出品：科普中国
制作：余丰任、王冠琳（健康学人）
监制：中国科学院计算机网络信息中心
图源：Science封面
顶级的学术期刊《科学》杂志2018年11月16日发表了一期由五篇饮食健康主题的相关文章组成的特刊，旨在总结人类对该领域的研究进展，从而进一步探究膳食营养与健康领域的发展方向。
本文详细编译了其中来自哈佛大学医学院David S. Ludwig教授等三位营养科学领域专家合作发表的关于膳食脂肪领域与慢性疾病的综述，总结了膳食脂肪和慢性疾病领域的各大发现与观点，希望引发更多关注与辩证思考。
图一：高碳水低脂肪健康倡议发展事件纪要（作者自制）
长久以来，人们普遍认为相对脂肪来说，碳水对人体更加健康，美国政府也是这一理论的最早倡导者。
不过近年来，对于饮食中三大类营养物质(糖类、脂肪、蛋白质)的摄入比例的研究越来越多，对于究竟哪种饮食模式更健康的争议也越大。
比如Amazon最新排名显示，和减肥相关畅销书的前十名中，有4本推荐了生酮饮食(即高脂肪、低碳水、适量蛋白质的饮食)。同时，越来越多的大数据分析表明，高脂饮食比低脂饮食减肥效果更明显且在控制糖尿病的临床表现优越。
那么究竟是低脂肪高碳水，还是高脂肪低碳水饮食更好呢？且看下文为你细细道来：
低脂肪、高碳水的饮食真相
目前，以碳水化合物为主的饮食仍然是人类能量的首要来源，为机体提供超过50%的日常所需能量。
研究表明以米、面为主食的发展中国家，碳水化合物的摄入量更高，与此同时，糖尿病、肥胖和心脏病等慢性疾病发病率也明显低于西方发达国家。而从发展中国家迁徙至西方发达国家的移民中，接下去的两代人中出现这些慢性疾病的几率则呈现上升的趋势。这是否饮食方式变化导致的结果呢？下面我们就来看看低脂肪、高碳水的饮食真相：
1. 支持少吃脂肪的的几个重要原因
1）与碳水相比，脂肪的食用味道更好，且不容易使人出现饱腹感，因此更容易过量摄入。而每克脂肪所提供的能量（9 kcal/g）近乎每克碳水或蛋白质提供能量的两倍（4 kcal/g），从而更容易导致脂肪堆积——肥胖。
2）来自中国科学院的研究团队2018年发表于《细胞代谢》的一篇文章中发现，给予小鼠29种不同的常量营养素（脂肪、碳水和蛋白质）比例食物的情况下下，只有摄入高脂肪饮食的小鼠出现肥胖。
3）人体和动物实验都表明，高脂肪摄入会诱发大量的炎症相关因子，增加了癌症发生的潜在风险。
4）研究还发现高脂饮食影响人体肠道微生物，分泌有致癌风险的次级胆汁酸等。
……
不过，事实是否如此简单明了还有待商榷，碳水的种类和质量问题（加工程度，纤维素含量，血糖指数等）也是影响身体健康的重要因素。
2. 高碳水低脂肪饮食与肥胖、糖尿病与心血管疾病
与此同时，过去几十年的研究也发现了很多低脂肪饮食的益处，历史上有不少的实验/荟萃分析都支持低脂肪饮食利于身体健康。
比如，低脂肪饮食有利于对人体内部激素的调节，如对于女性而言，有益于预防乳腺癌和肠癌。
WHI-DM试验和一项随机自由进食试验还表明尽管低脂高碳和高脂低碳都能减肥，但是低脂饮食效果更好一点。
而另一项针对3234位具有糖尿病风险成人的随机研究发现，低脂肪高碳水饮食摄入的确对糖尿病发病率的降低起到作用。不过最近的一项荟萃分析结果表明，真正对糖尿病预防调控起到作用的是高碳饮食中丰富的纤维。
高脂饮食与心血管疾病间的关系争论已超过40年。然而，大量的研究结果并没有能够直接证明心脏疾病与饮食之间的联系。两项随机对照试验的荟萃分析显示，低脂饮食能够降低人体低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）含量，而低碳水摄入降低了甘油三酯，且对高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）没有不利影响，因此以低脂，谷物为基础的饮食方式在某种程度上还是有益的。
3. 高碳水低脂肪与癌症
癌症作为人类生命头号杀手，其发生机制和类型相当复杂，包含了100多种疾病类型和亚型，所以无法进行饮食效应的综合评估。但仍有几项主要试验提供了膳食脂肪与癌症关系的证据。
WHI-DM研究发现低脂饮食组的整体乳腺癌发病率没有显著变化。但是随访8.1年后发现，特殊的ER阳性、PR阴性乳腺癌的发生率降低了36%。
在另一项随访时间为10年的研究中，研究人员发现低脂高碳水饮食，对浸润型乳腺癌发病率无明显影响。但在女性营养干预研究中，分配到低脂饮食组的乳腺癌患者，5年内癌症复发的风险降低了24%。
而一项针对前列腺癌症的预防试验中发现，流行的营养补充剂鱼油中包含的Omega-3脂肪酸（N-3）和二十二碳六烯酸（DHA）可能与前列腺癌风险增加有关。
这一发现与之前的研究有惊人类似的结果，此前研究发现富含N-3脂肪α-亚麻酸的饮食会导致PSA的升高。虽然还没有明确的证据证明该类特殊脂肪对于癌症的临床意义，更多研究需要进行。
低碳水、高脂肪的饮食真相
限制碳水化合物饮食主要是指将饮食中碳水化合物的占比减少，脂肪的占比增加（≥40%）。新出现的研究证据表明，生酮饮食这一特殊类型的低碳水化合物饮食方案，脂肪占比通常≥70%，相对于其他传统饮食，可能具有独特的治疗效果。
图二：生酮饮食对人体的多样化影响（图源：Science）
1、高脂肪低碳水与肥胖、糖尿病与心血管疾病
宣传了40年的高碳水低脂肪饮食和传统药物治疗并没有对肥胖和二类糖尿病起到很好的抑制作用，如今有3/4的美国成人超重或肥胖。
最近发布的综述和相关荟萃分析发现，对于中短期的减重，限制碳水化合物的饮食其实优于低脂饮食，特别是生酮饮食。
研究还发现限制碳水饮食对人体新陈代谢、基因表达、炎症和氧化应激都产生的有益的影响。甚至对一些代谢综合征，包括中心性肥胖、高甘油三酯、低HDL-C、高血压、葡萄糖耐受不良、脂肪肝、慢性炎症和一系列易导致糖尿病和CVD的临床危险因素有改善作用。
一项为期2年的试验发现，生酮饮食可以显著降低血清甘油三酯、增加HDL胆固醇浓度、降低炎症标志物和降低循环饱和脂肪酸浓度。
最近一项调查发现，316名I型糖尿病儿童和成人在进行低碳水化合物、高脂饮食干预超过2年后，血糖得到显著控制，并发症发生率低，代谢指标良好。
而另外一项对226名II型糖尿病仅服用二甲双胍进行降糖治疗的患者进行带有远程支持的生酮饮食干预，结果发现人群的平均体重下降了12%，HbA1c（糖化血红素-人体血糖控制的反应指标）下降了1.3%。
生酮饮食也并非十全十美，比如，低碳水化合物饮食通常含有大量饱和脂肪酸（saturated fat）。还需要综合考虑生酮饮食导致的LDL-C增加（在生酮饮食中约有一半人群会发生这种情况）等情况。
2、高脂肪低碳水与癌症
限制碳水化合物摄入可能可以抑制特定的氧化应激反应、炎症和涉及代谢激素的细胞信号传导，从而达到预防或治疗特定的癌症。比较著名的应用包括使用生酮饮食来增强PI3K抑制剂在癌症治疗中的有效性。然而，关于癌症与生酮饮食的关系仍然因为研究样本量小，缺少高质量的随机对照试验而不能确定。
不同类型膳食脂肪和对常见慢性疾病的影响
除了饮食中脂肪的含量，不同类型的脂肪对健康的影响也一直争议不断。基于多项摄食控制研究、长期流行病学研究和随机试验的大量结果已经证明，膳食脂肪的类型也会影响人类健康。
1、脂肪类型与肥胖和糖尿病
对于总脂肪摄入和肥胖发生的研究已经很多，但是探讨特定类型脂肪对体重控制作用的研究还较少。
一项7周的饮食控制研究发现反式脂肪和饱和脂肪的摄入增加与体重增加正相关，但单饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的摄入对体重无影响。目前还没有出现持续时间一年以上的随机对照试验来研究不同类型脂肪对体重的影响，因此在实验结果的有效性还有待考证。
同时，有研究表明反式脂肪增加了代谢综合征、II型糖尿病的风险。多不饱和脂肪的消耗降低了胰岛素抵抗，多不饱和脂肪/饱和脂肪的摄取比例与2型糖尿病风险成负相关。
2、脂肪类型与心血管疾病
不同膳食脂肪对心血管疾病的影响研究已经存在相当之久。研究方法从最开始的简单比较死亡率到后面的流行病学发现比较血脂亚成分的含量，如甘油三脂、LDL-C和HDL-C等，再到今天对特定生物标记物浓度进行研究。
虽然有很多发现，但是学界关于不同类型膳食脂肪对心血管疾病的影响尚无一致的定论（可好可坏）。本文列出历史上的几项重要发现：
一项覆盖七国人群的研究发现饱和脂肪酸与心血疾病的发病有很强的相关关系。与同等热量的碳水化合物相比，饱和脂肪酸会增加血液中胆固醇的浓度，而多不饱和脂肪酸则能降低血液胆固醇浓度。因此从19世纪60年代开始，预防心血管疾病的饮食建议提出使用不饱和脂肪酸代替饱和脂肪酸。
到了1990s，顺式和反式脂肪酸之间的区别，得到了广泛认可。
为了使油更耐高温、不易变质、增加其保存期限，食品制造商常常对这些人造奶油和蔬菜等产品使用部分氢化工艺将液体脂肪转化为固体脂肪，反式脂肪由此产生。
反式脂肪对LDL、LDL颗粒的大小、HDL、甘油三酯和炎性因子都有特异的不利影响。多项研究中，反式脂肪的摄入被证明与冠心病和其他慢性病的风险正相关。在这之前，因为反式脂肪酸被归为不饱和脂肪酸，一部分不明真相的大众在饮食宣传下将其作为饱和脂肪酸的替代品大量使用。
通过法律监管、教育和食品标签，反式脂肪在美国和一些欧洲国家的食品供应中基本上被消除了。然而，在世界的某些地区摄入量仍然很高。
3、脂肪酸类型与癌症
在已发表的机制研究表明和动物研究表明，人们常说的有益脂肪酸ω-3多不饱和脂肪酸和ω-6多不饱和脂肪酸既能增加又能降低癌症风险。换句话说，人类关于不同类型脂肪对癌症的影响相关研究还没有一致性的结果。由于癌症拥有较长的潜伏期，因此相关研究需要纳入整个生命周期来对特定类型脂肪进行进一步研究。
4、其他发现
对孕期的胚胎和婴儿来说，摄入足够量的ω-3多不饱和脂肪酸和ω-6多不饱和脂肪酸对其神经发育至关重要。一些研究发现，在孕期摄入大量DHA和EPA（比如：鱼肉、海藻等）对婴儿的认知功能发育有好处且能降低早产风险。
在老年时期，摄入过少的ω-3多不饱和脂肪酸和大量的反式脂肪将会加大患老年痴呆的风险。
最近的一项前瞻性研究结果发现，反式脂肪的摄入与较高的死亡率呈正相关。单不饱和脂肪酸和ω-3多不饱和脂肪酸的摄入与较低的死亡率呈弱相关，而ω-6多不饱和脂肪酸的摄入与较低的死亡率呈强相关。
不同膳食脂肪摄入与死亡率的关系（图源：Science）
九大争议与七大共识
肥胖和慢性疾病预防和治疗中，营养物质的比例，特别是脂肪的最佳比例是科学家、民众和工业届几十年来一直是争论的话题。
然而，目前营养学研究还不足以解决该领域的一些重要争议，大量营养素膳食研究时间短、规模小，无法区分短期和长期影响；许多行为学试验的治疗组间无法产生有意义的差异；观察性研究会受到混杂的影响，未来应该优先对关键争议进行高质量的研究：
1. 九大争议
1）不同碳水化合物/脂肪比例的饮食对身体成分（脂肪/肌肉组织比例）的影响不同，而这一比例是否与总能量摄入有关？这一饮食比例是否会影响能量消耗并与体重无关？
.2）“流行”的生酮饮食相比中度限制碳水化合物饮食，是否能够提供更多的代谢益处？真的可以帮助预防或治疗心脏代谢性疾病吗？
3）在极低碳水化合物饮食的情况下，特定脂肪酸（饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸）的最佳食用量是多少？
4）对于饮食中脂肪与碳水化合物比例不同的人群，LDL-C（低密度胆固醇）、HDL-C（高密度胆固醇）和甘油三酯含量以及脂蛋白颗粒大小对心血管疾病的相对重要性是怎样的？其他生物标志物是否具有同等或更重要的意义？
5）在整个生命周期中，膳食脂肪的种类和摄入量对神经退行性疾病、肺部疾病和其他尚未得到充分研究的疾病有哪些影响？
6）在最佳的干预条件下（最大限度提高饮食依从性），不同碳水化合物/脂肪比例的饮食对慢性病预防和治疗有何长期影响？
7）哪些行为和环境干预措施可以最大限度地提高长期饮食依从性？
8）哪些遗传和表型因素可以预测不同碳水化合物/脂肪比例的饮食对人类的长期影响？这些知识能否为个性化营养饮食提供有效建议，并进一步应用于疾病的预防和治疗。
9）不同碳水化合物/脂肪的比例和膳食脂肪来源的多样化如何影响饮食的可负担和环境可持续性。
尽管存在着众多争议，科学家们也对膳食中脂肪的摄入达成了如下共识：
2. 七大共识
1. 营养质量相当重要，大部分人可以通过对控制饮食中碳水化合物与脂肪比例来获得健康并且降低患低慢性疾病的风险。
2. 用天然存在的不饱和脂肪代替饱和脂肪对人们的健康有益处。工业生产的反式脂肪是有害的，应该予以消除。饱和脂肪的代谢可能因碳水化合物限制饮食而不同，这是一个有待进一步研究的问题。
3. 用未加工的碳水化合物（非淀粉类蔬菜，新鲜水果，豆类和未加工的谷物）替代高度加工的碳水化合物（精加工的谷物，马铃薯产品和游离糖）对人类健康有益。
4. 生物因子对不同常量营养素组成的饮食有不同的影响。具有相对正常的胰岛素敏感性和beta细胞功能的人可以在不同比例的碳水化合物/脂肪比例的饮食中表现良好；而那些对胰岛素耐受、胰岛素分泌过多或葡萄糖不耐受的人群可能会从低碳水化合物，高脂肪饮食中受益。
5. 生酮饮食是否真的对人有益还有待商榷并且需要长期研究。
6. 精确配比的低碳水化合物，高脂肪饮食不需要大量摄入蛋白质或者其他动物产品。通过用非氢化植物油，坚果，种子，鳄梨和其他高脂肪植物食品代替谷物、淀粉类蔬菜和糖可以减少碳水化合物的消耗。
7. 一个公众认同的健康饮食基本组成可以为政策、临床管理和个人饮食提供信息。尽管如此，与饮食相关的慢性病问题依然存在，对营养学的研究加大关注和投资刻不容缓。
参考文献：
1.Dietary fat: From foe to friend? Science.2018; 362(6416):764-70.
2.The macronutrients, appetite and energyintake. 2016; 36:73-103
3.Diet Review: Ketogenic Diet for WeightLoss. Harvard Review. 2018 [Online]https://www.hsph.harvard.edu/nutritionsource/healthy-weight/diet-reviews/ketogenic-diet/
