碳水化合物攝取與死亡率的關聯

八月份,一篇刊載在Lancet Public Health,探討碳水化合物攝取與死亡率的ARIC研究,廣被大眾媒體和網路社團報導。然而,在這當中,有著過多誇飾和推論。在這邊,我們用嚴謹的科學態度,從研究設計,研究結果,來探討這篇大型的研究,能對醫療團隊帶來什麼幫忙。

研究對象

這個研究是由美國的國家衛生研究院(National Institutes of Health)所贊助的ARIC研究(Atherosclerosis Risk in Communities)。這項研究在1987年到1989年間開始進行,選擇在美國四個社區,介於45到64歲的成年人,進行前瞻性的心血管疾病危險因子的觀察性研究。

研究設計

研究對象在1987年到1989年間進行第一次的訪視,在1990年到1992年,1993年到1995年,1996到1998年,2011年到2013年,2016年到2017年進行第二次到第六次訪視。進行極端的熱量攝取(男性大於每日4200大卡或是小於每日600大卡;女性大於每日3600大卡或是小於每日500大卡)或是未完成飲食調查者,都被排除掉。

研究對象在第一次和第三次訪視會進行一個含66個項目的半定量的食物頻率問卷(Food Frequency Questionnaire, FFQ),這些食物的攝取頻率被分成九種標準化評估(從不,一個月小於一次,到每天至少六次)。然後再由哈佛營養資料庫來計算營養攝取成分。

主要預後包括了從第一次訪視後的各種原因造成的死亡。

研究結果

研究者將研究對象依據碳水化合物的攝取量分成五個群組,從最少到最多的組別,各組的碳水化合物攝取量中位數(Median)分別為37%,44%,49%,53%,61%。這些人的平均身體質量指數(BMI)落在27.4到28.0之間。碳水化合物攝取越少的組別,動物性蛋白質的攝取越多(16.9%,14.8%,13.5%,12.3%,10.1%),動物性油脂的攝取也越多(26.3%,22.4%,19.9%,17.6%,13.6%)。相反的,隨著碳水化合物攝取越多,而植物性蛋白質的攝取則越多(3.9%,4.3%,4.5%,4.6%,4.8%),膳食纖維的攝取也越多(13.5克,16.5克,17.7克,18.7克,19.8克)。

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5
碳水化合物攝取中位數 37% 44% 49% 53% 61%
平均BMI 28.0 27.9 27.6 27.6 27.4
平均每日熱量攝取 1559大卡 1655大卡 1660大卡 1646大卡 1607大卡
平均動物性蛋白質攝取量(%) 16.9% 14.8% 13.5% 12.3% 10.1%
平均動物性油脂攝取量(%) 26.3% 22.4% 19.9% 17.6% 13.6%
平均植物性蛋白質攝取量(%) 3.9% 4.3% 4.5% 4.6% 4.8%
平均植物性油脂攝取量(%) 12.5% 13.6% 13.6% 13.2% 11.5%
平均攝食纖維攝取量(克) 13.5克 16.5克 17.7克 18.7克 19.8克
升糖指數 71.8 74.1 74.9 76.0 76.7
升糖負荷 100.6 134.6 151.1 166.8 191.7
三年BMI變化 0.36 0.33 0.31 0.32 0.41
六年BMI變化 0.94 0.93 0.86 0.94 0.92

15,428名研究對象,在25年的追蹤,總共發生了6,283件死亡事件。其中未校正和校正後的死亡率,都發生在碳水化合物攝取最少的組別。然而,死亡率與碳水化合物攝取量並不是呈現線性關係,而是U型變化。在碳水化合物攝取量50~55%之間,有最低的死亡率,比這樣的量更多或是更少,死亡率都會逐步增加。如下圖1的表現。

PURE研究是少數的大型觀察研究,比較碳水化合物攝取量和死亡的關聯。將PURE研究的碳水化合物攝取量和死亡率的曲線,與ARIC做比對,可以發現,兩者的都有著類似的U型曲線。在碳水化合物攝取的50%左右,是死亡率最低的曲線,更多或是更少的碳水化合物攝取,都可能導致死亡率增加。如下圖2所示。

研究更近一步做薈萃分析,比較近期幾個探討食物替換與死亡率相關的研究。結果發現,減少碳水化合物的攝取,如果從碳水化合物轉換成動物性蛋白質和動物性脂肪,死亡風險增加,減少的碳水化合物,如果是改成植物性蛋白質和植物性脂肪,死亡風險反而減少。

討論

這是少數幾篇以長期的世代觀察研究,觀察飲食的類別對於死亡率影響的文章。

這篇文章討論碳水化合物攝取量和死亡率的差別,但是不同國家的飲食法,食物的加工等等,都不一樣。不同種類的碳水化合物,所含的營養種類也不同。舉例來說,白米,糙米,麵條,都一樣是碳水化合物,但是所含的纖維量,升糖指數,其他類別的營養素都不一樣,對於死亡率的影響是否一樣,這值得討論。

雖然在這篇文章中,可以將碳水化合物的攝取往非常低的攝取量延伸,然後推論現在的低醣生酮死亡率會增加。但是事實上,低醣生酮的能量代謝不一樣,對於體重和各種心血管風險指標(譬如膽固醇相關指數的變化)也有不一樣的影響。而本研究的碳水化合物攝取量是介於37%到61%之間。因此,不宜從本研究直接推論低醣生酮飲食的死亡率會增加。

另外,本研究是觀察型研究而非介入型研究。僅僅觀察同一個族群在觀察期間的死亡率變化,但是他並不代表有其他介入後,死亡率是否會有所改變。也就是說,這群人如果從偏低的碳水化合物攝取增加到中等攝取量,是否能改善死亡率,也有待存疑。

另外,做飲食對於死亡率或是其他健康指標的長期影響的研究是非常困難。死亡率等指標發生率低,要做到統計學上有差異,需要相當大的個案量以及觀察時間。而長期的介入治療研究,需要投入大量的醫療資源(包括醫師,營養師等等積極的回診治療),校正各項相關因素,所耗費的資源相當大。而觀察的研究,則只能做到關聯性的結論,不一定能看到真正的因果關係。這也導致這方面相關的研究相當少。

結論

這個長達25年,以美國社區為基礎的世代觀察研究指出,過多或是過少的碳水化合物,都可能導致長期的死亡率增加,在中等量(50~55%)的碳水化合物攝取量,有最低的死亡率。

在減少的碳水化合物攝取中,以動物性蛋白質和脂肪取代減少的碳水化合物,會增加死亡率;以植物性蛋白質和脂肪取代減少的碳水化合物,會減少死亡率。

參考來源

1. Lancet Public Health: Dietary carbohydrate intake and mortality: a prospective cohort study and meta-analysis
2. Medscape: Moderation Is Key for Carbs in Long-term Health