食习惯与特定健康结果之间的关联。例如,研究者可能会招募数万名成年人,调查他们的饮食状况,然后在接下来的十年里跟踪记录谁患上了心脏病、谁患上了糖尿病、谁去世了,然后比较吃肉多的人和吃肉少的人之间,这些疾病发病率是否存在差异。
观察性研究有其独特的价值:它可以在自然状态下观察大量人群,不需要人为干预,适合研究那些难以进行实验干预的长期健康问题(比如几十年后的心脏病)。但它也有一个根本性的弱点:它只能告诉我们两个因素之间存在关联,但无法证明其中一个因素“导致”了另一个结果。这种因果关系的推断需要其他类型的证据。
观察性研究面临的另一个重大挑战是所谓的“混淆因素”。人的饮食行为是极其复杂的事情,与社会经济地位、教育水平、职业、居住环境、家庭习惯、甚至性格特征都有千丝万缕的联系。当我们观察到“吃蔬菜多的人更健康”时,我们很难确定这到底是因为蔬菜本身有益,还是因为吃蔬菜多的人本身在其他方面就比较健康——比如他们可能收入更高、居住环境更好、有更多时间锻炼身体、能够获得更好的医疗服务。这些因素都可能是真正影响健康的“因”,而饮食只是它们的“果”之一。当我们把这些混淆因素排除得不够彻底时,就会得到误导性的结论。
历史上不乏这样的教训。20世纪90年代,激素替代疗法(HRT)曾被广泛推荐给绝经后的女性,因为观察性研究表明,接受这种治疗的女性心脏病发病率更低。然而,当真正的随机对照临床试验完成后,结论却完全相反:激素替代疗法实际上增加了心脏病、中风和乳腺癌的风险。一个可能有数百万女性接受的医疗建议,建立在了一个错误的观察性研究结论之上。
营养学领域也经历过类似的尴尬。2004年,一项观察性研究报道称,高摄入膳食类黄酮与男性吸烟者肺癌风险降低之间存在关联。这一发现被媒体广泛报道,“多吃类黄酮可以防癌”的说法广为流传。然而,后续更严格的分析发现,这个关联可能是由于摄入类黄酮多的人同时也摄入了更多的蔬菜和水果,蔬菜和水果中的其他成分或者是整体健康的生活方式才是风险降低的真正原因。类黄酮本身可能并没有独立的保护作用。
正是因为认识到观察性研究的局限性,近年来的营养科学研究越来越强调随机对照试验的重要性。在随机对照试验中,研究者将参与者随机分配到不同的组别(比如不同的饮食方案组),然后在控制其他因素的情况下比较各组的结果。由于随机分配可以在很大程度上平衡各组之间的混淆因素,随机对照试验能够更可靠地推断因果关系。
当然,随机对照试验也有其局限性——它通常成本高、时间长、样本量有限,而且长期坚持某种特定饮食本身就很难做到。但至少在设计更严谨的研究出现之前,我们应该对那些仅基于观察性研究提出的营养建议保持适度的怀疑。
更重要的是,我们现在拥有了全新的研究工具和方法,它们正在彻底改变我们理解营养与健康关系的方式。
第一个革命性的工具是基因组测序技术的指数级进步。2003年,人类基因组计划历时13年、耗资约30亿美元,完成了人类基因组的第一张完整图谱。而今天,一台普通的基因测序仪可以在数小时内、以不到1000美元的成本完成同样的工作,部分商业化服务的报价甚至低至数百美元。这种技术上的飞跃让我们能够以前所未有的精度研究基因变异与营养代谢之间的关系。
一个经典的案例是关于乳糖酶基因的变异。乳糖酶是分解牛奶中乳糖的酶,人类婴儿期后肠道中乳糖酶的活性通常会大幅下降,这是进化上合理的设计,因为成年的原始人类并不依赖母乳喂养。然而,有一部分人的基因发生了突变,使他们在成年后仍然能够产生有活性的乳糖酶,这就是我们所说的“乳糖耐受”。这种基因变异在北欧人群中的携带率高达90%以上,但在东亚人群中却不到10%。这意味着什么?同样喝一杯牛奶,一个北欧人和一个中国人的身体反应可能完全不同——前者能够有效地消化吸收牛奶中的营养,而后者可能只是把它当作一种较难消化的饮料。对于乳糖不耐受的人来说,喝牛奶不仅不能补钙,反而可能因为腹胀、腹泻等不适症状而影响营养吸收。
类似例子还有酒精代谢相关的基因。有些人携带一种变异的乙醛脱氢酶基因,导致他们代谢酒精的中间产物乙醛的速度很慢。乙醛是一种有毒物质,会导致脸红、心跳加速、恶心等不适症状。有这种基因变异的人对酒精的耐受性很低,少量饮酒就可能感到强烈不适。这种基因变异在不同人群中的分布差异巨大,在东亚人群中特别常见(这就是为什么很多人说亚洲人喝酒容易脸红),但在其他人群中相对较少。这意味着关于“适量饮酒是否有益健康”的讨论,可能也需要考虑基因因素的影响。
基因与营养的关系远不止这些。2015年,一项发表于《细胞》杂志的研究引起了广泛关注。以色列魏茨曼科学研究所的研究者伊兰·塞格夫(Eran Segal)和埃利纳·艾里纳吉(Eran Elinav)领导的研究团队,对800多名受试者进行了为期一周的连续监测。在这一周里,每个受试者都佩戴着连续血糖监测仪,同时提供详细的饮食日志。研究团队还收集了他们的肠道微生物组样本、各项体检指标和基因信息。
研究的核心发现是:不同人对相同食物的血糖反应差异巨大,而且这种差异是可预测的——基于个人的肠道微生物组组成和某些基因变异,研究者能够相当准确地预测一个人对特定食物的血糖反应。例如,某个受试者吃香蕉时血糖飙升得很厉害,但吃饼干时血糖反而稳定;而另一个受试者的情况可能完全相反。这种个体差异与他们的基因有关,但更重要的是,与他们肠道中的微生物群落有关。
这个发现的意义是深远的:它意味着并不存在一种适合所有人的“健康饮食”。过去那种一刀切的膳食指南——“每天吃五份蔬菜水果”、“减少脂肪摄入”、“增加膳食纤维”——可能对某些人有效,对另一些人却效果平平甚至适得其反。未来,个性化的营养建议——基于个人的基因组成、肠道微生物组特征、新陈代谢状态——才是营养学的方向。
这就引出了第二个革命性的研究领域:肠道微生物组。人体肠道中栖息着数以万亿计的微生物,其数量甚至超过人体自身细胞的数量。这些微生物的基因总数是人类基因的150倍左右,它们参与消化食物、合成维生素、调节免疫系统、影响代谢功能、乃至影响大脑和行为。一个健康、平衡的肠道微生物组,对整体健康至关重要。
过去十年间的大量研究已经表明,肠道微生物组与肥胖、糖尿病、心血管疾病、炎症性肠病、甚至自闭症和抑郁症等神经系统疾病之间都存在密切的关联。微生物组研究的突破让我们意识到,我们的身体并不是一个孤立的系统,而是一个与数万亿微生物共生共存的复杂生态系统。了解营养如何影响这个生态系统,以及这个生态系统如何反过来影响我们的健康,是理解营养学新知的核心所在。
关于微生物组最令人惊讶的发现之一,可能要数“粪菌移植”的疗效了。粪菌移植(FMT)是一种将健康供者的粪便微生物群移植到患者肠道的技术,乍听起来可能会让人觉得荒诞不经,但它的临床效果是确凿无疑的。在2013年发表的一项随机对照试验中,粪菌移植对复发性艰难梭菌感染的治疗效果远超抗生素——成功率接近90%,而抗生素组的成功率只有约30%。基于这些证据,美国食品药品监督管理局(FDA)已经批准粪菌移植用于治疗特定类型的艰难梭菌感染。更令人兴奋的是,研究者们正在探索粪菌移植在治疗炎症性肠病、肠易激