解码生命 守护健康

 

 

 

 

撰写｜Jimin Yang PHD, RD
 

校稿｜Chen RD, CNSC   编审｜Xinyin PHD, RD

设计｜Fay

 

人的一辈子离不开吃。儿童和青少年时期是各个器官发育和成熟的关键阶段，这时候的饮食习惯和营养素的摄入水平会为成年以后的健康编码（programming），对抗衰老和老年病的预防产生深远的影响。

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人类漫长的进化史让我们的基因能更有效的应对饥饿，也就是说，我们的身体会存储多余的能量和营养物质，以便面临饥饿的情况发生。而过度进食和体内天然应对饥饿的机制不匹配，因此很容易造成新陈代谢紊乱，超重和肥胖，引发相关的代谢性疾病（如2型糖尿病，心血管疾病，非酒精性肝硬化，和神经认知性失调）。

 

 

儿 童

肥胖的
危害

 

 

儿童时期的超重和肥胖不仅影响生长发育，增加成年以后超重和肥胖的可能，还会带来心理上的负面影响，导致学习能力下降，出现自卑、缺乏自信、抑郁、焦虑等异常心理。这些心理异常有时还会给成年以后的生活带来影响，比如受教育年数低，结婚的比例低。这些因素都有可能间接影响到老年时期的健康水平。

 

 

超重儿童里常见的向心性肥胖和高胰岛素血症会刺激肝脏生成甘油三酯和低密度脂蛋白，造成高血脂，并提高心血管疾病和脑血管疾病的危险性。这种对肝脏的刺激长期下去会造成脂肪肝，非病毒性肝炎，肝纤维化，或肝硬化。高血脂也会增加胆囊炎的发病几率。长期的高胰岛素血症会加速非酒精性脂肪性肝炎，高血压和糖尿病的形成。儿童肥胖症有时还会造成睡眠呼吸暂停和慢性缺氧。过重的体重也对发育中的骨骼肌肉带来不必要的负担，可能诱发关节炎，严重时会造成小腿胫骨永久性的外凸。

 

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机理-表观遗传的改变持续一生

 

超重和肥胖引发的各种并发症，会影响身体对营养素的吸收和利用，改变营养素在细胞分子水平浓度的变化和各种生化反应中的效应。表观遗传学（epigenetics）是一门近年来进展快速的研究营养素和基因之间相互作用的学科。它旨在揭示各种营养素如何在不改变体内DNA中基因序列的前提下，通过改变基因转录制造蛋白质的过程来影响蛋白的表达和器官的功能。

表观遗传学已经发现营养素可以影响三个互相作用的过程:

1. 脱氧核糖核酸甲基化 （DNA methylation）；

2. 组织蛋白调节（histone modification）；

3. 非编码微小核糖核酸（microRNAs）的调节。(见下图)

 

▲ 图片来源｜Busch C, Burkard M, Leischner C, et al. 

Epigenetic activities of flavonoids in the prevention and treatment of cancer. 

Clin Epigenetics. 2015 10;7(1):64.

 

营养对表观基因的影响机理非常复杂，也是一个在不断被探索的领域，在这里就不做详细讲解了。
 

希望大家记住的重点是：营养是可以改变表观基因的，因此好的饮食习惯要从娃娃抓起！

 

分述：童年

饮食对各大
疾病的影响

 

 

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肥胖

 

在前面所举的儿童超重和肥胖的例子中，表观遗传学研究运用全基因组关联分析（whole genome association study）发现13个甲基化程度不同的DNA区域和体脂指数（body mass index, BMI）有关。虽然饮食习惯和其他因素都会影响体脂指数，一项对冰岛老年人的跟踪调查发现有4个负责蛋白质编码的区域的甲基化水平在体内稳定的保持了11年，说明甲基化可以对体脂指数有长期影响。另一个对健康新生儿脐血的分析显示RXRA基因(和类视色素功能相关)过高的甲基化和孩子在9岁时的高于均值的体脂含量有正向关联，而且这个关联不受出生体重的影响。

 

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心血管和血糖控制

 

表观遗传学也可以帮我们理解营养和一些代谢性疾病的关系。长期的高脂饮食会提高健康人体内PPARGC1A基因的甲基化水平，造成它所编码的参与细胞内葡萄糖和脂类氧化的蛋白量减低，从而降低了胰岛内和骨骼肌内胰岛素的分泌。

体内胰岛素分泌失调是造成糖尿病的一个重要原因。这个PPARGC1A基因的过高甲基化，也可在糖尿病人身上看到。在心血管疾病方面，如果长期缺乏蔬菜水果的摄入，会降低体内叶酸（folate），吡哆醇（vitamin B6）和钴胺素（vitamin B12）水平，这时体内半胱氨酸(homocysteine)的水平会上升，导致多个蛋白质制造过程中DHA甲基化程度的改变，心脏肌肉周围血管的厚度增加弹性降低，从而提高了心血管疾病和中风的危险性。

一项5000多人参加的CARDIA前瞻性研究发现，年轻时每天吃7到8份水果和蔬菜的女性在20年后患心脏冠状动脉钙化的几率比年轻时每天吃2-3份蔬菜的女性要低40%左右，而且这个差异是在考虑到其它影响冠心病危险因素（包括其它食物的摄入，血脂水平，家族史）后的校正值。冠状动脉钙化是心脏疾病的风险因素，较低的冠状动脉的钙化率反映了较低程度的冠状动脉粥样硬化和心肌梗塞的发生率。

 

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骨质疏松

 

骨质疏松是中老年常见的一种骨骼系统的代谢性异常。预防骨质疏松的黄金时期是儿童期和青春期，因为成骨细胞在儿童期和青春期最活跃，骨密度持续增长直到30岁左右达到最高峰。此后的骨密度和骨骼力度会基本上维持，受饮食影响不大。强壮骨骼需要足够的钙质和维生素D，同时配合适量抗阻力或抗重力的运动（如骑车, 跳绳）帮助钙质在骨里沉积。儿童和青少年每天饮用3-4杯牛奶或等量乳制品就可得到足够的钙质。晒太阳和吃添加维生素D的食物都可以提高体内维生素D含量。有生物活性的维生素D分子和其受体结合以后，再和不同基因上的维生素D反应因子（vitamin D response elements）起作用，上调或抑制基因表达，同时和组织蛋白上可能发生的多种修饰(比如去甲基化，去乙酰化)协调，帮助钙质在体内有效的吸收利用。

 

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神经系统衰退

 

在神经系统健康发面，多个前瞻性人群研究显示不饱和脂肪酸，比如20碳5烯酸（EPA），22碳6烯酸（DHA），亚麻酸（α-Linolenic acid, ALA），在大脑细胞发育成熟过程中可以保持细胞膜的相对流动性，提高脑细胞的活性，增强记忆力和思维能力。这些不饱和脂肪酸可以增强SIRT2基因（silent information regulator 2）在脑细胞里的表达，通过SIRT2对基因稳定性和细胞内稳态的调节，维持大脑的认知功能。在儿童时期常吃海鱼（比如三文鱼），核桃，亚麻籽等富含不饱和脂肪酸的食品，可以帮助预防中老年时期发生的痴呆（dementia 和Alzheimer's Disease）。

 

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免疫功能

 

营养状况和免疫系统的功能也是息息相关。从全美国范围收集的饮食和健康数据显示，儿童体内的免疫球蛋白E (Immunoglobin E)水平和体脂指数(body mass index)，C反应蛋白(C-reactive protein)线性相关，而且儿童时期的肥胖还是食物过敏的独立危险因素。地中海饮食模式里提倡少肉，多吃植物性食物（水果蔬菜，全谷物，豆类和坚果），用橄榄油和芥花油等健康的油类——因为其富含抗氧化的硒，锌，维生素C和E，从而有助于防止儿童发生持续性的即刻过敏反应，过敏性哮喘，和湿疹。

 

前面提到的有益于大脑健康的不饱和脂肪酸，特别是指长链不饱和脂肪酸，在体内可通过改变前列腺素的水平，调节体内炎症反应的强度和炎症因子的产生。要注意的是虽然花生四烯酸一类的omega-6不饱和脂肪酸对其他疾病有益处，他们会增加患过敏性疾病的危险性。相对而言，EPA，DHA，亚麻酸等omega-3不饱和脂肪酸能减低过敏性疾病的危险性。

当今常见的高饱和脂肪、低膳食纤维的饮食，除了对血脂和胆固醇水平带来负面影响，也会诱发肠道内菌群失调，造成慢性炎症，增加肠癌的危险性。高纤维膳食和益生菌的食用可以帮助恢复肠道菌群平衡，降低过敏性疾病的可能性。同时，膳食纤维在肠道内被细菌分解过程中形成的短链脂肪酸也可能影响组织蛋白的化学修饰和基因表达。

 

 

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癌症

 

 

中老年时期也是一些癌症的高发阶段。从表观遗传学的角度看，癌细胞内普遍可以见到DNA甲基化和组织蛋白修饰的改变；同时，和染色质修饰有关的生物酶的表达也会有所不同。这些变化减弱了健康基因天然的修复能力，助长了变异的癌症基因的活性。低于正常水平的DNA甲基化会降低携带遗传信息的染色体的稳定性，激活促肿瘤基因。组织内特异的超高甲基化和组织蛋白乙酰化的缺失会灭活癌症抑制基因的活性。与此同时，很多抑制肿瘤生长的非编码微小核糖核酸（microRNAs）的功能在癌细胞中被压制。

绿茶里某些多酚（比如表没食子儿茶素没食子酸酯，EGCG），蔬菜水果中富含的生物类黄酮（bioflavonoids），柑桔类水果中富含的黄烷酮（flavanones），黄豆里的大豆异黄酮（isoflavones）都可以减低DNA甲基化转移酶（DNMT）的活性，从而减弱对基因转录的抑制，帮助维护基因天然的修复功能。在某些类型的肉瘤癌里，EGCG还可直接诱发癌细胞DNA甲基化，抑制其转录。大豆异黄酮，姜黄素（curcumin）和维生素A酸（retinoic acid）分别可对不同类型癌症里非编码微小核糖核酸的功能产生影响。蒜，桂皮和绿茶里的一些多酚和矿物质铜，可以影响组织蛋白凋亡和细胞周期停滞。蔬菜水果，特别是绿叶菜里，富含的叶酸（folate）可以通过改变半胱氨酸的水平减低组织蛋白化学修饰从而影响癌细胞活性。如果从儿童时期就注意有意识的进食这些帮助抑制癌细胞生长的食物，长期以往也会帮助预防癌症的发生。

 

－｜结语｜－

 

对儿童时期饮食摄入和抗衰老的研究还在不断深入。表观遗传学，代谢组学（metabolomics）和微生物基因组（microbiome）等方法帮助我们更透彻的认识饮食习惯和营养素在预防老年疾病方面的长期效应。伴随基因测序和个性化医学的普及，每个孩子都可以在营养师的帮助下制定一个最适合自己能够受益一生的饮食方案。

 

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