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話題科學站丨低碳水化合物膳食和高碳水化合物膳食對體重的影響

近十年來,隨著經濟的持續發展,物質生活的改善,肥胖現象越來越普遍,超重人群和肥胖患者比例明顯升高。在美國,「第三次美國全國健康和營養調查研究」(NHANES Ⅲ)的數據表明,有近一億的美國成年人超重或肥胖。2004年,我國衛生部公布了「第四次中國居民營養與健康狀況調查」,其結果顯示,我國成人超重率為22.8%,肥胖率為7.1%,估計人數分別為2.0億和6 000多萬。大城市成人超重率與肥胖現患率分別鋼彈30.0%和12.3%,兒童肥胖率已達8.1%。與1992年全國營養調查資料相比,成人超重率上升39%,肥胖率上升97%,預計今後肥胖患病率將會有較大幅度增長。肥胖所引發的健康問題也日益突出。超重人群和肥胖患者罹患高血壓、血脂異常、Ⅱ型糖尿病、心臟病、及其他慢性疾病的比例明顯高於正常體重人群。毫無疑問,無論是在美國等發達國家,還是在中國等發展中國家,肥胖都已經成為一種社會問題。

導致肥胖的原因比較複雜,如遺傳因素、飲食因素、以及運動習慣等因素被普遍認為可導致肥胖。根據上述原因,採用科學的膳食結構,增加運動量是控制超重和肥胖的有效措施。

在我們的日常飲食中,碳水化合物是其膳食結構中能量的主要物質來源。在非洲,有近80%的能量攝入來源於碳水化合物,在加勒比國家,這一數值也達到了65%。典型的美國飲食中,碳水化合物的攝入佔總能量攝入的40%-50%[5]。中國居民的膳食結構中,碳水化合物供能為61%。

鑒於碳水化合物是作為能量的主要物質來源,一些研究者建議採用低碳水化合物膳食以控制熱量的攝入達到減肥的效果。許多研究者重點研究了碳水化合物的攝入和肥胖之間的關係,不僅研究了低碳水化合物膳食對體重降低的影響,而且還研究了高碳水化合物膳食對控制體重的影響。此篇綜述比較闡述了這兩種不同膳食結構對成年超重和肥胖人群體重的影響。

一、低碳水化合物膳食

(一)低碳水化合物膳食的概述

1.低碳水化合物膳食的定義

所謂低碳水化合物膳食,是通過每日減少進食碳水化合物20~60g來限制熱量攝入(即減少每天熱量攝入量的20%),增加蛋白質和脂肪的消耗,以替代原有碳水化合物的那部分熱量。

低碳水化合物膳食也有多種膳食模式,目前應用較為廣泛的膳食模式主要包括:Atkins膳食、Zone膳食、Protein Power膳食和Sugar Busters膳食。其中,又以Atkins膳食最為普及。

2 .Atkins膳食的特點

Atkins博士認為,肥胖是由於代謝紊亂,胰島功能亢進和胰島素抵抗導致,而限制碳水化合物的攝入可以降低胰島素反應,所以推薦低碳水化合物高脂肪的膳食結構。

Atkins膳食要求在進行低碳水化合物膳食的誘導階段,每天碳水化合物的攝入應低於20g,通常持續2至3月;在其維持階段,每天碳水化合物的攝入應低於50g。

在Atkins膳食中,不限制脂肪和蛋白質的攝入量,每天所需的碳水化合物也僅來源於各種蔬菜,甚至禁止吃任何水果、麵包、麵條、穀類食品、澱粉質蔬菜或奶製品,同時含有蛋白質和碳水化合物的食品也是禁止食用的,但允許食用乳酪、奶油和黃油。

3 .Zone膳食的特點

Barry Sears認為,肥胖的根源並不是脂肪,而是過量碳水化合物的攝入。其推薦的膳食結構中,碳水化合物、蛋白質、脂肪的攝入比例為40%:30%:30%。在食物的來源上,強調多攝入瘦肉、少攝入脂肪含量較高的食物,限制攝入大多數穀類、澱粉類蔬菜和部分水果。

4.Protein Power膳食的特點

Michael R等人認為,高胰島素水準的膳食結構可導致代謝紊亂,最終導致代謝性疾病如高血壓、糖尿病等。在其膳食結構中,強調通過增加蛋白質的攝入量來限制碳水化合物的攝入,要求每天碳水化合物的攝入不超過30g。

5 .Sugar Busters膳食的特點

「Sugar Busters」 的作者同樣認為,肥胖是代謝紊亂所致。高升糖指數的食物會引起快速的胰島素反應,因此強調通過限制高升糖指數食物的攝入,增加低升糖指數食物的攝入,來降低血糖值,從而影響胰島素反應,使代謝正常,直到燃燒脂肪達到瘦身的目的。

在低碳水化合物膳食對體重影響的相關研究中,許多實驗都採用了低碳水化合物膳食結構與其他膳食結構的對比研究法。通過在實驗初期、實驗末期及實驗中定期測量各組實驗對象體重、體成份、體脂率等相關數據,從中得出,低碳水化合物膳食模式在一定時期內,可以達到降低體重的效果。

關於低碳水化合物膳食可以減輕體重,其原因主要有:

1. 熱量的攝入與消耗比例失衡

前期研究已經證實,熱量的攝入與消耗比例對體重有直接影響。當熱量的攝入與消耗達到平衡狀態時,體重維持不變;熱量的攝入高於消耗時,體重會隨之增加;熱量的攝入低於消耗時,體重就會隨之降低。

低碳水化合物膳食,要求限制碳水化合物食物的攝入,以降低總熱量的攝入。因此,在低碳水化合物的膳食結構中,日常體力活動維持不變的情況下,熱量的攝入低於消耗,從而引起體重減少。

2.機體儲存甘糖消耗

低碳水化合物膳食的初期階段,即會出現體重降低的效果,有研究認為,是由於機體儲存甘糖的消耗。由於限制了碳水化合物食物的攝入,不能維持機體正常血糖水準時,機體開始分解儲存甘糖。甘糖含有大量水分子,當肝臟分解甘糖時,會伴隨水分丟失,隨尿液排出。因此,低碳水化合物膳食的初期階段,尿量增加,所減少的重量是水分,而不是體脂。

3.蛋白質在低碳水化合物中的作用

在低碳水化合物膳食中,所減少的那部分碳水化合物的熱量被蛋白質和/或脂肪替代。而前期研究已經證實,蛋白質相對於碳水化合物和脂肪,更具有飽腹感。蛋白質的這種作用,有利於減少食物的攝入。

(三)低碳水化合物膳食安全性的探討

低碳水化合物膳食的初期階段,因尿量增加,尿鈣排出增加,同時因為是低碳水化合物膳食,鎂、鉀、維生素C的攝入減少,易引起骨質疏鬆症的發生。此外,食物中膳食纖維、硫胺素、葉酸、維生素A、維生素E、維生素B6和抗氧化植物化學物質等含量也很少,從而增加了罹患某些癌症的危險性。

低碳水化合物膳食中,脂肪含量偏高,且富含飽和脂肪酸,易導致血膽固醇升高,有引起心臟病的危險。高脂膳食還會引起血尿酸水準升高,導致痛風。

有文獻報導,腦組織對糖有偏好,低碳水化合物膳食導致大腦和臟器中葡萄糖供應不足,擾亂機體正常生理功能,影響認知能力,導致注意力分散,記憶力下降。

二、高碳水化合物膳食

在低碳水化合物膳食風靡一時的同時,也有部分學者建議用高碳水化合物膳食以控制超重人群和肥胖患者的體重。高碳水化合物膳食的擁護者認為,與低碳水化合物食物相比,高碳水化合物食物的能量密度更低,即在含有相同能量時,食物的體積更大,更具有飽腹感,氧化速度更快,且不易堆積,這些特徵都有助於減少攝入更多的食物。

(一)高碳水化合物膳食的相關研究

有研究顯示,對患有代謝綜合征的超重人群食用高碳水化合物膳食,若每日所需攝入的脂肪含量的1/4被單一碳水化合物或複合碳水化合物所取代,實驗對象體重將得以控制,還可以適度降低體重。當食物中的脂肪被複合碳水化合物所替代,大部分受試者體重減輕,總膽固醇降低。

另外一些相關研究也表明,通過高多糖膳食,膽固醇含量可以降低11%-12%。

(二)高碳水化合物膳食減少體重的探討

1. 脂肪氧化和脂肪生成降低

有學者建議,長期的高碳水化合物膳食有益於健康,因為脂肪堆積是由於脂肪氧化降低和脂肪生成增加所致。Hughes等人的實驗證實,高碳水化合物膳食使機體總碳水化合物氧化率增加,且抑製了脂肪生成。而前期研究已經證實,過多的碳水化合物攝入不會導致脂肪生成。

2.食物攝入減少

含有高複合碳水化合物的食物,與含有低碳水化合物的食物相比,更具有飽腹感,且熱量更低,有利於控制食物的攝入量。

(三)高碳水化合物膳食安全性的探討

高碳水化合物膳食結構中,其脂肪含量相對較低,有研究表明,低脂高碳水化合物膳食會降低HDL-膽固醇和增加甘油三酯含量,這兩種因素都會對心血管疾病(CVD)造成負面影響。

三、運動結合膳食對肥胖的影響

超重和肥胖的另一重要因素是因為缺乏運動,運動對於控制體重,減少體重具有重要作用。運動結合合理的膳食結構才能有效地減輕體重,膳食與運動相結合能減少脂肪量,若僅控制飲食,減少的往往是瘦體重。有規律的運動還能幫助肌肉組織從循環血液中攝取葡萄糖,以有效供能。

有研究對22名志願者(13名女性,9名男性)進行了持續12周的有氧運動和膳食(碳水化合物:蛋白質:脂肪=63%:19%:18%)對比實驗。結果表明,與單獨膳食相比,運動可以增加肌甘糖儲備,降低甘糖合成活性[27]。有氧運動結合膳食可以降低體重,提高胰島素敏感性。此外,運動結合膳食可以限制過多的胰島素敏感性增加,是因為肌甘糖過補償且伴隨著甘糖合成反應的適應。

碳水化合物是運動過程中最佳的能量來源,運動過程中,肌肉可以得到充足的碳水化合物作為能源,運動效率越高,運動後疲勞消除越快。但是人體碳水化合物的儲存是有限的,當其儲存的量不能滿足機體需要時,人體就會燃燒脂肪來提供能量。因此,有運動生理學家建議,中等強度的有氧運動可以消耗機體較多的脂肪。

四、小結

低碳水化合物膳食短期內可以降低體重,但減少的多是機體水分,而不是體脂。而且由於其膳食結構中,蛋白質和脂肪的含量相對較高,因此,不論是短期還是長期應用,都會有一定的副作用。

高碳水化合物膳食,長期應用,可以控制體重,也能減少一定體重,但因為是高糖膳食,對血脂循環也有一定影響。因此,有專家建議,高碳水化合物膳食應該更多的應用複合高碳水化合物膳食,而不是單一高碳水化合物食物。

運動對控制體重具有重要作用,只有有規律的運動與合理的膳食相結合,才能最終達到控制體重和減少體重的目的。

前期研究已經證實,熱量失衡會引起體重的改變,如果熱量攝入與消耗保持平衡,僅改變膳食結構中營養成分的比例,是否會引起體重的變化,還有待進一步研究。


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