非线性关联及宏量营养素的等热量替代与2型糖尿病的发生

《Mayo Clinic Proceedings》：Nonlinear Associations and Isocaloric Substitution of Macronutrients With Incident Type 2 Diabetes

　　本研究通过分析英国生物银行前瞻性队列数据，探讨宏量营养素摄入与2型糖尿病的非线性关联及体脂的中介作用。结果显示，游离糖（>12%）、淀粉（>25%）、动物蛋白摄入增加糖尿病风险，而替换为非游离糖或植物蛋白可降低风险，其中动物蛋白的中介效应达100%。

　　类型2糖尿病是一种在全球范围内迅速上升的公共卫生问题，其影响范围不断扩大，给个人健康和社会经济带来了沉重的负担。根据国际糖尿病联合会的最新报告，预计到2045年，全球将有7.83亿人患有糖尿病，相比2021年的数据增长了46%。这种疾病的发病率上升不仅与人口老龄化、生活方式改变和肥胖率增加有关，还与饮食习惯密切相关。因此，了解饮食中宏量营养素的摄入与类型2糖尿病之间的关系，对于制定有效的预防策略和干预措施至关重要。

本研究通过分析英国生物银行（UK Biobank）的大量数据，探讨了宏量营养素摄入与类型2糖尿病发病之间的复杂关系。研究对象涵盖了超过17.6万名参与者，这些参与者在2006年至2022年期间接受了随访。研究采用前瞻性队列研究设计，利用Cox比例风险模型结合惩罚三次样条曲线，对宏量营养素的非线性关系进行了分析。此外，研究还通过g公式方法测试了体重指数（BMI）和腰围与身高比（WHtR）在这些关系中的中介作用，并进一步分析了在保持总能量摄入不变的前提下，不同宏量营养素之间的等能量替代效应。

研究结果显示，在11年的随访期间，有2.9%的参与者（共计5078人）被诊断为类型2糖尿病。这些结果表明，某些宏量营养素的高摄入与类型2糖尿病风险增加密切相关。具体而言，自由糖（包括任何添加糖、蜂蜜、糖浆和果汁中的糖分）摄入超过12%的总能量，淀粉摄入超过25%，以及动物蛋白摄入均与类型2糖尿病风险增加有关。相反，非自由糖摄入低于10%、ω-3脂肪酸摄入低于1.5%、ω-6脂肪酸摄入低于6%，以及植物蛋白摄入低于5%则与较低的类型2糖尿病风险相关。此外，研究还发现，当自由糖、淀粉和动物蛋白摄入量较高时，将其等能量替代为非自由糖或植物蛋白可以显著降低类型2糖尿病的风险。

研究进一步探讨了BMI和WHtR在这些关系中的中介作用。结果显示，BMI和WHtR分别解释了自由糖和淀粉摄入与类型2糖尿病风险之间的31%和25%，而在动物蛋白摄入与类型2糖尿病风险之间的关联中，这些指标则完全解释了风险。这意味着，BMI和WHtR在自由糖和淀粉与类型2糖尿病之间的关系中起到了重要的调节作用，而在动物蛋白与类型2糖尿病的关系中，它们可能发挥了更直接的影响。这一发现为理解宏量营养素如何通过体重变化影响糖尿病风险提供了新的视角。

在等能量替代分析中，研究发现，将自由糖、淀粉和动物蛋白替换为非自由糖或植物蛋白可以显著降低类型2糖尿病的风险。具体而言，当自由糖摄入超过12%时，将其替换为非自由糖可降低16%的风险；当淀粉摄入超过25%时，将其替换为非自由糖可降低18%的风险；而将动物蛋白替换为植物蛋白则可降低12%的风险。这些结果表明，调整饮食结构，特别是减少高风险宏量营养素的摄入并增加低风险宏量营养素的摄入，可能是降低类型2糖尿病风险的有效策略。

本研究的发现对于制定和优化公共健康政策具有重要意义。首先，它支持了世界卫生组织关于减少自由糖摄入的建议，即成年人和儿童的自由糖摄入应低于总能量摄入的10%。研究结果还表明，当自由糖摄入量低于这一阈值时，反而可能与较高的类型2糖尿病风险相关，这提示我们需要注意自由糖摄入的非线性关系。其次，研究强调了淀粉摄入的阈值效应，即当摄入量超过一定比例时，其风险增加的可能性显著上升。因此，对于淀粉摄入的控制应结合其摄入比例进行，而非单纯地减少摄入量。此外，研究还发现，植物蛋白的摄入与较低的类型2糖尿病风险相关，这为推广植物性饮食提供了科学依据。

研究还揭示了宏量营养素摄入与类型2糖尿病风险之间的非线性关系，这一发现对于未来的干预措施具有指导意义。传统的线性模型可能无法准确反映这些复杂的剂量反应关系，因此需要采用更为灵活的分析方法。同时，研究也指出了在分析过程中存在的局限性，例如样本的代表性、饮食数据的准确性以及潜在的反向因果关系。尽管如此，研究结果仍然为公共健康政策的制定提供了重要的参考，特别是在饮食指南的更新和个性化营养干预方面。

在讨论部分，研究者指出，尽管之前的研究对某些宏量营养素（如饱和脂肪酸和反式脂肪酸）与类型2糖尿病风险之间的关系存在争议，但本研究的结果部分支持了这些营养素的摄入可能与类型2糖尿病风险之间存在非线性关系。此外，研究还强调了宏量营养素替代策略的重要性，特别是将高风险的自由糖、淀粉和动物蛋白替换为非自由糖和植物蛋白，这可能有助于降低类型2糖尿病的发病率。然而，由于研究是基于观察性数据，因此需要进一步通过高质量的随机对照试验来验证这些发现。

综上所述，本研究通过大规模前瞻性队列分析，揭示了宏量营养素摄入与类型2糖尿病风险之间的复杂关系。研究结果表明，自由糖、淀粉和动物蛋白的高摄入与较高的类型2糖尿病风险相关，而非自由糖、ω-3脂肪酸和植物蛋白的摄入则与较低的风险相关。这些发现不仅为公共健康政策提供了科学依据，也为个体调整饮食结构以预防类型2糖尿病提供了实用的建议。未来的研究应进一步探索这些关系的机制，并考虑更多潜在的中介因素，以全面理解饮食对类型2糖尿病的影响。