基于能量营养素视角探究肥胖成因

程 欣，黄徐根，刘 笑

肥胖是当今重大的公共卫生问题。世界卫生组织(World Health Organization)报告称，全球大约有4亿成年人患有肥胖症，此外，肥胖还是一些慢性疾病的主要危险因素[1]。在肥胖流行期间，全球超重肥胖的发病率成倍增长[2]。与此同时，人们的饮食结构发生了较大的变化，如高糖髙脂低膳食纤维的快餐摄入已经增加了18倍[3]。由此可以看出人们饮食结构的改变与肥胖流行的时间相吻合，因此肥胖流行的原因可能与饮食结构的变化有关。而饮食结构的变化主要体现在能量营养素方面。人体健康需要六大营养素，而其中蛋白质，脂肪和碳水化合物是人体能量的来源，称为能量营养素[4]。每一种能量营养素都可能导致肥胖，但是这些能量营养素在肥胖流行之前就已经被人们吸收利用，所以这些营养素本身不会导致肥胖，肥胖可能是由于食物摄入中能量营养素的结构改变所致[5]。肥胖的流行已经严重威胁到人类健康，探究肥胖的成因并制定合理有效的减肥方案对于解决肥胖流行问题意义重大。

1 肥胖的概念

医学专家将肥胖定义为一种常见的、明显的、复杂的，代谢失调症 ，是一种可以影响整个机体正常功能的生理过程。这种营养障碍性疾病表现为机体脂肪组织量过多，或脂肪组织与其他软组织的比例过高[6]。BMI 是评判超重或肥胖的常用指标，但存在一定局限性，特别对于一些体重较重，同时肌肉比例较大的男性[7]。体脂百分数(body fat percent-age，BF%)作为判定肥胖的新标准，其较BMI更为精确[8]。体脂百分数是指人体内脂肪重量在人体总体重中所占的比例，又称体脂率，反映人体内脂肪含量[9]。体脂率肥胖：WHO标准男≥25%，女≥35%；ASBP(美国减肥专科医学会)标准男≥25%，女≥30%[10，11]。从社会学角度来说，许多有多余脂肪的人或肥胖的人认为自己是超重而不是肥胖。肥胖意味着一种体型达到需要治疗的程度，有一种病理学的味道[12]。所以在现实中有很多人没有意识到或者不愿意承认自己属于肥胖，从而忽略了由于肥胖导致的各种健康问题。

2 蛋白质与肥胖流行

肥胖是遗传因素与环境因素共同作用的结果，统计发现肥胖30%～60%由环境因素决定，因此不可忽视环境因素在肥胖流行中的作用[13]。当能量摄入超过能量消耗时，出现正能量平衡状态，其结果是体重增加，其中增加的60%至80%通常是体脂[14]。机体能量摄入的多少取决于能量营养素摄入的种类、总量、以及能量营养素的密度等，因此肥胖的流行与能量营养素的摄入之间密切相关。

关于蛋白质摄入量与肥胖流行之间的关系，目前有以下一些主要观点。一些研究者认为低蛋白质饮食会导致机体出现能量正平衡从而引起肥胖。其可能的机制如下：(1)蛋白质是肌肉的主要成分，而肌肉含量是影响基础代谢率的一个重要因素。当蛋白质的摄入不足无法满足蛋白质的合成时，就会影响机体的肌肉含量，从而降低基础代谢率，引起能量的正平衡，造成脂肪堆积；(2)肥胖的“蛋白质杠杆模型”，假定身体需要消耗一定水平的蛋白质，而降低饮食中的蛋白质比例会导致代偿性增加能量摄入，从而导致肥胖[15]。有研究发现，低蛋白质饮食和中等蛋白质饮食相比，低蛋白质饮食会使脂肪摄入在短期内显著增加[16]。研究者由此推断，低蛋白质饮食可能会导致肥胖。

但是一些动物实验研究表明低蛋白质饮食并不会引起动物肥胖，研究者给同胎11周龄的三只大鼠在等热量饮食中分别喂给不同的食物蛋白。结果显示，喂给数量不足的优质蛋白质大鼠体重70克，喂给数量充足的劣质蛋白质大鼠体重仅56克，而喂给数量充足的优质蛋白质大鼠体重193克[17]。此研究结果与低蛋白饮食可能会导致肥胖结果相反。那么高蛋白质饮食是否会导致肥胖？研究表明，高水平的日粮蛋白质对试验大鼠的体重没有显著影响[18]。但是大多数研究表明，高蛋白质饮食特别是低热量高蛋白饮食对肥胖患者有减肥作用[19]。由此可见，高蛋白质饮食不会导致肥胖，并且有一定的减肥作用。但是在肥胖流行率上升期间，食物供应中的蛋白质含量并没有显著变化[6]。综上所述，蛋白质并不是导致近几十年来肥胖流行的主要原因。

3 脂肪与肥胖流行

膳食脂肪是人类所需的三大宏量营养素之一， 其能量密度大而占有空间小。此外，就食品加工而言，脂肪还具有良好的煎炸性、乳化性、起酥性等性质， 能使食品加工后具有很好的色、香、味，从面增进人们的食欲[20]。因此，为了刺激消费，近年来食物中往往添加了大量的脂肪来增加其口感和刺激食欲。根据FAO(联合国粮食与农业组织)的数据显示，1970年至2010年以来粮食供应中脂肪的人均含量呈现出上升趋势。

髙脂饮食可能会诱导肥胖的发生。有研究表明，高脂饮食会改变肠道微生物的组成，损害肠黏膜，改变肠道通透性，介导肥胖的发生[21]。还有研究表明，高脂饲料可诱发大鼠摄食效率提高，发生饮食性肥胖[22]。但是另一些研究则表明，脂肪摄入与体重增加没有显著相关性。研究显示，来源于脂肪的能量对内脏脂肪和代谢综合征发病风险的影响并没有差异，故膳食脂肪供能比对肥胖和代谢综合征并没有显著影响[23]。还有研究显示，有肥胖家族史的肥胖女性中高脂肪膳食与BMI之间存在显著相关性，然而在无肥胖家族史的肥胖女性以及正常体重的女性中未发现此相关性，这说明膳食脂肪对体重的影响在正常人群和肥胖人群上并不相同[24]。有研究者对低脂膳食减重作用的长期临床干预试验进行系统综述，其中仅九项持续时间为12-24个月的临床试验显示低脂膳食可在短期略微降低体重，其他持续时间12个月以上膳食脂肪供能比为18-40%的研究中低脂膳食对体重影响的差异无统计学意义[25]。以上研究结果显示，降低脂肪供能比可能对于肥胖患者有短期减重效应，但在长期或者在具有稳定膳食结构的正常人群中，控制总能量摄入之后脂肪供能比本身并不能影响体重的变化[26]。而且自上世纪80年代以来，人们普遍建议遵循低脂饮食，似乎并没有减缓肥胖症的流行。尽管高脂饮食会带来正能量平衡和身体脂肪的积累，但是低脂饮食也并不会导致更大的体重下降[5]。综上所述，在肥胖流行期间人们的膳食脂肪含量有所增加，高脂饮食导致总能量摄入增加可能是导致肥胖的原因之一，但是低脂饮食似乎并不会带来长期稳定的减重效果。

4 碳水化合物与肥胖流行

碳水化合物又称糖，会刺激胰岛素的分泌，从而促进脂肪的合成。精加工的碳水化合物吸收效率和升糖指数较高，容易引起体内血糖水平会迅速升高，高吸收率使机体来不及利用能量从而使过剩的能量转化为脂肪进行储存，这时血糖很快会降来下，然后产生饥饿感[27]，极易导致摄食者过食而导致总能量摄入增加。有研究显示，近几十年来粮食消费量中粗细粮所占比重发生了很大变化，由1978年粗细粮几乎各占一半，到1985年后，细粮所占比重达到80%以上，粗细粮消费比例稳定在1∶4左右的水平[28]。此外，FAO(联合国粮食与农业组织)的数据亦显示，1970年至2010年以来粮食供应中碳水化合物的人均能量含量呈现出上升趋势，特别是精加工的碳水化合物，由此可见，近些年来精加工糖水化合物摄入的增加引起总能量摄入量的增加，可能是导致肥胖症流行的主要原因之一。总能量摄入不变的前提下单独高糖膳食是否会导致机体肥胖呢？有研究表明，在小鼠幼龄期饲喂高糖饲料在短期内不会引起肥胖，在老龄期会引起肥胖；在小鼠中老龄期饲喂高糖饲料可降低基础代谢和摄食量，从而导致肥胖还会引起老年肥胖[29]。由此可以看出精加工碳水化合物在粮食消费中比重的升高与肥胖流行的时间相吻合，可能是导致肥胖流行的原因之一。此外高糖饮食也可能是导致肥胖流行的原因之一。

5 卡路里与肥胖流行

在过去几十年中，由于工业化、机械化、城市化和技术等方面的提高为食物的获取和降低食物的成本提供了可能性，人均粮食供应量大幅增长[30]。对美国NHANES(全国健康和营养检查调查)数据的分析表明，从1971年到2000年，平均日能量摄入量增加了，男子平均每天增加168千卡，妇女平均增加335千卡[31]。肥胖流行期间，人们食物环境，生活方式，饮食结构和饮食习惯等发生了很大的改变。们越来越倾向于外出就餐，以及外卖食品的消费等。这些因素导致了食品通常含有较高的盐、糖、脂肪和风味添加剂等，以此来增加人们的食欲，从而推动消费的增加[32]。此外，随处可见的食物刺激和便捷的食物获取也会影响饮食行为，比如铺天盖地的食品广告，吃更多的零食，外出就餐，压缩吃饭时间等。研究表明零食消费率呈总体上升的趋势，且所有年龄组都呈现増高趋势[33]。且零食消费率上升主要变化的是糕点甜品类、饮料类等高能量零食[34]。尽管用能量摄入值并不能很好的预测肥胖的情况。但体重的增加显著与总能量消耗呈相关性。因此，人均能源摄入量的提高很可能是肥胖流行的一个重要驱动因素。

6 结论

肥胖流行期间粮食供应中能量营养素的能量含量发生了改变，比如在肥胖流行期间粮食供应中膳食脂肪和碳水化合物的含量有所增加，说明能量营养素的变化很可能是肥胖症流行的主要原因之一，因此将肥胖流行的责任归咎于能量营养素的结构变化似乎是合理的。但是，这一观点并不否定其他因素对肥胖流行的影响，比如体力活动的减少，睡眠不足，环境暴露等。