植物性饮食模式在代谢综合征防治中的研究进展

张承启,高山砚,吴琪俊,常 青,纪 超,赵玉虹

0 引言

科技的进步促进了经济的快速发展,改革开放40多年来我国的经济实力不断提高,人民群众的物质生活从温饱迈进富裕的同时,人群的饮食结构也发生了明显的变化。红肉类、精制谷物类等高脂、高热量食物替代了谷薯类、豆类、蔬菜类食物,在饮食模式中逐步占据主导地位,导致人群代谢综合征的患病率在逐年上升[1-3]。代谢综合征是人体的营养物质(即脂肪、碳水化合物和蛋白质)发生了代谢紊乱,其组分主要包括肥胖、高血糖、高血脂和高血压等[3-4]。已有研究表明,2型糖尿病、心脑血管疾病以及肿瘤等慢性病的高发与不良的饮食模式导致的代谢综合征的高发密不可分,因此,如何有效地防治代谢综合征的发生发展,从而不断降低慢性病的发病风险已成为近年来国内外关注的重点问题[3-5]。目前,代谢综合征的防治措施主要是生活方式和饮食模式的干预,其中饮食干预在代谢综合征的防治中起着重要的作用。中国自古以来就有“药食同源”的说法,认为某些食物也是药物,它们和药物同样也具有防病治病的功能。植物性饮食是指以植物性食物为主的饮食模式,同时食用一些较少的动物性食物或避免食用动物性食物。植物性饮食主要包括全谷类、豆类、坚果类、水果和蔬菜等。研究表明,植物性饮食模式可以降低代谢综合征及其各组分的发生风险[6-7],对慢性病的防治具有积极的意义。本文综述了植物性饮食模式在防治代谢综合征中的研究进展,旨在为慢性非传染性疾病(以下简称慢性病)的防治提供参考。

1 代谢综合征概述

1.1 概念的提出 代谢综合征(Metabolic syndromes,MetS)的概念最早在经济发达的国家出现,高脂高糖的饮食结构是其发生的重要危险因素。Mchnert于20世纪60年代首次提出 “富裕综合征”的概念,即患者患有高血压并伴有糖耐量异常等;Reaven将这组患有高血压、高脂血症、胰岛素抵抗、高胰岛素血症、糖耐量异常等的症候统称为“X综合征”,并认为肥胖与胰岛素抵抗是其发病的关键因素[6]。后来,学者们通过研究,观察到这些代谢异常之间存在某些病因方面的关联,因此,1988年世界卫生组织的一个专家委员会通过研讨,推荐使用“代谢综合征”的概念,并沿用至今[8]。

代谢综合征是人体的脂肪、蛋白质、碳水化合物等营养物质过多摄入,而发生代谢紊乱和病理性聚集,主要表现为中心性肥胖、高血脂、高血压和高血糖等[1]。过多地摄入高能量食物导致肥胖人群的不断增加以及生活工作压力的增大、体力活动的减少、作息不规律等被认为是代谢综合征发病率不断攀升的重要原因[9]。由于人种和地理环境的差异,各国根据自身人群的种族特征、生活方式、体质参数等特点,制定出不同的代谢综合征的诊断标准[10]。中华医学会糖尿病学分会发布了我国的代谢综合征的诊断标准(2020年版)[11]。代谢综合征中的每种组成成分均为慢性病发病的危险因素,而且这些组分之间还可能存在一定的协同效应,这些都极大地增加了心脑血管系统疾病、2型糖尿病、肿瘤等慢性病的发病风险。

1.2 代谢综合征对人体健康的影响 不良的生活方式和饮食习惯导致代谢综合征的患病率呈现不断上升趋势,在发达国家甚至是一些发展中国家,有20%～30%的成年人患有代谢综合征,而且逐步呈现年轻化的趋势[12]。美国是世界上经济最为发达的国家,随着经济的发展,其人群代谢综合征的患病率也在逐年升高[13]。中国改革开放40多年来,经济的发展走上快车道,物质生活的富足导致中国人群的饮食结构逐步从“以谷类、豆类和蔬菜类为主,以红肉类为辅”的模式转变为“红肉类的消耗量不断升高、谷类及其制品的消耗量却在不断减少”的模式,并且粮谷类产品加工越来越精细,丧失了大量的膳食纤维和维生素B族营养成分。中国人群饮食结构和生活方式的改变,使得代谢综合征的患病率也呈现不断上升的态势,2000年的患病率仅为6.6%[14],2010-2012年文献报道的患病率已经达到11.0%[15],2014-2017年文献报道的我国成人代谢综合征的患病率更是上升至21.9%[14-15],如不及时进行有效、合理的干预,还会呈现持续上升的态势,并且体重超标者越来越多,2型糖尿病、心脑血管疾病等慢性病年轻化的趋势越来越明显。

代谢综合征每个组成成分的异常都会增加慢性病的发病风险,各组分间还有叠加效应,这种协同作用进一步增加了慢性病的患病风险。Lopez-candales等[16]研究了代谢综合征与2型糖尿病及心脑血管疾病发生发展的相关性,研究结果表明,入组时已经患有代谢综合征但尚未患有2型糖尿病的患者,其发展成2型糖尿病的风险增加了5倍,发展成心脑血管疾病的风险增加了2倍,患有心肌梗死的风险增加了3或4倍,发生中风的风险增加了2～4倍,并且由于上述疾病的发生,患者死亡的风险也增加了2倍。Gurka等[5]研究了代谢综合征的组分与远期慢性病发病风险的相关性,发现入组时患有2型糖尿病的代谢综合征患者远期发生心血管疾病的风险远高于入组时未患糖尿病患者,表明基础血糖升高的代谢综合征患者与远期发生心血管疾病呈显著正相关。近年来,我国肿瘤的发病率也在不断攀升,肿瘤的疾病负担也越来越沉重。代谢综合征也是肿瘤发病的重要危险因素之一,相关研究表明,代谢综合征与结直肠癌的发生存在相关性[17-19],并且影响着结直肠癌的发病及其进展。另外,由于血糖的异常易导致钙质流失,因此,骨质疏松症在代谢综合征患者中也具有较高的发生率,使得患者骨折的风险明显增加[20-21]。总之,代谢综合征已经成为严重的疾病负担,给各国的卫生医疗事业带来了沉重的经济负担。

2 植物性饮食的概念及评价方法

植物性饮食主要包括全谷类、豆类、坚果类、水果和蔬菜、果汁、咖啡等,但并非所有的植物性食物对于代谢综合征都有预防作用。研究不同植物性饮食与代谢综合征及其各组分的关系,可以在预防和治疗肥胖、2型糖尿病、心脑血管疾病等慢性病方面发挥重要作用。

2.1 植物性饮食的概念 植物性饮食一般是指以植物性食物为主的饮食模式,同时食用一些较少的动物性食物或避免食用动物性食物[21]。但不同文献对植物性饮食概念的论述有较大差异[22]。以“植物性饮食”为检索词进行检索,检索到的相关文献中,有50%对植物性饮食定义为完全排除动物性食物,为纯素食饮食;约有33%的文献将乳制品纳入了植物性饮食的概念中;还有20%的文献将植物性饮食定义为半素饮食模式[23]。Storz[24]认为,植物性饮食的概念在不同的文献中其表述和包含的食品范围存在某些差异,有的研究将植物性饮食完全定义为素食,不包含任何动物性食品[24-26],而有些研究接纳对于人体更有益处的少量动物性食品,但占据主导地位的仍然是营养丰富的植物性食物,同时不建议包含加工食品、油脂类和动物性食品[27]。此外,还有的文献认为,植物性饮食模式应该包含鱼类、家禽类和酸奶类这些有益于人体健康的食品[28]。因为植物性饮食的概念包含的内容有所不同,Satija等[29]在 2016 年提出了植物性饮食指数的概念,它是一种以植物为主的饮食结构评价方法,该方法对健康的植物性食物正向赋分,对不健康的植物性食物和动物性食物反向赋分,而不是完全排斥动物性食物。该评分方法也是目前较为被普遍接受的植物性饮食的评分方法。基于更全面的膳食营养对人体机能和健康的重要意义,本研究更倾向于植物性饮食的定义为以健康植物性食物为主的饮食模式,同时食用一些较少的动物性食物,而不是完全排斥动物性食物。

随着不健康的生活习惯和以高热量、高脂肪为主的不良的饮食习惯导致的2型糖尿病、心脑血管疾病及肿瘤等慢性病的发病率不断升高,植物性饮食因其潜在的健康益处而受到广泛关注。Imamura等[30]对1990-2010年187个国家的不同饮食模式的系统评估中发现,人群对水果、蔬菜、坚果、全谷物、海鲜等健康食品和营养素的消费量略有增加,然而红肉和加工肉类、精制谷物、饱和脂肪和含糖饮料等不健康食品和营养素的消费量增加程度更大一些。随着社会整体文明程度和人们受教育程度的不断提高,人群的健康意识明显提高,但物质的极大丰富给了人们更多的饮食选择,加工精细、加入各种调料以及烧烤等烹饪方式使得食物的口感对人群有着更强的吸引力。但这些不健康的膳食模式大大增加了慢性病(肥胖、心脑血管疾病、糖尿病和高血压等)的发病风险,因此,对人群进行健康教育并推行更为健康的饮食模式显得愈来愈为重要。许多研究发现,植物性饮食对人群心脑血管疾病、2型糖尿病等慢性疾病的发病风险具有一定的预防和保护作用[31-34]。

2.2 植物性饮食的评价方法 Satija 等[29]提出了植物性饮食指数的概念。植物性饮食指数是一种以植物性食物为主的饮食结构评价方法,与单独评估食物或营养素相比,植物性饮食指数能更准确和全面地反映植物性饮食情况。植物性饮食指数评估植物性膳食的摄入情况,分为一个整体植物性饮食指数(PDI)、一个健康的植物性饮食指数(hPDI)和一个不健康的植物性饮食指数(uPDI)。PDI 的计算方法是将 18 个食物组分为健康植物性食物(全谷物类、水果、蔬菜、坚果、豆类、植物油、茶或咖啡)、不健康的植物性食物(果汁、精制谷物、土豆、含糖饮料、甜点)、动物性食物(动物脂肪、乳制品、鸡蛋、鱼或海鲜、禽肉或红肉和其他动物性食物)三大类,根据膳食调查中每种食物平均每次的摄入量及摄入频率,将食物的消费量转换为每天的摄入量,根据每个食物组日均摄入量的五分位数分为 Q1～Q5 组。对健康的植物性食物采用正向赋分,如全谷类、蔬菜水果类、豆类及其制品、茶和咖啡等正向赋分;对动物性食物及较不健康的植物性食物采用反向赋分,如肉蛋类、鱼和海鲜类、奶及其制品以及果汁、精制谷物等给以反向赋分。最终所有组分的得分相加即为 PDI 总分,范围为18～90 分[30]。PDI 得分越高,表明膳食质量越好。植物性饮食指数作为植物性饮食的评价指标之一,其考虑了所食用植物性食物质量的重要性,并且纳入了动物性食物摄入情况,应用此评价指标对植物性食物摄入与慢性病关系进行研究,可以更全面地评价植物性饮食对慢性病的影响。

Satija等[29]提出的植物性饮食指数评分,更能反映健康与不健康植物性饮食的摄入情况,并且包含了动物性食物。近年来的研究也经常使用植物性饮食指数评分来评价人群植物性饮食的质量,探究植物性饮食与多种慢性疾病的关系。

3 植物性饮食模式与代谢综合征及其组分的关系

植物性食物中的全谷类、豆类、水果和蔬菜类等能为人体提供丰富的膳食营养。如未精细加工过的谷类以及豆类食物在提供人体必需的碳水化合物的同时,能满足人体对维生素B族的需求;蔬菜水果类多样化能提供充足的膳食纤维以及维生素C、钾、镁、磷等人体必需的维生素和矿物质。研究表明,健康的植物性饮食可以为人体提供充足的营养素,包括膳食纤维、维生素、矿物质、多酚、类胡萝卜素和类黄酮等营养素,尤其是膳食纤维等可以降低体重、血脂、血糖和改善代谢异常,是一种可能有助于预防和治疗代谢综合征发展的饮食策略[35]。Satija等[31]研究表明,植物性饮食,尤其是富含高质量植物性食物的饮食,能大大降低患2型糖尿病的风险。Wang等[36]进行了3个前瞻性的队列研究,对10 684名受试者的研究发现,植物性饮食,特别是健康的植物性饮食与一般健康人群中较低的2型糖尿病风险相关。饮食对于肥胖也是重要的影响因素,研究表明,富含健康的植物食物的饮食与良好的体重控制相关,可以降低肥胖的风险[37-38]。Heianza等[39]的研究也表明,坚持健康的植物性饮食模式可显著降低肥胖人群心血管疾病的发生风险。Satija等[22]的研究也证明,植物性饮食与心血管疾病风险降低以及心血管风险状况改善有关。韩国的一项前瞻性队列研究评估不同类型的植物性饮食与代谢综合征及其各组分之间的关联,结果表明,摄入大量精制碳水化合物、糖和果汁含糖饮料等不健康的植物性食品与代谢综合征风险升高有关,总的植物性饮食摄入可以降低高空腹血糖的发生风险[40]。

植物性食物中的全谷类、豆类、水果和蔬菜类等能为人体提供丰富的膳食营养。如未精细加工过的谷类以及豆类食物在提供人体必需的碳水化合物的同时,能满足人体维生素B族的需求;蔬菜水果类多样化能提供充足的膳食纤维以及维生素C、钾、镁、磷等人体必需的维生素和矿物质。研究表明,健康的植物性饮食可以为人体提供充足的营养素,包括膳食纤维、维生素、矿物质、多酚、类胡萝卜素和类黄酮等营养素,尤其是膳食纤维等可以降低体重、血脂、血糖和改善代谢异常,是一种可能有助于预防和治疗代谢综合征发展的饮食策略[35]。Satija 等[31]研究表明,植物性饮食,尤其是富含高质量植物性食物的饮食,能大大降低患2型糖尿病的风险。Wang等[36]进行了 3个前瞻性的队列研究,对10 684名受试者的研究发现,植物性饮食,特别是健康的植物性饮食与一般健康人群中较低的2型糖尿病风险相关。饮食对于肥胖也是重要的影响因素,研究表明,富含健康的植物食物的饮食与良好的体重控制相关,可以降低肥胖的风险[37-38]。Heianza等[39]的研究也表明,坚持健康的植物性饮食模式可显著降低肥胖人群心血管疾病的发生风险。Satija等[40]的研究也证明,植物性饮食与心血管疾病风险降低以及心血管风险状况改善有关。韩国的一项前瞻性队列研究评估不同类型的植物性饮食与代谢综合征及其各组分之间的关联,结果表明,摄入大量精制碳水化合物、糖和果汁含糖饮料等不健康的植物性食品与代谢综合征风险升高有关,总的植物性饮食摄入可以降低高空腹血糖的发生风险[41]。

植物性饮食能预防与降低代谢综合征的发生率,与植物性饮食中富含的各种营养成分有关。因为植物性膳食含有丰富的膳食纤维,这是动物性食物所不具有的,膳食纤维的摄入能增加饱腹感、减少热量的摄入,有助于降低体重,减少肥胖的发生率[41]。蔬菜、水果类食物富含各种维生素,尤其是维生素C、磷、钾、镁等营养素与心血管疾病、高血压、糖尿病和肥胖症等呈负相关[42-43]。植物性食物中同时也含有植物化学物,植物化学物是除矿物质和维生素外的一些具有生物活性的微量成分,植物化学物中的一些成分具有抗氧化、降低胆固醇、抗感染等作用,对预防慢性疾病具有一定的作用。例如槲皮素是植物性食物中的一种黄酮,存在于樱桃、苹果等水果中,文献报道其具有一定的抗糖尿病、抗肥胖甚至抗癌活性,对抑制肝癌细胞的发生发展也具有一定的作用[44]。蔬菜和水果中广泛存在的类胡萝卜素、茶叶中的茶多酚等具有抗氧化作用,对于心血管系统疾病和癌症等的发生具有一定的预防作用。植物性饮食中富含的高膳食纤维不但起到减轻体重的作用,还又有助于提高胰岛素的敏感性,同时蔬菜水果中富含的维生素C、植物化学物中富含的抗氧化剂等能减轻细胞的氧化应激反应、降低胆固醇含量和降低胰岛素抵抗,从而有助于调节血糖,防止糖尿病的发生[44]。

总之,增加富含健康植物性食物的饮食,减少不健康的植物和动物性食品的摄入量,能有效预防2型糖尿病、肥胖、心脑血管疾病以及肿瘤的发生发展。

4 总结

饮食模式的改变和不良的生活习惯及工作压力的增加导致代谢综合征的患病率不断攀升,并且年轻化的趋势越来越明显。近年来,肥胖儿童的比例也在不断提高,发生代谢综合征和2型糖尿病的潜在风险也在不断增加[45-46]。这些不但严重危害人群健康,而且增加了卫生经济负担。本文探讨了植物性饮食对代谢综合征及其各组分的影响,结果发现,健康的植物性饮食模式可以减轻体重,减小腰围,降低高血脂、高血压、高血糖等各种代谢综合征组分疾病的发病风险,在防治代谢综合征的发生发展方面具有重要的意义。健康中国,营养先行。向民众普及健康植物性饮食的概念,在人群中积极推进健康的饮食模式和生活方式,对慢性病的防治和提高国民的整体健康素质具有重要的现实意义。

植物性饮食指数评分的概念更加全面地评价了植物性饮食的质量,为疾病的饮食治疗提供了更为准确的方法[46-47]。但由于地域的不同、人种的差异,各地人群的饮食和烹饪习惯也存在较大的差异,如中国的南方和北方在食物的烹饪方面就具有一定的差异,南方人的饮食多比较清淡,北方人的口味较重,并且喜欢烧、烤、炸的烹饪方式,这些对植物性饮食的评分是否有影响,需要进一步探讨。为进一步探究植物性饮食与代谢综合征的相关性,应该考虑进行大规模、设计更加严谨的前瞻性队列研究。