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扫描电子显微镜下呈现出的混合细菌群落,其中一些常见于人体肠道。图片来源:Steve Gschmeissner/SPL
俗话说,“人如其食”,对每一顿饭的选择都深刻影响着我们的身体,塑造了我们的短期状态与长期健康。从选择早晨喝咖啡的时间点,到选择土豆泥而非薯条,亦或是更重大一点的选择,比如不再吃肉,都可能改变我们的健康轨迹。
如今,肥胖、糖尿病等与饮食相关的代谢性疾病,已成为导致人类死亡的主要因素之一。营养学研究正试图理解饮食选择所产生的影响,并为调整饮食选择以改善健康提供指导。我们总结了近年来有意思且值得关注的五项营养学研究。
01
早咖啡有益心脏健康
全球有数以百万计的人以一杯热气腾腾的咖啡开启新的一天。而对其中不少人来说,这只是一天里很多杯咖啡中的第一杯。
咖啡摄入与健康之间的关系并不明确,特别是在每天饮用超过三杯的情况下。为了更好地理解这种关系,研究者调查了一天中喝咖啡的时间点是否会对死亡率产生影响1。
美国路易斯安那州新奥尔良杜兰大学的生物统计学家Xuan Wang及其合作者,运用了美国国家健康与营养检查调查(NHANES)这一长期随访的队列研究中40,725名成年人的详细数据,结合另外两项美国研究——女性生活方式验证研究与男性生活方式验证研究中的1,463名参与者资料。结果显示:约三分之一的人主要或只在午饭前喝咖啡,不到五分之一的人全天都会喝咖啡,而剩下的人完全不喝咖啡。
在控制年龄、性别、是否吸烟、睡眠习惯、糖尿病与高血压等健康状况,以及总体咖啡因摄入量等潜在混杂因素后,研究者发现,把喝咖啡这件事限制在上午是相对健康的选择,甚至比完全不喝咖啡更有益。午饭前喝咖啡的人群,其全因死亡风险比不喝咖啡的人低16%,心血管疾病死亡风险更是低了31%。然而,全天都喝咖啡的人的全因死亡风险与心血管疾病死亡风险和不喝咖啡的人相同。无论是只在早上喝咖啡,还是全天都喝咖啡,对癌症死亡风险均未产生显著影响。
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咖啡师正在调制咖啡。图片来源:chayathonwong/Getty
Xuan Wang和同事们认为,在下午或晚上喝咖啡可能导致褪黑素分泌减少进而对昼夜节律产生负面影响,而褪黑素的减少又与高血压和心脏病风险增加相关。他们写道:我们的研究结果表明了在探讨咖啡摄入量与健康的关系时,饮用时间这一因素的重要性。
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02
为了肠道微生物组,吃素吧
如今已有大量证据表明,肠道菌群——一群生活在胃肠道中的无害细菌,对健康具有重要影响。尤其与糖尿病、肥胖和心脏病等代谢性疾病密切相关2。这一认识推动了人们对不同饮食模式如何影响肠道菌群,以及食物选择所带来的健康后果的兴趣。
植物性食物被认为有助于维持肠道菌群的健康平衡,因为它们含有纤维素等物质,细菌可以通过发酵分解这些物质,同时还含有多酚类化合物,可以促进有益微生物的生长。意大利特伦托大学的微生物组研究者Gloria Fackelmann及其同事关注饮食中植物性食物比例如何影响肠道菌群,进而影响健康。在一项涵盖美国、英国和意大利21,561名参与者的研究中,他们利用宏基因组学技术分析了每个人的肠道菌群特征3。这一方法使研究者能够在单一样本中识别并研究多种微生物的基因组,例如来自多样化肠道菌群的基因。
研究发现,严格素食者、蛋奶素食者和杂食者的微生物组构型各不相同。平均而言,杂食者的饮食最为多样化,其微生物群的多样性也最高。但具体食物群与健康效应存在明确联系,例如红肉食用者更可能携带与炎症性肠病、结直肠癌及心代谢疾病相关的菌种。相比之下,严格素食者更常拥有能产生短链脂肪酸的菌种,短链脂肪酸具有抗炎作用。高乳制品饮食与若干乳酸菌相关,这些菌群通常指向更好的健康状况。
研究团队写道:我们的工作再次证明了人类能够通过饮食选择直接塑造自身的肠道菌群,并由此影响健康。
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03
蛋白质渴求
饥饿常常被视为一种单一的体验:当我们感到饥饿就会渴望食物。然而,越来越多的证据显示,饥饿实际上能够引导我们选择身体所缺乏的营养。例如,研究发现当动物缺乏蛋白质时,它们会倾向选择富含蛋白质的食物,而不是高碳水或高脂肪的食物4。
美国路易斯安那州巴吞鲁日市彭宁顿生物医学研究中心的博士后研究Shahjalal Hossain Khan及其同事试图揭示驱动这种蛋白质渴求的神经机制5。他们尤其关注激素FGF21的作用。已有研究表明,在低蛋白饮食的动物大脑中,FGF21水平会升高。
研究首先确认了处于蛋白质受限饮食的小鼠更偏好高蛋白食物,即便这些食物能量较低。然而,缺失Fgf21基因或其受体的小鼠并未表现出这种行为。进一步的实验显示,当小鼠被给予高蛋白食物或高碳水(麦芽糊精)食物时,正常小鼠在摄入麦芽糊精时会激活与奖赏相关的多巴胺神经元;而在蛋白质受限的小鼠中,高蛋白食物则触发了这种神经元的激活。但在Fgf21敲除小鼠中,这一反应并未发生。
研究团队认为,这些数据提供了令人信服的证据,表明FGF21是一种反映蛋白质限制的内分泌信号,它在大脑中专门增强蛋白质食物的奖赏价值,并促进其摄入。他们补充说,尽管研究对象是小鼠,但这一发现可能为人类的暴饮暴食和肥胖研究,以及相关治疗策略提供重要启示。
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04
糖配给制度降糖降血压
1942年至1953年间,英国政府因二战后多种必需品短缺,对国民实施了每日糖配给制度,限制个人可购买的糖量。这一战时配给政策创造了一个独特的自然实验,使科学家能够在较长时间尺度上考察人群糖摄入量大幅减少的健康效应6。
学者们特别关注胎儿期及儿童早期糖暴露对成年后2型糖尿病与高血压风险的影响。为此,他们比较了两组英国成年人,一组为38,155名出生于1951年10月至1954年6月、糖配给仍在实施期间的人群;另一组为22,028名出生于1954年7月至1956年3月、糖配给结束后出生的人群。
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孕中期胎儿的超声影像。图片来源:Najeeb Layyous/Science Photo Library
研究结果显示,在糖配给期间糖摄入量减少的人群,相比于在配给结束后受孕并出生的人群,成年后患2型糖尿病的风险低了35%,患高血压的风险低了20%。此外,糖摄入减少还使2型糖尿病的平均发病时间延后约4年,高血压延后约2年。学者们指出,在糖配给结束后、1954–1956年出生的人群中,2型糖尿病与高血压的风险保持稳定。这表明风险变化并非源于诊断技术或医疗水平的改善等其他因素,而确实与糖摄入量的差异相关。糖配给对孕期的影响尤为显著,约三分之一的疾病风险下降来自于这一生命早期阶段的糖摄入减少。
糖配给政策使糖摄入量降至接近当代膳食指南的推荐水平:成人每日少于40克,2岁及以上儿童每日少于15克。值得注意的是,1953年糖配给结束后,英国的糖与糖果消费量几乎翻倍。
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05
甩掉薯条,留下土豆泥
朴实无华的土豆是全球最常食用的农作物之一,以土豆泥、油炸、水煮或烘烤等多种形式出现在餐桌上。然而,由于淀粉含量高,人们担心土豆在某些情况下可能带来不利的健康影响。尤其是关于土豆摄入与2型糖尿病风险之间的关系存在争议。
在对美国的三项大型长期队列研究——护士健康研究(Nurses’ Health Study)、护士健康研究 II(Nurses’ Health Study II)与健康专业人员随访研究(Health Professionals Follow-up Study)的数据分析中,研究者试图厘清食用土豆,以及用其他碳水化合物来源替代土豆对2型糖尿病风险的影响7。
超过205,000名参与者被随访了二十余年,总计近520万人年。结果显示,每周食用七份或以上数量土豆的人群(每份定义为一个中等大小的土豆、一杯土豆、一份薯条或一小袋薯片)患2型糖尿病的风险比每周食用不足一份土豆的人群高12%。每额外增加三份土豆摄入,风险增加约5%。
然而,至关重要的是土豆的烹饪方式。每周食用五份或以上薯条的人群患2型糖尿病的风险比几乎不吃薯条的人群高27%;但喜欢烤土豆、水煮土豆或土豆泥的人群,与完全不吃土豆的人相比,并未显示风险增加。
哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的营养学者Seyed Mohammad Mousavi与同事写道:将所有形式的土豆——烤的、煮的、捣成泥的或薯条替换为全谷物,将降低2型糖尿病风险。他们补充说,其中最大幅度的风险降低出现在用全谷物替代薯条的情况下。
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原文作者:Bianca Nogrady
参考文献:
Wang,X. et al. Eur. Heart J.46, 749–759 (2025).
Fan,Y. & Pedersen, O. Nature Rev. Microbiol.19, 55–71(2021).
Fackelmann,G. et al. Nature Microbiol.10, 41–52(2025).
Murphy,M. et al. Physiol. Behav.184, 235–241(2018).
Khan,S. H. et al. Mol. Metab.91, 102068 (2025).
Gracner,T., Boone, C. & Gertler, P. J. Science386,1043–1048 (2024).
Mousavi,S. M. et al. BMJ390, e082121 (2025).
本文收录在近期发布的《自然》增刊《自然聚焦-营养学》中。该期自然聚焦介绍了营养补充剂的新益处与正在重塑营养学的新发现。此外,您还可以了解到:
温州医科大学石汉平团队通过 INSCOC 项目追踪近 9 万患者,发现逾半数存在中重度营养不良却缺乏干预。团队开发AIWW筛查工具,提高效率与准确性,并提出炎症负荷指数(IBI)预测预后。
汤臣倍健(BYHEALTH)建立研究所筛选植物分子并研究其对衰老细胞的作用。团队发现葡萄籽提取物中的原花青素 C1(PCC1)或能选择性清除衰老细胞,改善皮肤弹性;另一分子PQQ则可抑制炎症相关分泌表型(SASP)。研究还涉及减少糖化终产物(AGEs)和肠道微生物组的影响。
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自然聚焦 - 营养学
阅读完整增刊:nature.com/collections/bjbdhigafc
2026年自然聚焦还将关注以下5个正在快速发展或是汇集了社会高度关注的热门主题,揭示其行业现状并分享一些突破性进展。我们接受相关领域的研究机构与企业以合作形式参与探讨,为我们的读者展现多角度的新鲜科研动态,也为国内机构与企业走向国际,传播科学发现、提高学术声誉、促进国际合作创造独特机会。
5.7
自然聚焦 合成生物学
本期自然聚焦将探讨合成生物学的一些突破性进展,包括其在医学中的应用(如活体药物——即用于智能益生菌的工程菌、合成细胞的创建、基因组编辑)以及/或工程产品生物安全性的重要性。
6.11
自然聚焦 药物发现
本期自然聚焦将关注药物发现相关领域的新动态,包括人工智能设计药物及其后续试验、通过分子编辑操纵现有药物分子,以及/或迷幻辅助疗法中的新进展等。
9.17
自然聚焦 数字健康与可穿戴设备
本期自然聚焦将探讨该领域的一些前沿创新成果,涵盖人工智能患者监测、可穿戴生物传感器等议题,并可能设置专题聚焦未来技术发展。
10.1
自然聚焦 能源
本期自然聚焦将探讨能源领域的突破性进展与挑战,涵盖核聚变研究、电网系统的网络安全与网络攻击防范,以及满足人工智能未来能源需求等关键议题。
10.8
自然聚焦 传染病研究
本期自然聚焦将关注传染病研究领域的前沿科研成果,可能包括对奋战在一线的科研人员的专题报道、针对马尔堡病毒等传染病复现的调查研究,以及/或一篇关于人工智能在疾病检测领域应用进展的专题文章。
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自然合作|自然聚焦
自然聚焦是围绕职业生涯规划、科学学科和地理区域等特定主题而独立编辑的《自然》增刊,向全球科研工作者、高科技产业从业者展示相关领域的科研成果和动态,并为高校、科研院所和企业提供科学传播与人才招聘等信息发布的平台。
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