饮食多样性、全球变化与人类健康

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这是一篇很值得您阅读和思考的文章。工业化国家和发展中国家迅速变化的过程深刻地改变了人类与他们所生活的生态系统之间的关系，对饮食产生了深刻的影响。生物多样性等同于饮食多样性，等同于健康。植物在传统文化中发挥着多样化的营养和保健功能，以及对植物多样性的本土知识，提供了潜在的宝贵的解决方案，使生物多样性能够解决当代社会面临的独特问题。

编译/陈能场（广东省生态环境技术研究所研究员、中国科协环境生态领域首席传播专家） 林大松（农业部环境保护科研监测所副研究员）

译自：Timothy Johns. Dietary diversity, global change, and human health. In: Proceedings of the symposium "Managing Biodiversity in Agricultural Ecosystems", Montreal, Canada, 8-10 November, 2001.  翻译水平有限，敬请指正。

植物生物多样性对人类健康至关重要。植物既提供营养素又作为药物的来源，构成强大的生态系统的组成部分，并为社会文化的福祉做出了贡献。传统价值观和科学观念认为，饮食多样化，特别是水果和蔬菜的多样化，对健康至关重要。面对经济和环境变化，越来越多的人将饮食简化为有限的高能量食品，这对健康构成了前所未有的障碍。同时，有关植物特性的文化知识也在受到流失。因此，保护生物多样性及其使用的知识可以保留过去的适应性经验教训，并为当前和未来的健康提供必要的资源。

图1描绘了当代全球环境和社会经济变化背景下生物多样性，饮食与健康之间关系的模型，并为讨论对人类福祉的影响提供了一个框架。

图1：全球变化背景下的生物多样性，饮食与健康模型

饮食多样性与健康

少数流行病学研究支持了饮食指南中关于多种饮食的益处所体现的传统观点（Tucker 2001）。例如，在一项针对42,254名美国女性（平均年龄61岁）的研究中，食用大量推荐食品的人的死亡风险降低（Kant等，2000）。最高四分位数（中位品种得分为15）的妇女，与最低四分位数（品种得分为7）相比，在五年半期间死亡的赔率为0.69。Kant等人（1995年）以前的工作表明，饮食多样性与寿命的延长和男女慢性退行性疾病如心血管疾病，糖尿病和癌症的发病率降低有关。

在意大利的一项研究中，饮食多样性（最主要是蔬菜和水果）与降低胃癌的发生率有关（Le Vecchia等，1997）。这与公认的地中海饮食在减少慢性退行性疾病风险与食用水果和蔬菜的益处方面的关系相吻合。同样，Drewnowski等（1996）表明，尽管法国人的饮食中脂肪的含量高于美国，饮食质量的指标也较低，但总体多样性可能是其公认的益处。

支持发展中国家饮食多样性对健康的贡献的数据较少。然而，在肯尼亚，1-3岁儿童的饮食多样化与人体测量学的改善有关（Onyango等，1998）。在马里，Hatløy等（1998年）证明了水果和蔬菜的多样性与总体营养充足性以及特定营养素（例如维生素A和C）的存在很强的关联性。

在不同的研究中，通过单个食物的数量以及优质食物的数量来衡量多样性是不一致，使得比较和一般结论变得困难。这一领域未来工作的关键是开发用于测量饮食多样性的通用方法。尽管如此，水果和蔬菜的多样性有助于营养和健康的建议一直得到支持。

与饮食多样性有关的食物功能

有助于提高饮食品种健康水平的饮食质量可以与营养成分部分相关联，但绝不仅限于此。饮食中的营养质量确实随着食用更多种类的食物而改善（Shimbo等，1994；Hatoly等，1998；Slattery等，1997）。但是，仅维生素、矿物质、蛋白质和能量的含量并不能解释与地中海或其他饮食的好处，非营养素（例如植物化学物质和纤维）的种类以及脂肪和碳水化合物的种类也起着重要的作用。

这样的科学见解激发了人们对所谓功能食品的关注，在发展中国家更是如此，因为发展中国家消费者的需求和创业倡议都激发了人们的兴趣。日本从1991年开始授予FOSHU（特殊保健用食品）食品许可，美国食品药品管理局根据1990年《NLEA法案》（美国国家食品和药品管理局法案）中的健康要求，为功能食品除了它们对基本营养的贡献对健康的功能提供了制裁和动力。同时，许多以剂型出售的膳食补充剂和天然保健品，例如大蒜和葡萄籽，都针对与饮食有关的疾病和条件。这些产品既来自传统食品又来自草药，并且共同代表发达国家消费者摄取的植物多样性日趋丰富。

其中许多产品具有悠久的传统声誉，并在世界各地使用。相关的食品和饮料来源的实体包括大豆、茶叶、番茄、越橘（酸果蔓，越橘和蓝莓）、玛卡（Lepidium meyenii）（Johns，1981；Quiros和Aliagas-Cardenas，1997）和仙人掌印度菊，以及鱼油和其他海洋食品。

全球变化，饮食与健康

工业化国家和发展中国家迅速变化的过程深刻地改变了人类与他们所生活的生态系统之间的关系，对饮食产生了影响。传统的生计系统通常代表经过微调和独特的人力资源互动，确保满足营养需求。环境完整性的破坏反过来会影响人类健康、疾病和营养状况的模式（Johns and Eyzaguirre, 2000）。饮食不足，包括多样性的丧失，是变化的一个关键结果，因为它直接引发了对人类健康的挑战。

影响人类的主要环境干扰包括人口增长、与工业、商业和农业发展有关的生态系统破坏、气候变化、城市化和生物资源的丧失。由于后者同时受到其他干扰和人类食物系统基础的影响，它在饮食变化和潜在解决方案方面发挥着核心作用（图1）。饮食的退化和环境压力以前所未有的方式对人类社会的健康提出了挑战，包括营养不良、免疫力、感染、环境毒物和氧化应激。

营养不良

人口过多和导致生态系统和生物多样性破坏的因素破坏了粮食生产能力，导致营养不良食物的摄入和/或消费不足，进而导致蛋白质-能量营养不良（PEM）。在许多情况下，饥荒是人为原因。微量营养素营养不良可能反映了对传统生计方式的破坏，导致对关键生物资源的获取和摄取减少。所谓的富裕疾病，例如糖尿病和冠心病，也代表着人类与环境关系的中断。传统的生存模式将用于粮食采购和其他活动的能量消耗与摄入低能量密度的食物相结合。除了能源过度消耗外，在工业社会的饮食中，对加工食品的依赖增加，可能会通过减少营养物质和非营养物质的摄入而对健康产生影响，这些营养物质可以更有效地保护健康（Johns，1999）。

免疫力和感染

环境来源的疾病因素损害了营养状况，而营养状况反过来又在疾病的严重程度和流行中起着至关重要的作用。自然生态系统的破坏可通过增加对媒介传播疾病（如疟疾，利什曼病或登革热）的暴露，或通过影响与密度有关的因素（如环境卫生和直接人际传播）来提高传染病的发生率（Spielman and James，1990）。具有全球重要性的主要公共卫生问题，例如结核病、胃肠道疾病、麻疹和呼吸道疾病，都反映了营养和环境因素之间的相互作用（Platt，1996）。营养不良可能会导致微量营养素缺乏症，例如维生素A和铁，影响免疫系统，并加重这些疾病和其他疾病（Tompkin，2000年）。

毒物和异种生物

工业和农业化学品（例如重金属，有机氯和放射性核素）对环境的污染损害了营养状况和健康（Kuhnlein和Chan，2000年），并对饮食和营养产生了局部和全球影响。除了直接接触的毒理学后果外，局部污染还可能减少当地居民的饮食选择。草本植物在田间或边缘以杂草的形式生长，并作为盆栽草药和调味料，为许多人提供了传统上重要的补充剂和微量营养素来源（Price，1997）。除草剂、杀真菌剂和杀虫剂可能会消除它们或使它们不适合食用。此外，环境和生计的变化可能会增加接触自然产生的有毒物质（如黄曲霉毒素）。癌症可归因于污染物，对接触的恐惧会导致人们放弃传统食品系统的组成部分。

在远离主要农药使用的地方生产的的传统食品系统上，可能遭受大气中迁移的持久性有机污染物（POPS）的污染（Kuhnlein and Chan，2000）。依靠狩猎和捕鱼的北方人特别容易受到这些破坏的影响。不幸的是，在偏远社区，市场食品的膳食替代品价格昂贵，，而且营养质量通常较低。

氧化应激

氧化状态在许多疾病状态中都起着重要作用，包括慢性疾病，例如糖尿病、心血管疾病和癌症，这既是因果因素，也是不良结果。在图1中的环境变化和健康模型中，环境毒物是氧化应激的重要原因。外源性抗氧化剂，特别是饮食中的维生素和非营养物质，是对抗氧化应激的正常防御的关键成分，因此减少植物饮食的多样性会带来进一步的负面影响。

城市化与饮食转型

城市居民通过市场需求、在自然和农业地区定居以及与工业增长和城市废物相关的污染，对环境的影响越来越大。在这种情况下，城市贫民受到饮食不足和生活在不健康状况中的消极后果的双重影响。

发展中国家的城市化和社会经济变化的特点是饮食中能量较高，包括植物油和其他在氧化条件下加热的脂肪，而水果和蔬菜的多样性低于农村人口。因此，在今后几十年内，肥胖症、糖尿病、心血管疾病和癌症的发病率有望跟随拉丁美洲（Albala等，2001；Uauy等，2001）和其他地区的流行趋势（Popkin等，2001）。

在非洲，大部分人口可能与典型的营养缺乏和传染病共存。联合国人类住区中心（人居署）预测，撒哈拉以南非洲地区的城市化率将在未来15年内以每年4％的速度增长，并覆盖该地区超过50％的人口，因此避免这种趋势带来的营养和健康的影响的解决办法很迫切。在该地区乃至全球范围内，基于对植物特性的科学评估、文化支持计划、饮食教育、创新加工和营销，更多地利用植物生物多样性，为调解变化的影响提供了可能的途径。

作物多样性以及被忽视和未充分利用的物种的重要性

粮食作物多样性的丧失

传统上有七千多种植物用于食物，而水稻、小麦和玉米这三种物种占人类饮食中总热量摄入的60％（Eyzaguirre等，1999）。全球现代农业通常侧重于几种农作物的产量，多年的基因工程带来了少数不同粮食品种的高产、抗虫和抗旱品种。农业对三种主要农作物的巨大投入，导致更多种谷物的消费量下降。所食用的蔬菜和水果种类的多样性也随之减少。文化变革和城市化加剧了这一趋势（Chweya和Eyzaguirre，1999）。另外，现在许多传统食品与贫穷或落后有关。结果是饮食结构的破坏和饮食多样性的丧失。这些饮食变化对人类营养和健康的影响，人们知之甚少。

被忽视和利用不足的物种（NUS）

然而，遵循饮食多样性的良好支持原则，各种食物无疑有助于当地社区的均衡饮食。例如，在非洲，具有当地饮食重要性的NUS包括谷物类作物，如福尼奥米（即非洲全小米fonio（Digitaria exilis）），根茎和块茎，如山药，豆类和油料种子，如bambara花生（Vigna subterranea）（Heller等，1997），多叶蔬菜（Chweya和Eyzaguire，1999年）和热带水果，例如非洲李子（Dacryodes edulis）或丛林芒果（Irvingia gabonensis）。

尽管即使不知道饮食中各个成分的特定营养成分也能理解多样性的重要性和采用NUS的传统系统固有的智慧，但有关少数物种的现有数据仍可提供有益的见解。例如，以猴面包树（Adansonia digitata）的幼嫩的叶子和果实为食，在一些非洲国家具有重要的饮食意义。将干果肉添加到粥中，制成酱料，然后直接添加到煮熟的菜肴中。不仅富含钙（285毫克/ 100克可食用部分），而且还含有大量的铁（7.4毫克/ 100克）和维生素C（270毫克/ 100克）（West等人，1988年），两者结合后应相互作用以增加铁含量吸收性和预防贫血，即使没有得到全面的研究，我们也知道，带叶蔬菜通常在维生素A，维生素C，叶酸，铁，钙，纤维和蛋白质中有重要贡献（West等，1988；Chweya和Eyzaguirre，1999；Uiso和Johns，1996），尽管最近关于维生素A的生物利用性有一些争议（de Pee等，1998；Solomons和Bulux，1997）。

发展中国家背景下的功能多样性

传统饮食概念可能包括与健康的联系。一般来说，这些不是指营养素，而是指特定的功能特性。从营养方面讲，某些传统属性（如补品或增强剂）是可以理解的。从食物中获取利益的其他概念与生理和药理特性有关，可以通过在这些领域的科学调查加以支持。 

非营养素的许多好处实际上可能超过了营养素带来的好处。例如，蔬菜饮食对改善维生素A状况的贡献不大，导致叶黄素的血清水平显着增加（de Pee等1998），这是一种抗氧化剂，对眼睛疾病（Brown等19981999；Sommerburg等，1998）以及心血管疾病和癌症的防护作用得到越来越多的认可。有鉴于此，过分注意叶类蔬菜作为维生素A来源的局限性（de Pee等，1998；Solomons和Bulux，1997）似乎有点短视。

饮食植物与健康相关的潜在功能包括抗微生物，免疫刺激，神经系统作用，排毒，抗炎，抗痛风，抗氧化剂，血糖和降血脂特性。

我的研究团队的民族植物学和分析工作涉及许多此类活动。例如，在肯尼亚西部和坦桑尼亚的罗人（the Luo of western Kenya and Tanzania）对胃肠道紊乱起作用的叶类蔬菜中，叶菜Solanum nigrum对原生动物寄生虫贾第鞭毛虫（Giardia lamblia）有强烈作用（Johns等，1995)。

此外，我们报道了i）酚类的抗氧化活性（Lindhorst 1998）和皂苷的胆固醇结合活性（Chapman等人，1997年;Johns等人1999年）在根部和树皮中，田园马赛加入脂肪汤和牛奶，（ii）马赛人咀嚼的胶质的潜在降低脂活性（Johns等人，2000年），以及iii）西藏治疗心脏病的抗氧化活性（Owen 2000）iii）北美东部寒带森林土著人民的抗糖尿病疗法（McCune，2000）。从后一个地区，我们还鉴定了痛风传统药物的黄嘌呤氧化酶活性和相关症状中（Owen和Johns 1999）以及马赛的膳食添加剂中的黄烷氧化酶活性（未公布结果）。

Maasai和其他饮食系统中植物的潜在免疫刺激作用为未来的研究提供了一个有希望的方向，对HIV / AIDS具有重要的意义。许多传统医学和饮食中使用的植物（如仙人掌属植物）或苦瓜（Momordica charantia）（Marles and Farnsworth 1995; Johns and Chapman 1995）的降血糖特性为研究糖尿病和饮食转换的其他方面提供了重要的研究方向。

这种功能活性可归因于这些植物的植物化学成分。因此，功能和化学成分的多样性为世界各地使用的食品和药用植物固有的多样性增加了更多维度。

尽管某些传统食品和医药产品的商业化带来了创收的潜力，但与欧洲、北美或日本相比，功能性在满足发展中国家大多数人口的需求方面具有不同的意义。无论是农村生活还是城市居民饮食，具有文化意义的物种的功能对发展中国家人民的健康都具有直接的生物学和社会重要性。

饮食适应与优化

合理利用膳食资源并应用有关其价值的知识，为全球人口所面临的变化提供了最佳适应途径（图1）（Johns和Eyzaguirre，2002）。时下生活方式发生转变时空前的、规模巨大的，考虑到这一点，对环境、饮食和健康之间的关系以及当前变化的不利影响的科学见解，以及科学评估植物和动物食品的属性，似乎是获得当代问题新解决方案的必要工具。然而，在这一适应过程中，以生物资源和生态系统的土著知识的丰富性以及资源本身的多样性为代表的过去的教训对于适应过程至关重要。在这方面，应高度重视对世界生物文化多样性的文献记录和研究。

结论

植物资源的多样性对于使人们能够满足其营养、健康和社会文化需求发挥着至关重要的作用。生物多样性等同于饮食多样性，等同于健康。由于它体现了生物，心理，社会和生态福祉，因此，全世界所有人都应该寻求健康，而不仅仅是没有疾病。在当今世界，全球变化以威胁生物多样性的方式影响传统生态，同时破坏人类的生存，这种健康是管理生物多样性的重要理由。

植物资源加上传统系统固有的生物文化智慧，可以为解决发展中国家面临的粮食不安全和营养不足这一严重问题做出重要贡献；同时，随着社会适应当前的变化，特别是与城市化相关的变化，因此植物生物多样性是一种必不可少的资源。在这方面，城乡联系至关重要。植物在传统文化中发挥着多样化的营养和保健功能，以及对植物多样性的本土知识，提供了潜在的宝贵的解决方案，使生物多样性能够解决当代社会面临的独特问题。

致谢

The Natural Sciences and Engineering Research Council Canada (NSERC), the Fond Québécois de la recherche sur la Nature et les Technologies (FCAR) and the Fonds de la recherche en santé du Québec (FRSQ) provided financial support for this work. Pablo Eyzaguirre and Mikkel Grum of the International Plant Genetic Resources Institute (IPGRI) contributed to the development of the ideas explored in the paper.

加拿大自然科学和工程研究理事会（NSERC），自然科学技术基金会（FCAR）和魁北克自然科学基金会（FRSQ）为这项工作提供了财政支持。国际植物遗传资源研究所（IPGRI）的Pablo Eyzaguirre和Mikkel Grum为本文探讨的思想的发展做出了贡献。

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