环境营养学理念融入营养与食品卫生学教学体系的思索*

刘开永，李晓之，蔡盼圆，汪 洋，许媛媛，陶莎莎，阮 亮，王 华

(1.安徽医科大学公共卫生学院营养与食品卫生学系，安徽合肥 230032；2.安徽医科大学公共卫生学院预防医学实验教学中心)

营养与食品卫生学是预防医学专业和公共卫生相关学科的主干课程，由营养学和食品卫生学两部分内容构成[1]。当前，鼓励和推动交叉学科理论研究的开展已成为高校建设“一流学科”的重要途径，但该课程在围绕基础医学、生命科学、药学、农业科学、环境科学与临床医学等学科间或学科内容的针对性较差，未能充分体现新医科树立交叉融合的人才培养理念，也未体现新时代赋予公共卫生服务体系的内涵[2]。如何融合新的教学理念进行有效的教学理论改革，如何培养从事适应后疫情时代公共卫生与预防医学人才的战略问题有待及时解析和解决，已成为推进食品安全与营养“十四五”教学规划实施的重大课题[3]。

近年来，鉴于城市化进程的加速，饮食结构、气候和自然环境变化，以及在人类面临重大疫情导致政治不确定性和反全球化思潮抬头的背景下，食物系统(营养)、健康与环境可持续发展的战略问题已引起社会各界高度关注[4]。有充分的科学证据表明，食物(膳食营养素)、环境可持续性发展与人类健康密不可分。鉴于环境科学与营养科学之间的内在联系，营养与食品卫生学科应将环境营养理念纳入理论实践教学和研究的范畴[4-5]。健康中国、健康一生都需要健康的环境支持[6]。通过本文简介，一是可为我国未来全方位地研究环境因素与人类合理营养的关联奠定基础；二是为建立适合我国国情的可持续性健康饮食模式提供参考，增强公众环境健康与合理营养关系的意识。

1 营养学维度

从营养学维度与范围视角来看，环境营养学将环境科学与营养科学相结合来解决食物系统可持续性的问题，涉及从生产实践到社会需求的多个层面。营养学维度包含个体营养、公共营养和环境营养3个方面；以学科来分，营养学维度覆盖生命科学(生化、生理、医学)、社会(流行病学、政治学、经济学、社会学)及相关科学(物理、大气、生态、地理)；营养学范围包括个体、群体以及生物圈营养；而个体营养解决生长发育、合理膳食、营养需求和疾病管理问题，群体营养解决的是慢性流行病学、营养不良、疾病预防和食品安全问题，生物圈营养学要解决粮食耕种方式、可持续性食物生产、社会和市场需求/食品生产技术和公共政策等问题[4]。

鉴于环境和营养学科涵盖环境、食物和营养之间相互关系，也涉及环境与人体的生理生化、营养代谢和基因组系统的相互作用，当前的人类营养范畴理应扩大。营养学领域专家可整合环境营养学理念，并作为其未来研究的一个新学科，采用跨学科的研究方法，将环境变化、农业生产力、食品质量与安全、个体和群体饮食摄入量与健康结局之间进行关联分析，尤其要关注水果、蔬菜生产和摄入，积极建立一个可持续的食品系统，将遗传学因素、环境社会因素和代谢因素综合考虑，最终助力传统营养逐步向精准营养迈进[7]。

2 环境营养学

环境营养学主要是讲述食物系统和营养素、自然环境、人类活动之间的相互关系以及营养、各类环境因素与健康之间相互作用的一门学科[4]。

近年来，人类饮食活动对环境、水资源、生物多样性以及地球生态等方面造成了巨大压力。可持续营养、健康人类和健康地球的健康饮食思维已成为环境营养学的核心理念。鉴于此，为达到平衡食物供应、人类福祉和环境健康关系的目的，环境和营养科学之间的内在关系应该成为营养与食品卫生教学和科学研究的重点。例如，鼓励减少肉类消耗，增加水果和蔬菜的摄入量[8]。与摄入肉类和深加工食品的饮食相比，营养学家优先推荐植物性膳食模式，不仅是因为其富含生物活性营养素，可降低人类对环境的损害作用[9]，还更有益于环境生态保护，并最终减少由饮食相关不良健康结局造成的经济损失，降低慢性病的发生率，如糖尿病、心脏病、癌症和肥胖症等[10]。因此，健康的食物系统在促进人类健康和维护环境可持续发展方面可以发挥重大作用，同时也应在环境约束下运行，以避免对生物圈造成灾难性的后果。将环境营养学纳入营养与食品卫生教学范畴，将促使我们关注食物系统对生物圈的各种不良影响。

3 环境营养学模型

尽管目前还没有成熟的定量模型来预测各类环境变化对营养和健康结果的影响，但有关学者尝试构建了如下模型(图1)，目的是为环境风险因素中介膳食营养和健康关联的模型建立提供基础。

图1 环境营养学模型[8]

由图1可知，环境营养学模型可为一线教师提供一个有用的教学工具，用来解释和理解食物系统各组成的紧密关系，有助于启发学生对当前食物系统不足之处做出必要的修正，为实现其可持续性发展提供科学依据[11]。环境营养学模型展现了食物系统、自然和社会环境与公共卫生之间的相互作用关系，提供了食物系统不同领域相互连结和相互作用的全面视图。与任何其它系统一样，食物系统都有输入和输出路径，投入和产出均源自自然界和人类社会。该模型涉及食物遵循的生命周期，包含生产、运输、加工、包装、储存、零售、准备、消费和浪费等过程；同时该模型也与食物生命周期存在密切关系的环境资源有关。例如世界各地区食物消费正转向动物性食品和精加工食品消费的“西方”模式，如果继续遵循此类不健康或不合理的饮食模式，不仅造成人类疾病负担增加，也可加剧地球环境退化和资源枯竭速度。例如农业、畜牧业和渔业约占全球1/4的温室气体排放，并消耗约70 %的淡水资源；化肥、抗生素和其他化学物质的过度使用导致地表水、地下水、土壤和空气的污染，耐抗生素的细菌、土壤盐碱化和生物多样性的丧失，最终导致人口疾病负担持续加重；另外，可耕地面积继续减少、全球气候变暖正导致人类食品安全和营养不良等问题出现[12]。总之，有益人体健康的膳食模式，通常来说也有助于环境健康，比如降低CO2、氮元素和硫元素的排放。

4 环境营养和健康总体框架

环境营养和健康总体框架概述了环境变化、食物系统、营养和健康之间多维度格局和复杂的相互作用关系，并为深入研究这些相互作用结局提供理论研究基础。见图2。

图2 环境因素与营养和健康相互联系的总体框架[8]

图2所示的框架由6个主要部分组成(A-F)，映射出环境变化、农业、营养因素之间的相互作用关系。其中社会经济因素，例如文化、宗教、财富分配和人口结构等因素，为环境变化、人为干预措施制定、食物系统活动、粮食安全与营养摄入相关健康和福祉的研究提供了基础背景资料。在该框架中，食物和营养安全被确定为其第5个组成部分，这也是决定人类疾病和福祉的关键因素。该框架也提出了环境因素与健康营养间的交互作用静态概念化，尽管我们以往认识到这种交互效应是动态的，并在不同的时间尺度上运行。例如，食物价格的变化可能会对食物消费程度产生直接影响，而某些环境变化对健康结果的影响可能在几十年后方能显现。

基于该框架，从事环境、农业、贸易、营养和卫生领域的专家通过开展环境因素与营养、健康等内在关系的课题研究，可预测环境变化对不同人群潜在营养学和健康结局的影响，亦可论证在上述各种因素不同时间框架内的替代作用和适宜干预方案的有效性。该框架另外强调，除了所描述的“环境-食物系统-健康”途径外，还有多个反馈循环将饮食选择和营养与农业战略和环境变化联系起来。该框架不仅考虑通过膳食营养影响健康的途径，而且勾勒出环境变化对健康的直接影响(例如通过空气污染、极端天气事件或传染病)[13]。

5 环境营养学融入营养与食品卫生学教学

依据环境营养学理念，倡导植物性膳食为主的饮食模式，适当降低红肉消费比例，可实现环境可持续健康发展，从而降低人类罹患慢性非传染性疾病的风险。案例1：在1995年至2013年间，美国超过3 %的CO2排放量与肥胖和超重发病率的增加有关。根据环境营养学模型，美国生产1 kg牛肉需要消耗10 kg粮食、≥8 000 L水、约8 000 kJ能量、150 g肥料、7 g农药和21 m2土地，其环境负面影响包括固体、液体和空气污染以及温室气体排放；而在社会投入方面包括市场营销、文化宣传和政府系列刺激牛肉生产政策的实施，如对农民的补贴和/或技术援助计划等，都会增加消费者牛肉消费的驱动力，从而加重不良环境影响程度。通过研究对比发现，几乎所有与改善健康结局相关的食物(如全谷类谷物、水果、蔬菜、豆类、坚果和橄榄油)产生的环境不良影响最低，对人群整体死亡风险以及心脏病、结肠癌、糖尿病和中风等疾病罹患风险也较低；而增加上述疾病风险的食品主要是未加工和加工的红肉，如猪肉、牛肉、羊肉和山羊肉，也始终与最大的负面环境影响相关；而鱼类(一种对健康影响较大的食品，对环境的影响中等)和含糖的饮料，对环境的负面影响较小[14]。

采用可持续性膳食评价模型，可以降低食物系统对环境的不良影响。案例2：一项有关法国成年人的营养、环境影响和经济成本的研究纳入法国国家营养队列12 166名成年参与者，依据其饮食模式从最保守到最具破坏性分成5个情境，建立可持续性膳食评价模型，以降低对环境的影响(包括温室气体排放、累积能源需求和土地占用)程度为指标。结果表明，相较于最具破坏性的饮食情境，优化的饮食(蔬菜水果及豆制品)对环境负面影响较低，而动物性食品的环境负面影响明显增大，动物性蛋白对总蛋白摄入量的贡献相对于观察值减少了12 %～70 %；相应地，食品生产相关的温室气体排放相对于观察值而言，减少了36 %～86% ，占地减少了32 %～78 %，能源需求减少了28 %～72 %。该研究将分级饮食变化与可持续性分级程度进行关联，为后续可持续健康饮食研究提供了一个基准参考，同时也暗示了动物性食品摄入量越高，温室气体排放就会越高，从而导致人类患慢性炎性疾病的风险也就越高[15]。

为促成饮食习惯变革和预防营养相关慢性病措施的落实，可采用可持续性饮食指数评估模型[16]，以温室气体排放量为评价指标，探讨如何更好地从政策层面对工业、市场、产品和消费行为进行有效调控。案例3：精加工食品通常具有高热量，人为添加糖、钠、饱和或反式脂肪，且纤维、蛋白质和微量元素含量低的特征，对人体健康和环境均产生负面影响。一些国家为此采取了相应的措施，对含糖饮料加收糖附加税和在包装上添加警告标签，或颁布营销禁令，禁止在学校销售精加工食品，规范媒体宣传健康饮食模式，尽量减少行业对卫生政策制定的干预；结果表明，研究人群4年间肥胖和超重风险降低[17]。另外，可持续性饮食模式纳入营养、气候变化和经济方面因素后[16]，在保持膳食营养特性的同时，限定摄入低碳足迹和低价格的膳食(避免使用温室和空运蔬菜)，结果也表明，学校食堂提高了其可持续性膳食评分，减少了食堂的食物浪费以及每餐的平均肉类摄入量[3]。因此，政府有必要从政策层面对工业、市场消费、农产品、粮食损失和食物浪费行为等进行合理干预和调控，以实现行之有效的可持续性饮食模型。

总之，联合国和EAT-Lancet委员会对如何处理人类饮食与环境关系提出了建议，倡导“星球健康饮食”或“弹性素食”，即以植物性食物为主，每人每周只吃5份动物蛋白，可以极大地改善自身健康和降低环境负面影响，以此来适应和限制日益恶化的气候变化[10]。然而，多数国家未将与饮食相关温室气体排放量纳入缓解气候变暖政策管理。将可持续健康膳食模式纳入缓解气候变化的战略，不仅利于人类健康，亦可显著降低全球温室气体排放[8]。

6 结语

环境营养学理念为食物系统、营养与健康可持续发展之间关系的研究提供了结构化的理论指导。创新性地开展“饮食-环境-健康”生命周期评估，不仅使人类客观地了解食物系统对环境影响，探索和把握营养健康发展规律，充分发挥科技引领作用，重塑健康饮食的社会环境，而且可提高国民营养健康素养和提升营养工作科学化水平。可持续膳食模式迫切需要政府优先解决农业、环境科学和公共卫生共性问题。肥胖、营养不良和气候变化在全球范围内相互作用，形成“全球共疫”。2020年中国脱贫攻坚取得全面胜利，中国首次消灭了绝对贫困，居民生活方式发生巨大变化，从可持续性发展战略角度来说，我国应提前谋划建立环境、营养与健康研究的科学体系，以期从“全球共疫”的层面解决肥胖相关的慢性非传染疾病问题。