1、營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學孫長顥 哈爾濱醫(yī)科大學黃國偉 天津醫(yī)科大學第八章 分子營養(yǎng)學與營養(yǎng)流行病學孫長顥 哈爾濱醫(yī)科目錄第一節(jié)：分子營養(yǎng)學第二節(jié)：營養(yǎng)流行病學0102目錄第一節(jié)：分子營養(yǎng)學第二節(jié)：營養(yǎng)流行病學0102重點難點分子營養(yǎng)學的概念、研究對象和研究內(nèi)容營養(yǎng)素與基因的相互作用及與疾病的關(guān)系膳食暴露的測量，膳食模式的分析方法營養(yǎng)流行病學的概念、研究方法及其特點重點難點分子營養(yǎng)學的概念、研究對象和研究內(nèi)容第一節(jié) 分子營養(yǎng)學第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（一）分子營養(yǎng)學的定義 分子營養(yǎng)學（molecular nutrition）是主要研究營養(yǎng)素與遺傳因素之間的相互作用及其對機體健康影響的規(guī)律和機制

2、，并據(jù)此提出促進健康和防治營養(yǎng)相關(guān)疾病措施的一門學科。一、分子營養(yǎng)學概述第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（一）分子營養(yǎng)學的定義一、分子營養(yǎng)學概述第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（二）分子營養(yǎng)學的研究對象1. 營養(yǎng)素和膳食因素。2. 基因表達、調(diào)控和基因組結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。3. 機體健康和疾病。第一節(jié) 分子營養(yǎng)學一、分子營養(yǎng)學概述（二）分子營養(yǎng)學的研究對象第一節(jié) 分子營養(yǎng)學一、分子營養(yǎng)學（三）分子營養(yǎng)學的研究內(nèi)容篩選和鑒定機體對營養(yǎng)素作出應答反應的基因。明確受膳食因素調(diào)節(jié)的基因的功能。研究營養(yǎng)素對基因表達和基因組結(jié)構(gòu)的影響及其作用機制。鑒定與營養(yǎng)相關(guān)疾病有關(guān)的基因，并明確在疾病發(fā)生、發(fā)展和疾病嚴重程度中的作用。利用營養(yǎng)素修飾基因

3、表達或基因結(jié)構(gòu)，以促進有益健康基因的表達，抑制有害健康基因的表達。篩選和鑒定機體對營養(yǎng)素反應存在差異的基因多態(tài)性或變異。第一節(jié) 分子營養(yǎng)學一、分子營養(yǎng)學概述（三）分子營養(yǎng)學的研究內(nèi)容第一節(jié) 分子營養(yǎng)學一、分子營養(yǎng)學基因多態(tài)性或變異對營養(yǎng)素消化、吸收、分布、代謝和排泄的影響及其對生理功能的影響。基因多態(tài)性對營養(yǎng)素需要量的影響。基因多態(tài)性對營養(yǎng)相關(guān)疾病發(fā)生發(fā)展和疾病嚴重程度的影響。營養(yǎng)素與基因相互作用導致營養(yǎng)相關(guān)疾病和先天代謝性缺陷的過程及機制。第一節(jié) 分子營養(yǎng)學一、分子營養(yǎng)學概述基因多態(tài)性或變異對營養(yǎng)素消化、吸收、分布、代謝和排泄的影響及生命早期營養(yǎng)對基因表達程序化影響。為促進健康和防治營養(yǎng)相關(guān)

4、疾病，制訂膳食干預方案：個體化的營養(yǎng)素需要量；特殊人群（營養(yǎng)相關(guān)疾病易感人群）的特殊膳食指南及營養(yǎng)素供給量；營養(yǎng)相關(guān)疾病病人的特殊食療配方等。根據(jù)基因與營養(yǎng)素相互作用的原理，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因動物，開展基因治療和以營養(yǎng)素為母體開發(fā)治療營養(yǎng)相關(guān)疾病的藥物。第一節(jié) 分子營養(yǎng)學一、分子營養(yǎng)學概述生命早期營養(yǎng)對基因表達程序化影響。第一節(jié) 分子營養(yǎng)學一、分（四）分子營養(yǎng)學的研究方法基因組學方法蛋白質(zhì)組學方法表觀遺傳學研究方法基因多態(tài)性的研究方法第一節(jié) 分子營養(yǎng)學一、分子營養(yǎng)學概述（四）分子營養(yǎng)學的研究方法第一節(jié) 分子營養(yǎng)學一、分子營養(yǎng)學概1. 營養(yǎng)素對基因表達的作用特點 幾乎所有營養(yǎng)素對基因的表達都有調(diào)節(jié)作用：

5、 一種營養(yǎng)素可調(diào)節(jié)多種基因的表達； 一種基因表達又受多種營養(yǎng)素的調(diào)節(jié)； 一種營養(yǎng)素還可影響其他營養(yǎng)素代謝途徑所涉及的基因表達； 營養(yǎng)素不僅可影響細胞增殖、分化及機體的生長發(fā)育的有關(guān)基因表達，而且還可對致病基因的表達產(chǎn)生重要的調(diào)節(jié)作用。二、營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（一）營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控機制1. 營養(yǎng)素對基因表達的作用特點二、營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控第2. 營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控水平 基因表達的所有水平（轉(zhuǎn)錄前、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯和翻譯后）3. 營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控途徑第一節(jié) 分子營養(yǎng)學營養(yǎng)素細胞內(nèi)受體配體受體結(jié)合配體受體結(jié)合輔助激活因子（可有可無）基因表達調(diào)節(jié)蛋白活性轉(zhuǎn)錄因

6、子基因配體受體結(jié)合增加或降低表達磷酸化或去磷酸化營養(yǎng)素對基因表達調(diào)控的過程二、營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控（一）營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控機制2. 營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控水平第一節(jié) 分子營養(yǎng)學營養(yǎng)素細 1. 碳水化合物對基因表達的調(diào)控第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（二）幾種營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控葡萄糖調(diào)節(jié)L-PK基因和S14基因表達的過程實際意義：為防止高碳水化合物膳食引起的肥胖:1.可通過降低碳水化合物的攝入。2.可通過對葡萄糖刺激L-PK基因表達的途徑進行干預。葡萄糖葡萄糖激酶葡萄糖-6-磷酸配體受體結(jié)合磷酸化去磷酸化USF輔助因子HNF-4DNA特異反應元件基因表達二、營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控 1. 碳水化合物

7、對基因表達的調(diào)控第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（二）2. 脂肪酸對基因表達的調(diào)節(jié)二、營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控第一節(jié) 分子營養(yǎng)學脂肪酸調(diào)節(jié)基因表達的機制G蛋白偶聯(lián)細胞表面受體途徑PPAR途徑miRNA和lncRNA途徑其他轉(zhuǎn)錄因子途徑實際意義 脂肪酸可通過細胞膜受體信號途徑和轉(zhuǎn)錄因子活化途徑而具有調(diào)節(jié)基因表達的功能； 通過對脂肪酸特異調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)錄因子和非編碼RNA的不斷發(fā)現(xiàn)，認識到脂肪酸的其他重要功能。2. 脂肪酸對基因表達的調(diào)節(jié)二、營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控第一節(jié)3. 維生素D對基因表達的調(diào)控第一節(jié) 分子營養(yǎng)學VDR對基因表達的調(diào)控機制VDR受體途徑通過影響非編碼RNA調(diào)控基因表達實際意義 通過維生素D調(diào)節(jié)基因表

8、達的研究，除了了解維生素D傳統(tǒng)功能的機制外，還發(fā)現(xiàn)維生素D能調(diào)節(jié)許多基因表達，并具有許多新的功能。 臨床上常用維生素D衍生物來治療腫瘤和銀屑病。二、營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控3. 維生素D對基因表達的調(diào)控第一節(jié) 分子營養(yǎng)學VDR對基4. 鐵對基因表達的調(diào)控第一節(jié) 分子營養(yǎng)學鐵對基因表達的調(diào)控機制鐵對轉(zhuǎn)鐵蛋白受體及鐵蛋白基因表達的調(diào)控機制通過影響miRNA調(diào)控基因表達實際意義 發(fā)現(xiàn)IRP中的鐵-硫簇是感受細胞鐵濃度的感受器,可通過對 IRP的干預來調(diào)節(jié)鐵代謝。 有助于理解炎癥對鐵代謝的影響。二、營養(yǎng)素對基因表達的調(diào)控4. 鐵對基因表達的調(diào)控第一節(jié) 分子營養(yǎng)學鐵對基因表達的調(diào)營養(yǎng)素作為酶的底物或輔助因

9、子影響酶的活性氧化應激 營養(yǎng)表觀遺傳學第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（一）營養(yǎng)素影響基因組結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的機制三、營養(yǎng)素對基因結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的影響營養(yǎng)素作為酶的底物或輔助因子影響酶的活性第一節(jié) 分子營養(yǎng)學 營養(yǎng)素對基因組結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的影響是近些年來營養(yǎng)學領(lǐng)域提出的新觀點。認識營養(yǎng)素在基因組結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性方面的作用，更加有利于指導人們合理膳食。 營養(yǎng)素對基因組穩(wěn)定性的影響關(guān)系到DRIs的制定。第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（二）研究營養(yǎng)素對基因組結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性影響的實際意義三、營養(yǎng)素對基因結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的影響 營養(yǎng)素對基因組結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的影響是近些年來營 基因多態(tài)性決定了個體之間的差異，如果基因多態(tài)性存在于與營養(yǎng)有關(guān)的基因之中，

10、就會導致不同個體對營養(yǎng)素吸收、代謝和利用存在很大差異，并最終導致個體對營養(yǎng)素需要量的不同。第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（一）維生素D受體基因多態(tài)性對鈣吸收及骨密度的影響（二）亞甲基四氫葉酸還原酶基因多態(tài)性對葉酸需要量的影響四、基因多態(tài)性對營養(yǎng)素吸收、代謝和利用的影響 基因多態(tài)性決定了個體之間的差異，如果基因多態(tài)第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（一）營養(yǎng)因素變化與遺傳因素進化之間的矛盾 現(xiàn)代社會的膳食結(jié)構(gòu)的特征是能量攝入增加而消耗減少；而人類的基因卻沒有變化或變化甚微。 膳食結(jié)構(gòu)的快速變化（尤其是在過去的150年里）必然會導致一些慢性疾病，如動脈粥樣硬化、高血壓、肥胖、糖尿病和一些癌癥（乳腺癌、結(jié)腸癌、前列腺癌）的發(fā)病

11、率升高。五、營養(yǎng)素與基因相互作用在疾病發(fā)生中的作用第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（一）營養(yǎng)因素變化與遺傳因素進化之間的矛第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（二）營養(yǎng)素與基因相互作用的模式及在疾病發(fā)生中的作用環(huán)境因素與基因相互作用的五種模式基因型危險因素疾病AB疾病危險因素基因型C基因型危險因素疾病DE基因型基因型危險因素危險因素疾病疾病五、營養(yǎng)素與基因相互作用在疾病發(fā)生中的作用第一節(jié) 分子營養(yǎng)學（二）營養(yǎng)素與基因相互作用的模式及在疾病第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學（一）營養(yǎng)流行病學的定義 營養(yǎng)流行病學（nutritional epidemiology）是指采用流行病學的方法研究人群營養(yǎng)以及營養(yǎng)與健康、疾病關(guān)系的

12、科學。（二）營養(yǎng)流行病學的應用了解人群營養(yǎng)狀況和健康狀況公共營養(yǎng)監(jiān)測制訂膳食指南研究營養(yǎng)與疾病的關(guān)系一、營養(yǎng)流行病學概述第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學（一）營養(yǎng)流行病學的定義一、營養(yǎng)流行病學概述第二節(jié) 營養(yǎng)流（三）營養(yǎng)流行病學的優(yōu)勢和局限性1. 優(yōu)勢：以人群為研究對象，其研究結(jié)果可直接用于評估疾病風險，制定營養(yǎng)素參考攝入量和食物消費模式；比較不同生態(tài)學人群的膳食因素與疾病或健康之間的關(guān)系。2. 局限性： 缺乏實用的精確測量膳食暴露水平的方法；混雜因素的影響。第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學一、營養(yǎng)流行病學概述（三）營養(yǎng)流行病學的優(yōu)勢和局限性第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學一、營（四）營養(yǎng)流行病學的特點樣本量大、隨訪或干預時間長

13、研究結(jié)論往往不一致多因素聯(lián)合作用第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學一、營養(yǎng)流行病學概述（四）營養(yǎng)流行病學的特點第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學一、營養(yǎng)流行病（一）食物頻率問卷食物頻率問卷調(diào)查是營養(yǎng)流行病學最常用的膳食暴露測量方法，反映過去較長時間內(nèi)的膳食攝入水平，可同時采用24 小時膳食回顧法和記賬法來檢驗它的真實性。24 小時膳食回顧法和記賬法是反映短期膳食暴露水平的測量方法。（二）膳食生物標記物可以定義為膳食攝入/營養(yǎng)狀況的生物化學指示物，或者是營養(yǎng)代謝的指標，或者是膳食攝入結(jié)果的生物學標志。主要優(yōu)點：是膳食攝入/營養(yǎng)狀況客觀的評價，可避免問卷調(diào)查方法產(chǎn)生偏倚和誤差。二、膳食暴露的測量第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學（一）食物

14、頻率問卷二、膳食暴露的測量第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學（一）膳食模式概念膳食模式是指膳食中各類食物的數(shù)量及其在膳食中所占的比重。膳食模式分析是將所有食物、營養(yǎng)素作為整體進行研究，探討膳食與健康結(jié)局(如營養(yǎng)素攝入水平)以及慢性疾病之間關(guān)系。三、膳食模式的分析第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學（一）膳食模式概念三、膳食模式的分析第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學（二）膳食模式統(tǒng)計學分析方法推理方法：是以現(xiàn)有的膳食指南或其他科學飲食建議為基礎(chǔ)，通過將個體的飲食與之比較進行評分。 歸納方法：是以膳食調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運用統(tǒng)計方法確定膳食模式種類，包括因子分析、聚類分析和潛類別分析等。 先驗法和后驗法的綜合運用：主要包括降秩回歸法和偏最小二

15、乘回歸法，既利用了先驗信息，又基于當前的研究，綜合了先驗法和后驗法的優(yōu)點。 第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學三、膳食模式的分析（二）膳食模式統(tǒng)計學分析方法第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學三、膳食模評價系統(tǒng)包括證據(jù)等級評價和證據(jù)體評價。證據(jù)等級評價是在世界衛(wèi)生組織推薦的有關(guān)研究方法制定證據(jù)等級標準的基礎(chǔ)上，對每一項研究的證據(jù)強度、效應量和結(jié)局變量的臨床相關(guān)性進行評價，進而得出其證據(jù)的等級。證據(jù)體評價在綜合考量各項研究的證據(jù)等級、一致性、健康影響、人群外推及實際應用的基礎(chǔ)上，形成推薦意見強度。四、營養(yǎng)與健康科學證據(jù)的收集及評價第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學評價系統(tǒng)包括證據(jù)等級評價和證據(jù)體評價。四、營養(yǎng)與健康科學證據(jù)流行病學的研究可

16、分為三大類：描述性研究、分析性研究和實驗性研究。描述性研究和分析性研究也稱觀察性研究，闡述人群營養(yǎng)以及營養(yǎng)與健康、疾病的關(guān)系，主要包括橫斷面調(diào)查、生態(tài)學研究、病例對照研究和隊列研究。實驗流行病學研究是通過實驗方法驗證特定的假設(shè)，以確定影響健康或造成某種疾病的膳食因素。五、營養(yǎng)流行病學研究方法第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學流行病學的研究可分為三大類：描述性研究、分析性研究和實驗性研（一）橫斷面調(diào)查在營養(yǎng)流行病學中的應用 橫斷面研究（cross-sectional study）又稱現(xiàn)況調(diào)查（prevalence survey），主要調(diào)查特定時間內(nèi)，特定人群的營養(yǎng)、健康、疾病及相關(guān)因素，從而描述該疾病或健康狀

17、況的分布及其與相關(guān)因素的關(guān)系。1. 目的與用途 了解一個國家或地區(qū)的營養(yǎng)狀況、健康水平及變化趨勢； 描述疾病或健康分布和相關(guān)的膳食因素； 評價疾病的防治和干預措施的效果。 2. 研究步驟 確定研究目的、研究方法、研究內(nèi)容和設(shè)計調(diào)查表；資料收集；資料整理與分析。五、營養(yǎng)流行病學研究方法第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學（一）橫斷面調(diào)查在營養(yǎng)流行病學中的應用五、營養(yǎng)流行病學研究方（二）生態(tài)學研究在營養(yǎng)流行病學中的應用 生態(tài)學研究（ecologic study）是在群體水平上研究膳食因素與疾病或健康之間的關(guān)系，即以群體為觀察單位、分析單位，描述不同人群中膳食特征與疾病或健康狀態(tài)發(fā)生頻率之間的關(guān)系。1. 目的與用途

18、 比較不同生態(tài)學群體的膳食因素與疾病或健康之間的關(guān)系； 從群體角度提供膳食因素作為病因的線索； 評價營養(yǎng)干預對群體疾病或健康狀態(tài)的影響。 第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學五、營養(yǎng)流行病學研究方法（二）生態(tài)學研究在營養(yǎng)流行病學中的應用第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學2. 營養(yǎng)生態(tài)學研究的特點優(yōu)點：國家或地區(qū)間膳食攝入的差異較大；在一段時間內(nèi)，一個國家或地區(qū)人群的平均食物消費量要比個體食物消費量更穩(wěn)定； 擁有較大的樣本量，隨機誤差小。缺點：產(chǎn)生“生態(tài)學錯誤”，即得出的結(jié)論可能不適于個體水平的結(jié)果；潛在混雜因素難以控制。第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學五、營養(yǎng)流行病學研究方法2. 營養(yǎng)生態(tài)學研究的特點第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學五、營養(yǎng)流行（

19、三）病例對照研究在營養(yǎng)流行病學中的應用 病例對照研究（case-control study）是將患某種疾病的病例組與未患該病的對照組的先前的膳食相關(guān)資料作比較，調(diào)查各組人群過去暴露于某種或某些可疑危險因素的比例或水平，通過比較各組之間暴露比例或水平的差異，判斷暴露因素是否與研究的疾病有關(guān)聯(lián)及其關(guān)聯(lián)程度大小的一種分析流行病學的研究方法。第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學 病例對照研究示意圖五、營養(yǎng)流行病學研究方法（三）病例對照研究在營養(yǎng)流行病學中的應用第二節(jié) 營養(yǎng)流行病1. 病例對照研究的特點是一種回顧性調(diào)查研究； 是一種從果到因的調(diào)查；研究對象是按發(fā)病與否分成病例組與對照組，所需研究對象較少，無須進行隨訪；

20、為病因?qū)W探索、防治策略制定和預后研究提供重要信息，但不能確切地論證病因?qū)W因果關(guān)系。2. 研究步驟病例和對照的選擇；樣品含量的估計；資料的整理；數(shù)據(jù)的分析等。 第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學五、營養(yǎng)流行病學研究方法1. 病例對照研究的特點第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學五、營養(yǎng)流行病（四）隊列研究在營養(yǎng)流行病學中的應用 隊列研究（cohort study）是收集未患某種疾病人群的膳食資料，按是否暴露于某可疑因素或暴露程度分為不同的亞組，對其進行隨訪，追蹤各組的結(jié)局并比較其差異，從而判定暴露因素與結(jié)局之間有無關(guān)聯(lián)及關(guān)聯(lián)程度大小的一種分析流行病學的研究方法。第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學 隊列研究示意圖五、營養(yǎng)流行病學研究方法（四）隊列研究在營養(yǎng)流行病學中的應用第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學 1. 隊列研究的特點由因到果的研究；在研究膳食因素與疾病的因果關(guān)系中，隊列研究是較好的研究方法，論證因果關(guān)系的能力較強。只要基線調(diào)查時調(diào)查項目比較全面，就可以同時研究多種慢性病的病因。2. 研究步驟選擇暴露人群和對照人群；確定樣本的大小；基線資料的收集；隨訪和數(shù)據(jù)的分析等。 第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學五、營養(yǎng)流行病學研究方法1. 隊列研究的特點第二節(jié) 營養(yǎng)流行病學五、營養(yǎng)流行病學研（五）實驗性研究在營養(yǎng)流行病學中的應用 實驗性研究（epidemiolo