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美国营养学的发展与趋势


    【摘要】通过对美国营养学各种重要的营养事件进行系统深度分析,分类出美国营养学的历史阶段为发现历史、生化历史、临床历史、科普历史,并总结出美国营养学的走向是从分解到整体的发展过程,也是从宏观到微观、人为研究到回归自然研究的发展过程。对于了解和研究当代营养学发展脉络具有借鉴意义。

    【关键词】美国 营养学 发展 历史

    美国营养学在20世纪初的发展,奠定了当代营养学的基础。通过将近一百年的发展历史,我们可以看到一个完整的美国营养面貌。其发展脉络是以笛卡儿分解思想走向纵深,然后自然科学思想的兴起,到近代同时横向发展的概况。部分开始重复古典营养学的历史,通过对现代的实验总结,印证古典营养学的指导性意义。

    在数据化方面,美国营养学进行了机械化和工具化的演变,并试图以营养素的发展为终极目标,最终却以失败告终,并进入一个整体和系统研究阶段,通过系统研究思想寻找一个生命密码信息,以指导和反思过去历史中营养学的经验对错。以美国新的金字塔饮食结构为代表,美国金字塔的模式重新回归古典营养学精髓,其中与中国《黄帝内经》提倡的复合思想一致,在细节领域细化了“五谷为养、五果为助、五畜为益、五菜为充”的理念,学界认为属于回归自然趋势引发的走向。

    一、美国营养学发现史

    美国营养学发展初期,以分解思维建立了发现营养素的历史。在营养素单纯发展阶段,持续了大约20年,之后进入了发现和化工模拟生产历史。

    在初期阶段,美国营养学专家认为,食物的成分在细胞状态下,具备一定的共性,这些共性在微观世界将被陆续发现。他们对营养素的发现尤其热衷,希望从发现的成分中洞察到自然的食物结构规律。比如维生素A的发现,可以了解到对视力的影响和预防。而碘与甲状腺的关系,却证明了一些非药物性的疾病可以通过营养方式预防和治疗。对于每个营养素的艰辛研究,也为美国营养学者带来巨大荣誉和赞赏,比如诺贝尔奖项的获得和世界营养研究前沿的坚持和引领,都是这个阶段建立起基础的。

    主要事件有:

    1913年美国科学家McCollum 和 Davis 以及Mendel 同时发现维生素A,维生素A缺乏导致夜盲症。

    1914年美国科学家Kendall 从甲状腺中分离出含65%碘的晶体化合物,命名为甲状腺由此证实碘与甲状腺功能的关系,他因此而获得了诺贝尔奖。

    1918年美国科学家Osbome 和Mendel 通过动物试验证实钠的必需性。

    1924年美国科学家Thomas 和Mitchell 提出以生物价来评价蛋白质质量的方法。

    1927年美国科学家Summer证明酶是一种蛋白质。

    1928年美国科学家Hart及其同事研究发现铜与铁对血红蛋白的合成均是必需的。

    当时的美国也接纳了世界各国的学者前去学习,这些学者为自己本国的营养发展也带来美国模式:就是分解整体,达到发现微观成分运作规律的目的。

    这些基础奠定了美国建立一个行业学会的前提条件,于是在1928年美国成立了营养学会。初期的学会并不能带来多少的普及能力,活动和作用局限在学术研究领域的交流而已。但是,也为美国建立商业的营养机构带来了参考价值。

    接着在1929年美国科学家Burr GM和Burr MM发现不饱和脂肪酸亚油酸,认为人体的血管需要这些成分来维持健康。

    两年后,也就是1931年,美国威斯康星大学研究组证明锰为必需微量元素之一,认为对人体的胰腺调节有作用。

    这个初级阶段,是许多营养素成分被发现的阶段,对于营养学的模式具有极大的影响力,以后几乎很多发达国家都是以美国营养学模式进行研究和各种健康指导的。但是,该阶段具有极大的局限性和不可预测性,那就是当时对这些成分的需求量和饮食的提供问题、各种人群的缺乏、临床的反应等方面都没有解决,也不明确。所以,属于粗糙的发展阶段。

    该阶段属于营养学发现史的开端,也是打开现代营养学大门的契机,故命名为发现阶段的历史。显然这个时间相当短暂,只有20年左右的时间。

    二、美国营养学生化史

    经过简单的发现阶段,美国营养学借鉴其他学者的成果,逐渐形成了发现和仿造的阶段,该阶段也是各种营养商业公司出现的时期。

    当时的美国也是处于各种生态危机阶段。在20世纪的前50年内,即1900年到1950年之内,美国爆发了大量的生态灾难事件,著名的有美国沙尘暴事件,该事件列入世界三大生态灾难之一。该事件也是著名的公害事件,影响波及将近300万的人口。其他事件还有:

    美国多诺拉事件。19世纪60年代到20世纪初,美国因为盲目开发土地而酿造了美国20世纪30年代最残酷的生态悲剧。1948年10月,美国宾夕法尼亚州多诺拉镇引发大气污染,导致5911人发病,病者眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏;共有17人死亡。

    美国洛杉矶烟雾事件。1943年5月~10月,美国洛杉矶市汽车过度排出废气,产生光化学烟雾,造成大多数居民患眼睛红肿、喉炎、呼吸道疾患恶化等疾病,65岁以上的老人死亡400多人。

    由于各种生态环境人为的破坏,美国居民的健康素质逐年下降,各种作物和粮食污染严重,土壤和空气质量难以达标,于是催生了营养增补剂类企业的出现。这些营养增补剂以人工合成的方式进行推广,以此达到弥补环境损害带来的各种健康破坏。

    这样的社会背景决定了美国营养学进入了化工合成的阶段。同时,各种营养素的发现也加快了速度。而该阶段发展起来的营养素增补产业,已经成为了影响各国营养产业的重要力量。这些商业机构直到2000年后,开始走向衰弱,这与美国环境生态的好转有重大关系。

    当时的标志性事件就是维生素C增补运动的出现。最初维生素C是促进人体免疫能力的增补剂,如1948年美国南卡洛林纳州的Fred R. Klenner医师用静脉注射维生素C治愈了部分病人。Klenner发现静脉注射维生素C可以防治病毒感染类疾病,如肝炎、脑炎、流行性感冒以及许多其它急性和慢性的病症。1959年美国生化学家J. J. Burns发现人类和灵长类动物缺乏维生素C会得坏血病,而人体只能利用食物中的维生素C达到预防的目的。到了1970年,美国两次获得诺贝尔奖的化学家莱纳斯·鲍林出版《维生素C治感冒》(Vitamin C and Common Cold)一书。提出高剂量的维生素C可以预防和治疗感冒。虽然医药界激烈反对他的论点,但是鲍林的研究带动了人们对维生素C的高度关注。这本书使得美国的民众抢购维生素C,曾造成全国缺货。使维生素C增补运动达到高潮,直接为营养增补企业带来巨大利润,而药业企业受到影响,在各种利益的驱动下,之后医学界介入才逐渐平息下来。这个事件也明显反映了当时美国环境恶化带来健康的危害,同时引发民众对健康的恐慌而导致。另外也推动了美国大量的营养增补生产企业的出现,一些企业影响到当今各国的营养市场的走向。

    当大量的营养企业出现后,营养学的研究开始向商业机构靠拢。所以,营养学的化工阶段加速了发展速度。当然,这样的方式导致了一些非商业机构也参与其中,让公众在一段时间内失去了权威的方向。不过,在美国是允许的。

    非商业机构以哈佛大学营养系为代表。不过这些机构一般只从事一些数字化工作,实质进展并不多。

    这个阶段的生化历史事件有:

    1932年美国科学家King和Waugh从柠檬汁中分离出维生素C,具有抗坏血病作用。

    1933年美国科学家Williams从酵母中分离出泛酸。

    1935年美国科学家Rose开始研究人体需要的氨基酸,确定8种必需氨基酸及其需要量。

    1936年美国科学家Williams完成抗脚气病维生素的结构测定,并进行了人工合成,因结构中含有硫和胺基,因此又命名为硫胺素。

    1936年美国科学家Evans从麦胚油中分离出维生素E,证实为Evans和Bishop1922年推测的大鼠正常繁殖所必需的X 因子;瑞士科学家Karer完成了人工合成。

    1938年美国科学家Lepkovsky获得了维生素B6结晶。

    1938年美国科学家McCollum通过大鼠试验证实钾是必需营养素。

    1940年美国科学家Shohl采用结晶氨基酸溶液进行了静脉输注。

    1941年美国科学院食物与营养委员会第一次提出“推荐的膳食供给量”(recommended dietary allowance, RDA),并于1943年发布,至今为止美国RDA已经修订10版。

    1943年美国科学家Harris等完成生物素的人工合成。

    1945年美国科学家Angier等完成了叶酸的分离与合成,证明叶酸对孕妇巨红细胞性贫血和热带口炎性腹泻有治疗作用。

    1948年美国科学家Rickes等从肝浓缩物中提取维生素B12可用于治疗恶性贫血。

    1953年美国科学家Woodward完成维生素D3的人工合成,获得诺贝尔化学奖。

    1953年美国科学家Keys 发现动物脂肪消耗量与人类动脉粥样硬化病发生率成正相关,随后又有报道表明动脉硬化病发生与高胆固醇血症有关。

    三、美国营养学临床史

    尽管商业机构的推动,美国营养学的临床发展并未完成建立。毕竟商业行为带有极大的利益趋向,而不是科学数据的整理。1957年为解决宇航员饮食问题,美国科学家Greenstein 发明要素膳,以后又应用于临床的营养支持。该事件成为美国营养学真正进入营养临床研究阶段。此后,美国营养学会对各种营养师的要求加强,比如临床的时间限制开始硬性规定,不允许只有理论的营养知识学习。当然,这样培养出来的营养师具备了相当丰富的临床指导技能和防治水平,成为一种受社会欢迎的职业出现。

    营养学临床研究的开展,为营养学从纯粹的学术研究进入科普阶段提供良好的条件,为美国日后制订居民膳食指南奠定坚实基础。同时,一些学术机构也对临床营养学的标准化和规范化提供重要贡献,如Mark Hegsted。

    哈佛大学Mark Hegsted,他研究脂肪和它们在促发心脏病的作用,导致美国联邦政府在1970年代发表有影响力的饮食指导方针,目的是改善美国百姓日常平均食物的选择。在60年代初,Mark Hegsted博士就试行开展饮食变化并对有害的血液中胆固醇水平对健康的影响进行研究分析。他和其他研究者调查研究了来自肉类,蛋类和其他来源的饱和脂肪作用,多聚不饱和脂肪,饱和脂肪和饮食中的胆固醇含量。研究人员开发了一个数学模型,被称为是Hegsted方程,用来预测食物中消耗的脂肪对个人血清胆固醇的影响以Hegsted博士命名的该方程表明,膳食中饱和脂肪和胆固醇的水平偏高,会提高有害胆固醇的水平,食物中发现于种子和坚果等食物中的多不饱和脂肪实际上能降低总胆固醇水平,单脂肪可能并不是上述两个方面的关键影响因素。研究结果于1965年发表在美国临床营养学杂志后得到普遍赞誉。

    另一位科学家,Ancel B. Keys博士经过独立的系列研究,也做了许多相同的调查并提出改变饮食标准的主张,从而显着减少消费饱和脂肪的水平。

    在上世纪70年代,Hegsted博士在他所在的研究所,被任命为领导时,就用他的多年研究成果,努力为当时的农业部编写为百姓提供的食品咨询和指南服务。1977年,他帮助起草《美国的饮食目标》这份报告,在参议院举行听证会后被公开发表,对国家的饮食。该报告也被称为麦戈文报告,报告建议饮食要少食为宜,应富含水果,谷物和蔬菜,以减少患糖尿病,心脏病和其他慢性疾病的风险。 它被认为是以后出版的,更详细的《美国人饮食指南》报告的前体,这是一份联邦审查营养和健康的专门报告,每5年出版一次。1978年至1982年,Hegsted博士已经是农业部人类营养部门的负责人。

    该阶段标志性事件有:

    1958年美国科学家Prasad 在伊朗锡拉兹地区发现了人类锌缺乏病。

    1959年美国科学家Moore 提出营养支持中最佳氮热比例为1:150(g:kcal)。

    1959年美国科学家Mertz和 Schwarz 的研究表明铬是胰岛素养的辅助因子。

    1967年美国科学家Dudridk 成功地进行幼犬的中心静脉营养,同年又将此技术应用于外科营养支持,提出静脉高营养的概念(intravenous hyperalimentation ,IVH)。

    1970年美国科学家 Schwarz发现钒为高等动物必需的微量元素。

    1970年美国科学家 Nielsn发现了镍是高等动物必需的微量元素。

    1972年美国科学家 Carlisle发现了硅是鸡和大鼠生长和骨骼发育所必需的微量元素。

    1973年美国科学家Rotruck等报道硒是谷胱甘肽过氧化物的辅助因子。

    1977年美国科学家 Blackburn等对波士顿几所医院住院病人调查发现约有半数左右的病人存在着不同程度的营养不良。

    四、美国营养学科普史

    1970年之后的美国,生态环境和社会经济取得重要成果,美国的营养学研究逐渐走向自然研究方向。同时慢性病的防治策略的成功,推动了营养学科普发展的趋势。其中,在1977年美国发布第1版美国膳食目标,之后开始了多次修订,该行动证明美国现代营养学发展的成熟,已经从学术地位融入到平民普及的阶段。当然,美国人民也为这付出过巨大代价。因为大量的生态灾难和慢性病发生,就是一种巨大的经济和社会负担,而营养学的干预,对慢性病的防治尤其重要。

    2005年美国农业部发布了新的膳食金字塔模型,最终确定了自然规律的走向,成为当代营养学发展史上最重要的转折事件。该金字塔模式系统性地总结了肉、素、运动、生活习惯等方面的要求,不再单一以食物为主的健康模式,证明了美国营养学的走向已经开始了自然规律的探索。

    而另一方面,美国营养学在分子状态下的微观世界研究仍然进行着。不过,这样的研究只能推动了营养学回归自然的趋势。因为在最微观的世界,食物和人类、自然是一个完美的整体,基因营养学的出现,并不能改变这个事实。这样的事实只能引领营养学的走向是回归自然。从宏观角度来分析,出现了东方古典营养学的趋势。

    该阶段重要事件有:

    1992年美国发表了第3版膳食指南与膳食指导金字塔。

    1997年美国提出膳食参考摄入量(dietary reference intake,DRIs)的概念。

    2005年美国发布新的金字塔膳食模式

    总结

    通过对美国百年营养学历史的分析和总结,美国的营养学发展是通过粗糙的分解阶段到化工生产阶段,再到微观世界的分子营养学研究,再到回归自然的趋势,证明了美国在当代营养学的探索过程,从分解到整体的方向进行了回归。