测量我们吃什么

食物给我们活动的能量，和帮助我们成长的营养。如今，许多人都对应该吃什么来预防疾病和健康长寿感兴趣。但是我们怎么知道哪些食物是健康的呢?为了告诉人们可以吃什么来保持健康，研究人员必须首先了解健康的人和不健康的人吃什么。目前，我们通过询问人们吃什么、吃多少以及多久吃一次各种食物来做到这一点。我们可以问他们昨天吃了什么，或者他们平时吃什么。我们也可以让人们准确地写下他们吃了什么，就像食物日记一样。为了了解人们通常吃什么，我们经常使用问卷调查的问题，如“你一个月吃几次鱼?”收集一个人在一段时间内饮食中的食物信息被称为饮食评估[1］．研究人员将这些信息与食物成分表(包含特定食物中营养物质的类型和数量的信息，包括碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维、糖、盐、维生素和矿物质)联系起来，计算出一个人从饮食中获得的能量和营养物质的量。

调查食物和健康之间的联系

在弄清楚人们吃什么和吃多少之后，研究人员研究营养流行病学想知道饮食(或饮食中的某种食物或营养物质)是否会影响人们生病的几率。这些研究人员就像侦探一样:他们问正确的问题来收集证据(数据)，然后用这些数据来弄清楚某种食物是否与犯罪现场(疾病)有关(图1)．假设你是一名研究人员，任务是弄清楚吃鱼是否有助于预防心脏病发作。你会怎么做?首先，你可能想从很多人那里收集信息，问他们是否吃鱼，多久吃一次(饮食评估)。其次，你需要找出这些人是否有心脏病发作(健康评估)。您可能还想收集每个人的年龄、性别和职业的信息，因为这些信息可以为您提供有关人们健康状况或他们倾向于选择哪些食物的线索。你也可以收集血液样本来测量心脏病发作的早期迹象，比如血液胆固醇水平。然后，你可以用数学来分析数据，看看吃很多鱼的人和吃很少鱼的人的健康状况是否有差异。如果你这样做，你就是在进行观察性研究。营养流行病学的研究人员从大量观察性研究中收集的数据中寻找食物和健康之间的联系。 The government can then use this information as evidence to help create dietary guidelines, which are a set of recommendations for the public on what they should eat if they want to be healthy.

错误和信息缺失导致证据混乱

这听起来似乎是一条直截了当的途径:收集人们的饮食和他们的健康状况的信息，看看人们的饮食与他们是否会患上某种疾病之间是否存在联系，并利用这些信息来建议人们应该吃什么。但不幸的是，事情没有这么简单。通常情况下，研究人员发现的证据似乎不能很好地结合在一起，研究人员和政府很难决定建议哪种饮食。造成这种困难的一个原因是，这些研究中使用的饮食评估依赖于人们告诉研究人员他们吃了什么，这并不总是一个好的策略。你还记得吗完全你昨天吃了什么?上个月呢?有时候，人们会忘记他们吃了什么。估计有多少他们吃起来就更困难了，因为不同的人可能对各种食物的份量有不同的想法。你对一条鱼的想法可能比别人的大得多或小得多!其他时候，人们可能会谎报吃了某些食物，因为他们对自己吃的东西感到尴尬。我们经常低估我们吃垃圾食品的频率，高估我们吃水果和蔬菜等健康食品的频率。在所有这些情况下，科学家的饮食数据已经包含了很多错误，甚至在这些数据与疾病数据联系起来之前。

关于该吃哪些食物的证据令人困惑的另一个原因是，研究人员实际上对食物内部的成分知之甚少。每一种食物都由许多不同的化合物组成，这些化合物就像食物的组成部分(图2)．当我们消化食物时，其中一些积木会进一步分解成叫做代谢物．目前，食物成分表包含大约150种化合物的信息，这些化合物是人类饮食中的重要营养素，包括碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维、糖、盐、维生素和矿物质[2］．但是食物中含有26000多种化合物，而且这个数字还在增长!研究人员也不太了解食物被食用后所产生的许多代谢物。每一种化合物及其代谢物都可能对人类健康产生自己的影响。

新工具可以提高我们对食物和健康的理解

最近，研究人员发现了一些新方法来揭示食物如何影响健康的更多线索。作为一个整体，这些被称为组学工具(图3一)．其中一个工具叫做代谢组学．使用实验室设备，研究人员可以一次性测量食物中的数千种代谢物!代谢组学可以帮助我们更好地了解哪些食物是健康的，哪些是不健康的。研究人员还可以使用代谢组学来测量人体内的代谢物，比如血液、尿液、头发，甚至脚趾甲!其中一些代谢物可以作为生物标记物，是生物标记的缩写。生物标记物是体内的信号，可以帮助研究人员了解食物摄入和疾病。食物摄入的生物标记物可以用来帮助确认人们吃了什么，并纠正我们观察性研究中饮食评估中的错误[1］．二十二碳五烯酸(DHA)是一种食物生物标志物(图2)．它可以在吃鱼的人的脂肪组织中找到[3.］．

但这很复杂

有时，两个人可以吃同样的东西，但一个人可能比另一个人更健康。这怎么可能呢?因为我们都是独特的，每个人对相同的食物都有不同的健康反应。这在一定程度上受到个人基因的影响。另一个工具叫做营养基因组学可以帮助研究人员更好地了解饮食如何影响哪些基因被打开或关闭，以及基因如何影响一个人的身体对食物和营养物质的反应。食物和基因一直在玩“戳”的游戏——食物“戳”一个人的基因可以改变哪些基因被打开或关闭，从而影响健康，而基因也可以“戳”回去，影响身体对食物的反应。

不同的人体内也有不同的微生物。食物被咀嚼和吞咽后，会沿着消化道进入肠道。在那里，迎接食物的是数百万微生物可以帮助进一步分解食物。肠道内的整个微生物群落被称为肠道微生物群．每个人都有独特的肠道菌群。研究人员可以使用一种名为宏基因组．由于这些微生物可以分解食物，它们也可以产生影响健康的代谢物。肠道菌群甚至可以影响一个人患心脏病等疾病的风险[4］．

每个人都是独一无二的。我们的独特之处在于为什么对公众的饮食建议有时并不适用于所有人。通过在研究中使用组学工具，研究人员可以发现人们对所吃食物的不同反应。然后，我们可以帮助那些有患某些疾病风险的个人或群体，比如心脏病发作个性化的营养建议(图3 b) [5］．

食品和健康的未来是个性化的!

对研究人员来说，这是一个令人兴奋的时刻!我们一直都知道人体是独特而复杂的，找到食物和健康之间的联系并不是一件简单的任务。但有了新的组学工具，我们开始更多地了解各种食物成分，以及基因、微生物群和代谢物在预防某些疾病方面的作用。我们还有很多工作要做，尤其是在如何个性化饮食以及确保每个人都能获得个性化营养方面，但前景还是很光明的。想象一下，未来你走进一家杂货店，在那里你可以根据你的年龄、体重，甚至可能是你的基因或肠道微生物来选择货架上的食物——这有多酷啊?未来的挑战可能是找到正确的平衡，这样我们就可以吃到身体保持健康所需的食物，但仍能享受与朋友和家人共享一顿饭的快乐。

术语表

营养流行病学：↑营养学:研究营养素、食物或饮食与大量人群健康之间关系的研究领域

代谢物：↑人体分解食物时产生的小化合物或体内较大的化合物。有些代谢物是提供能量或维持健康所必需的。

代谢组学：↑这是一个测量我们食物和身体中所有小分子(代谢物)的研究领域。

生物标志物：↑研究人员可以在血液或其他体液或组织中测量到的信号，可以告诉他们更多关于人们吃了哪些食物，以及人们的身体是否运转良好。

营养基因组学：↑分析基因、饮食和健康之间关系的研究领域。

肠道微生物群：↑肠道内的微生物群落(包括细菌)。

宏基因组：↑分析(生物)样本中微生物的所有基因的研究领域。宏基因组学可用于分析粪便样本中的肠道菌群。

个性化的营养：↑一个研究领域，旨在为每个独特的人找到最佳的饮食，以保持该人的健康或帮助他或她预防，管理和治疗疾病。

利益冲突

作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。

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参考文献

[1]↑Brouwer-Brolsma, E. M.， Brennan, L.， Drevon, C. A.， van Kranen, H.， Manach, C.， Dragsted, L. O，等。2017。结合传统的饮食评估方法与新的代谢组学技术:目前的努力由食品生物标志物联盟。Proc,减轻。Soc。76:619-27。doi: 10.1017 / S0029665117003949

[２]↑Barabási, A. L.， Menichetti, G.， and Loscalzo, J. 2020。我们饮食中未知的化学复杂性。Nat。食物。1:33-7。doi: 10.1038 / s43016 - 019 - 0005 - 1

[3]↑Saadatian-Elahi, M.， Slimani, N.， Chajes, V.， Jenab, M.， Goudable, J.， Biessy, C.等。2009。血浆磷脂脂肪酸谱及其与食物摄入的关系:来自欧洲癌症与营养前瞻性调查的横断面研究结果。点。j .中国。减轻。89:331-46。doi: 10.3945 / ajcn.2008.26834

[4]↑特罗塞德，M.安德森，G. Ø。，布洛克，K，霍夫，J. R. 2020。冠状动脉疾病和心力衰竭中的肠道微生物群:目前的知识和未来的方向。EBioMedicine．52:102649。doi: 10.1016 / j.ebiom.2020.102649

［5］↑马瑟斯，j.c. 2019。通过个性化营养为改善人口健康铺平道路。欧洲食品安全署J。17: e170713。doi: 10.2903 / j.efsa.2019.e170713