長久以來，人們普遍認為相對脂肪來說，碳水對人體更加健康，美國政府也是這一理論的最早倡導者。不過近年來，對於飲食中三大類營養物質(糖類、脂肪、蛋白質)的攝入比例的研究越來越多，對於究竟哪種飲食模式更健康的爭議也越大。
那麼究竟是低脂肪高碳水，還是高脂肪低碳水飲食更好呢？出品：科普中國
製作：餘豐任、王冠琳（健康學人）
監製：中國科學院計算機網絡信息中心
（圖源：Science封面）
頂級的學術期刊《科學》雜誌2018年11月16日發表了一期由五篇飲食健康主題的相關文章組成的特刊，旨在總結人類對該領域的研究進展，從而進一步探究膳食營養與健康領域的發展方向。
本文詳細編譯了其中來自哈佛大學醫學院David S. Ludwig教授等三位營養科學領域專家合作發表的關於膳食脂肪領域與慢性疾病的綜述，總結了山式脂肪和慢性疾病領域的各大發現與觀點，希望引發更多關注與辯證思
圖一：高碳水低脂肪健康倡議發展事件紀要（作者自制）
長久以來，人們普遍認為相對脂肪來說，碳水對人體更加健康，美國政府也是這一理論的最早倡導者。
不過近年來，對於飲食中三大類營養物質(糖類、脂肪、蛋白質)的攝入比例的研究越來越多，對於究竟哪種飲食模式更健康的爭議也越大。
比如Amazon最新排名顯示，和減肥相關暢銷書的前十名中，有4本推薦了生酮飲食(即高脂肪、低碳水、適量蛋白質的飲食)。同時，越來越多的大數據分析表明，高脂飲食比低脂飲食減肥效果更明顯且在控制糖尿病的臨床表現優越。
那麼究竟是低脂肪高碳水，還是高脂肪低碳水飲食更好呢？且看下文為你細細道來：
低脂肪、高碳水的飲食真相
目前，以碳水化合物為主的飲食仍然是人類能量的首要來源，為機體提供超過50%的日常所需能量。
研究表明以米、面為主食的發展中國家，碳水化合物的攝入量更高，與此同時，糖尿病、肥胖和心臟病等慢性疾病發病率也明顯低於西方發達國家。而從發展中國家遷徙至西方發達國家的移民中，接下去的兩代人中出現這些慢性疾病的幾率則呈現上升的趨勢。這是否飲食方式變化導致的結果呢？下面我們就來看看低脂肪、高碳水的飲食真相：
1. 支持少吃脂肪的的幾個重要原因
1）與碳水相比，脂肪的食用味道更好，且不容易使人出現飽腹感，因此更容易過量攝入。而每克脂肪所提供的能量（9 kcal/g）近乎每克碳水或蛋白質提供能量的兩倍（4 kcal/g），從而更容易導致脂肪堆積——肥胖。
2）來自中國科學院的研究團隊2018年發表於《細胞代謝》的一篇文章中發現，給予小鼠29種不同的常量營養素（脂肪、碳水和蛋白質）比例食物的情況下下，只有攝入高脂肪飲食的小鼠出現肥胖。
3）人體和動物實驗都表明，高脂肪攝入會誘發大量的炎症相關因子，增加了癌症發生的潛在風險。
4）研究還發現高脂飲食影響人體腸道微生物，分泌有致癌風險的次級膽汁酸等。
……
不過，事實是否如此簡單明瞭還有待商榷，碳水的種類和質量問題（加工程度，纖維素含量，血糖指數等）也是影響身體健康的重要因素。
2. 高碳水低脂肪飲食與肥胖、糖尿病與心血管疾病
與此同時，過去幾十年的研究也發現了很多低脂肪飲食的益處，歷史上有不少的實驗/薈萃分析都支持低脂肪飲食利於身體健康。
比如，低脂肪飲食有利於對人體內部激素的調節，如對於女性而言，有益於預防乳腺癌和腸癌。
WHI-DM試驗和一項隨機自由進食試驗還表明儘管低脂高碳和高脂低碳都能減肥，但是低脂飲食效果更好一點。
而另一項針對3234位具有糖尿病風險成人的隨機研究發現，低脂肪高碳水飲食攝入的確對糖尿病發病率的降低起到作用。不過最近的一項薈萃分析結果表明，真正對糖尿病預防調控起到作用的是高碳飲食中豐富的纖維。
高脂飲食與心血管疾病間的關係爭論已超過40年。然而，大量的研究結果並沒有能夠直接證明心臟疾病與飲食之間的聯繫。兩項隨機對照試驗的薈萃分析顯示，低脂飲食能夠降低人體低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）含量，而低碳水攝入降低了甘油三酯，且對高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）沒有不利影響，因此以低脂，穀物為基礎的飲食方式在某種程度上還是有益的。
3. 高碳水低脂肪與癌症
癌症作為人類生命頭號殺手，其發生機制和類型相當複雜，包含了100多種疾病類型和亞型，所以無法進行飲食效應的綜合評估。但仍有幾項主要試驗提供了膳食脂肪與癌症關係的證據。
WHI-DM研究發現低脂飲食組的整體乳腺癌發病率沒有顯著變化。但是隨訪8.1年後發現，特殊的ER陽性、PR陰性乳腺癌的發生率降低了36%。
在另一項隨訪時間為10年的研究中，研究人員發現低脂高碳水飲食，對浸潤型乳腺癌發病率無明顯影響。但在女性營養干預研究中，分配到低脂飲食組的乳腺癌患者，5年內癌症復發的風險降低了24%。
而一項針對前列腺癌症的預防試驗中發現，流行的營養補充劑魚油中包含的Omega-3脂肪酸（N-3）和二十二碳六烯酸（DHA）可能與前列腺癌風險增加有關。
這一發現與之前的研究有驚人類似的結果，此前研究發現富含N-3脂肪α-亞麻酸的飲食會導致PSA的升高。雖然還沒有明確的證據證明該類特殊脂肪對於癌症的臨床意義，更多研究需要進行。
低碳水、高脂肪的飲食真相
限制碳水化合物飲食主要是指將飲食中碳水化合物的佔比減少，脂肪的佔比增加（≥40%）。新出現的研究證據表明，生酮飲食這一特殊類型的低碳水化合物飲食方案，脂肪佔比通常≥70%，相對於其他傳統飲食，可能具有獨特的治療效果。
圖二：生酮飲食對人體的多樣化影響（圖源：Science）
1、高脂肪低碳水與肥胖、糖尿病與心血管疾病
宣傳了40年的高碳水低脂肪飲食和傳統藥物治療並沒有對肥胖和二類糖尿病起到很好的抑制作用，如今有3/4的美國成人超重或肥胖。
最近發佈的綜述和相關薈萃分析發現，對於中短期的減重，限制碳水化合物的飲食其實優於低脂飲食，特別是生酮飲食。
研究還發現限制碳水飲食對人體新陳代謝、基因表達、炎症和氧化應激都產生的有益的影響。甚至對一些代謝綜合徵，包括中心性肥胖、高甘油三酯、低HDL-C、高血壓、葡萄糖耐受不良、脂肪肝、慢性炎症和一系列易導致糖尿病和CVD的臨床危險因素有改善作用。
一項為期2年的試驗發現，生酮飲食可以顯著降低血清甘油三酯、增加HDL膽固醇濃度、降低炎症標誌物和降低循環飽和脂肪酸濃度。
最近一項調查發現，316名I型糖尿病兒童和成人在進行低碳水化合物、高脂飲食干預超過2年後，血糖得到顯著控制，併發症發生率低，代謝指標良好。
而另外一項對226名II型糖尿病僅服用二甲雙胍進行降糖治療的患者進行帶有遠程支持的生酮飲食干預，結果發現人群的平均體重下降了12%，HbA1c（糖化血紅素-人體血糖控制的反應指標）下降了1.3%。
生酮飲食也並非十全十美，比如，低碳水化合物飲食通常含有大量飽和脂肪酸（saturated fat）。還需要綜合考慮生酮飲食導致的LDL-C增加（在生酮飲食中約有一半人群會發生這種情況）等情況。
2、高脂肪低碳水與癌症
限制碳水化合物攝入可能可以抑制特定的氧化應激反應、炎症和涉及代謝激素的細胞信號傳導，從而達到預防或治療特定的癌症。比較著名的應用包括使用生酮飲食來增強PI3K抑制劑在癌症治療中的有效性。然而，關於癌症與生酮飲食的關係仍然因為研究樣本量小，缺少高質量的隨機對照試驗而不能確定。
不同類型膳食脂肪和對常見慢性疾病的影響
除了飲食中脂肪的含量，不同類型的脂肪對健康的影響也一直爭議不斷。基於多項攝食控制研究、長期流行病學研究和隨機試驗的大量結果已經證明，膳食脂肪的類型也會影響人類健康。
1、脂肪類型與肥胖和糖尿病
對於總脂肪攝入和肥胖發生的研究已經很多，但是探討特定類型脂肪對體重控制作用的研究還較少。
一項7周的飲食控制研究發現反式脂肪和飽和脂肪的攝入增加與體重增加正相關，但單飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸的攝入對體重無影響。目前還沒有出現持續時間一年以上的隨機對照試驗來研究不同類型脂肪對體重的影響，因此在實驗結果的有效性還有待考證。
同時，有研究表明反式脂肪增加了代謝綜合徵、II型糖尿病的風險。多不飽和脂肪的消耗降低了胰島素抵抗，多不飽和脂肪/飽和脂肪的攝取比例與2型糖尿病風險成負相關。
2、脂肪類型與心血管疾病
不同膳食脂肪對心血管疾病的影響研究已經存在相當之久。研究方法從最開始的簡單比較死亡率到後面的流行病學發現比較血脂亞成分的含量，如甘油三脂、LDL-C和HDL-C等，再到今天對特定生物標記物濃度進行研究。
雖然有很多發現，但是學界關於不同類型膳食脂肪對心血管疾病的影響尚無一致的定論（可好可壞）。本文列出歷史上的幾項重要發現：
一項覆蓋七國人群的研究發現飽和脂肪酸與心血疾病的發病有很強的相關關係。與同等熱量的碳水化合物相比，飽和脂肪酸會增加血液中膽固醇的濃度，而多不飽和脂肪酸則能降低血液膽固醇濃度。因此從19世紀60年代開始，預防心血管疾病的飲食建議提出使用不飽和脂肪酸代替飽和脂肪酸。
到了1990s，順式和反式脂肪酸之間的區別，得到了廣泛認可。
為了使油更耐高溫、不易變質、增加其保存期限，食品製造商常常對這些人造奶油和蔬菜等產品使用部分氫化工藝將液體脂肪轉化為固體脂肪，反式脂肪由此產生。
反式脂肪對LDL、LDL顆粒的大小、HDL、甘油三酯和炎性因子都有特異的不利影響。多項研究中，反式脂肪的攝入被證明與冠心病和其他慢性病的風險正相關。在這之前，因為反式脂肪酸被歸為不飽和脂肪酸，一部分不明真相的大眾在飲食宣傳下將其作為飽和脂肪酸的替代品大量使用。
通過法律監管、教育和食品標籤，反式脂肪在美國和一些歐洲國家的食品供應中基本上被消除了。然而，在世界的某些地區攝入量仍然很高。
3、脂肪酸類型與癌症
在已發表的機制研究表明和動物研究表明，人們常說的有益脂肪酸ω-3多不飽和脂肪酸和ω-6多不飽和脂肪酸既能增加又能降低癌症風險。換句話說，人類關於不同類型脂肪對癌症的影響相關研究還沒有一致性的結果。由於癌症擁有較長的潛伏期，因此相關研究需要納入整個生命週期來對特定類型脂肪進行進一步研究。
4、其他發現
對孕期的胚胎和嬰兒來說，攝入足夠量的ω-3多不飽和脂肪酸和ω-6多不飽和脂肪酸對其神經發育至關重要。一些研究發現，在孕期攝入大量DHA和EPA（比如：魚肉、海藻等）對嬰兒的認知功能發育有好處且能降低早產風險。
在老年時期，攝入過少的ω-3多不飽和脂肪酸和大量的反式脂肪將會加大患老年痴呆的風險。
最近的一項前瞻性研究結果發現，反式脂肪的攝入與較高的死亡率呈正相關。單不飽和脂肪酸和ω-3多不飽和脂肪酸的攝入與較低的死亡率呈弱相關，而ω-6多不飽和脂肪酸的攝入與較低的死亡率呈強相關。
不同膳食脂肪攝入與死亡率的關係（圖源：Science）
九大爭議與七大共識
肥胖和慢性疾病預防和治療中，營養物質的比例，特別是脂肪的最佳比例是科學家、民眾和工業屆幾十年來一直是爭論的話題。
然而，目前營養學研究還不足以解決該領域的一些重要爭議，大量營養素膳食研究時間短、規模小，無法區分短期和長期影響；許多行為學試驗的治療組間無法產生有意義的差異；觀察性研究會受到混雜的影響，未來應該優先對關鍵爭議進行高質量的研究：
1. 九大爭議
1）不同碳水化合物/脂肪比例的飲食對身體成分（脂肪/肌肉組織比例）的影響不同，而這一比例是否與總能量攝入有關？這一飲食比例是否會影響能量消耗並與體重無關？
2）"流行"的生酮飲食相比中度限制碳水化合物飲食，是否能夠提供更多的代謝益處？真的可以幫助預防或治療心臟代謝性疾病嗎？
3）在極低碳水化合物飲食的情況下，特定脂肪酸（飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸）的最佳食用量是多少？
4）對於飲食中脂肪與碳水化合物比例不同的人群，LDL-C（低密度膽固醇）、HDL-C（高密度膽固醇）和甘油三酯含量以及脂蛋白顆粒大小對心血管疾病的相對重要性是怎樣的？其他生物標誌物是否具有同等或更重要的意義？
5）在整個生命週期中，膳食脂肪的種類和攝入量對神經退行性疾病、肺部疾病和其他尚未得到充分研究的疾病有哪些影響？
6）在最佳的干預條件下（最大限度提高飲食依從性），不同碳水化合物/脂肪比例的飲食對慢性病預防和治療有何長期影響？
7）哪些行為和環境干預措施可以最大限度地提高長期飲食依從性？
8）哪些遺傳和表型因素可以預測不同碳水化合物/脂肪比例的飲食對人類的長期影響？這些知識能否為個性化營養飲食提供有效建議，並進一步應用於疾病的預防和治療。
9）不同碳水化合物/脂肪的比例和膳食脂肪來源的多樣化如何影響飲食的可負擔和環境可持續性。
儘管存在著眾多爭議，科學家們也對膳食中脂肪的攝入達成了如下共識：
2. 七大共識
1. 營養質量相當重要，大部分人可以通過對控制飲食中碳水化合物與脂肪比例來獲得健康並且降低患低慢性疾病的風險。
2. 用天然存在的不飽和脂肪代替飽和脂肪對人們的健康有益處。工業生產的反式脂肪是有害的，應該予以消除。飽和脂肪的代謝可能因碳水化合物限制飲食而不同，這是一個有待進一步研究的問題。
3. 用未加工的碳水化合物（非澱粉類蔬菜，新鮮水果，豆類和未加工的穀物）替代高度加工的碳水化合物（精加工的穀物，馬鈴薯產品和遊離糖）對人類健康有益。
4. 生物因子對不同常量營養素組成的飲食有不同的影響。具有相對正常的胰島素敏感性和beta細胞功能的人可以在不同比例的碳水化合物/脂肪比例的飲食中表現良好；而那些對胰島素耐受、胰島素分泌過多或葡萄糖不耐受的人群可能會從低碳水化合物，高脂肪飲食中受益。
5. 生酮飲食是否真的對人有益還有待商榷並且需要長期研究。
6. 精確配比的低碳水化合物，高脂肪飲食不需要大量攝入蛋白質或者其他動物產品。通過用非氫化植物油，堅果，種子，鱷梨和其他高脂肪植物食品代替穀物、澱粉類蔬菜和糖可以減少碳水化合物的消耗。
7. 一個公眾認同的健康飲食基本組成可以為政策、臨床管理和個人飲食提供信息。儘管如此，與飲食相關的慢性病問題依然存在，對營養學的研究加大關注和投資刻不容緩。
參考文獻：
1.Dietary fat: From foe to friend? Science. 2018; 362(6416):764-70.
2.The macronutrients, appetite and energy intake. 2016; 36:73-103
3.Diet Review: Ketogenic Diet for Weight Loss. Harvard Review. 2018 [Online] https://www.hsph.harvard.edu/nutritionsource/healthy-weight/diet-reviews/ketogenic-diet/
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