《Nutrients》:The Impact of Ultra-Processed Foods on Chronic Kidney Disease Progression
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超加工食品(ultra-processed foods, UPFs)在现代饮食中所占比例日益增加,并可能促进慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD)的发生与进展。本综述总结了目前关于UPF摄入与不良肾脏结局之间关联的现
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超加工食品(ultra-processed foods, UPFs)在现代饮食中所占比例日益增加,并可能促进慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD)的发生与进展。本综述总结了目前关于UPF摄入与不良肾脏结局之间关联的现有证据,并探讨了其潜在的病理生理机制。UPFs通常具有高钠、高添加糖、高不健康脂肪及高食品添加剂含量,同时膳食纤维和必需微量营养素含量较低。其摄入可能促进炎症与氧化应激、代谢性酸中毒、高血压、肠道菌群失调、胰岛素抵抗及代谢综合征。流行病学研究一致表明,较高的UPF摄入与CKD新发风险增加、估算肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate, eGFR)加速下降、CKD进展以及不良心血管和死亡结局相关。因此,减少UPF摄入并以最低加工植物性食品替代这些产品,可能是一种切实可行的肾脏保护饮食策略。然而,现有证据多为观察性研究,仍需进一步的前瞻性研究和干预性研究以确立因果关系并制定CKD特异性饮食建议。
论文主体内容专业总结
1. 引言
慢性肾脏病(CKD)定义为肾脏结构或功能异常持续至少3个月,包括估算肾小球滤过率(eGFR)降低或尿白蛋白肌酐比(ACR)升高。全球约6.74亿人患有CKD,是全球第九大死亡原因。糖尿病和高血压是CKD发生与进展的主要危险因素,饮食作为可改变的决定因素受到广泛关注。根据NOVA分类系统,食品依据工业加工的性质、程度和目的分为四组,其中第四组即超加工食品(UPFs),由经过广泛改性的食品组分和添加剂经多重复杂工艺制成。UPF摄入量在不同国家差异显著,约占膳食总能量的10%至60%不等。高UPF摄入与包括CKD在内的多种慢性疾病风险增加相关,并可能与eGFR下降有关。
2. 方法:文献检索与文章筛选
本叙述性综述通过对PubMed、Scopus和Google Scholar进行针对性文献检索完成。检索涵盖超加工食品消费、NOVA分类、肠道菌群、肠道通透性、全身代谢紊乱、炎症、氧化应激、膳食酸负荷、尿毒症毒素及慢性肾脏病等主题。文章根据与本综述目标的相关性进行筛选,优先纳入系统综述、荟萃分析、前瞻性队列研究、机制研究、临床研究及相关指南或共识文献。
3. 超加工食品的定义与特征
3.1. NOVA分类系统
NOVA分类系统由Monteiro等人于2009年首次提出,依据食品消费前所经历工业加工的性质、程度和目的进行分类。第一组为未加工或最低加工食品;第二组为加工烹饪原料;第三组为加工食品;第四组为超加工食品(UPFs),主要由食品衍生物质、工业专用成分和添加剂制成,几乎不含完整的天然食品。科学研究主要聚焦于第四组,源于全球UPF消费量的显著增加及其与不良健康结局的关联证据不断积累。
3.2. 超加工食品的营养特征
与最低加工食品相比,UPFs通常具有更高的能量密度和较低的营养质量。其生产主要采用精制淀粉、植物油、分离蛋白和添加糖等工业成分,涉及精炼、分馏、挤压、水解、氢化和成型等多种工业过程。UPFs通常含有较高水平的钠、添加糖和饱和脂肪,而膳食纤维、维生素和矿物质含量较低。此外,UPFs广泛使用防腐剂、乳化剂、稳定剂、着色剂、调味剂、非营养性甜味剂和质构剂等食品添加剂。
3.3. 超加工食品的常见膳食来源
UPFs的主要膳食来源包括含糖饮料、烘焙制品、早餐谷物、糖果、甜咸零食、即食餐、加工肉制品、快餐食品、调味乳制品、甜点和冰淇淋。在欧洲各国,精细烘焙制品、加工肉制品和复合菜肴是UPF摄入的主要贡献者,软饮料则是主要的超加工饮料。
4. 超加工食品与慢性肾脏病进展的病理生理机制
4.1. 营养成分:超加工食品与最低加工食品的对比
最低加工食品提供膳食纤维、天然抗氧化剂和钾等具有肾脏保护作用的电解质。相比之下,UPFs经过广泛的工业加工,逐渐去除这些保护性成分,并含有超生理浓度的钠、精制碳水化合物和糖。高钠含量导致慢性细胞外液容量扩张,在肾脏排泄功能减退的患者中引发全身性高血压并加速微血管机械性损伤。
4.2. 炎症与氧化应激
流行病学证据显示UPF摄入与促炎饮食可加速CKD的发生与进展。摄入量最高的个体发生CKD的风险较摄入量最低者增加25%,膳食中UPF比例每增加10%,疾病风险增加7%。UPFs通过高能量密度、精制碳水化合物、饱和脂肪、合成添加剂和纤维缺乏等特征,作为持续性外源性应激源,增加肠道通透性,促进促炎内毒素和肠源性尿毒症毒素的全身易位。工业加工引入的高生物利用度无机磷酸盐和晚期糖基化终末产物(AGEs)以及抗氧化防御物质的缺乏,导致活性氧(ROS)积累和C反应蛋白(CRP)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等炎症标志物的全身循环。最终导致内皮功能障碍、肾小球高滤过和肾小管间质纤维化的加速进展。
4.3. 代谢性酸中毒与酸负荷
以UPF为主的西方饮食模式具有较高的潜在肾酸负荷(PRAL),源于过量的磷和动物蛋白以及柠檬酸盐和钾等植物前体的缺乏。为维持酸碱平衡,肾脏通过上调谷氨酰胺依赖性产氨和酸排泄途径进行代偿,在临床明显酸中毒之前即启动肾损伤,表现为“隐匿性”酸中毒。慢性酸负荷激活肾内激素介质,包括内皮素-1(ET-1)、血管紧张素II(Ang II)和醛固酮,直接刺激肾小管间质炎症和进行性肾单位破坏。治疗策略优先考虑降低膳食酸负荷,包括减少高致酸成分、增加碱性水果蔬菜摄入以及采用碱化地中海饮食或植物性低蛋白饮食。药物干预方面,碳酸氢钠仍是一线口服治疗药物。
4.4. 高血压与钠超载
膳食钠摄入是血压调节的主要病理生理决定因素。肾功能受损患者排泄急慢性盐负荷的能力降低,因此减少膳食钠摄入是降低血压、减少心血管并发症和阻止肾功能进行性下降的简单有效的干预措施。加工添加剂可独立贡献膳食酸负荷的50%至100%,直接加速肾功能下降。荟萃分析证实高膳食钠摄入是CKD的重要危险因素。
4.5. 肠道菌群失调
饮食是影响肠道菌群组成的最强环境因素。富含纤维的饮食模式促进双歧杆菌和乳杆菌等有益菌的生长,驱动糖酵解发酵并产生保护性短链脂肪酸(SCFAs)。多种UPF成分可改变肠道微生物组成和代谢活性,直接促进菌群失调和黏膜炎症。麦芽糊精促进大肠杆菌的细胞黏附和生物膜形成;乳化剂可耗竭产丁酸菌科并促进拟杆菌科和肠杆菌科的扩增;卡拉胶的微生物降解可上调促炎介质的产生。在CKD中,肠道菌群失调选择性促进携带产尿毒症毒素酶的致病菌增殖,产生硫酸吲哚酚(IS)、硫酸对甲酚(pCS)、吲哚-3-乙酸(IAA)和三甲胺N-氧化物(TMAO)等毒素,因肾脏排泄受损而全身蓄积。菌群失调还破坏肠道上皮紧密连接,导致“肠漏”表型,使细菌脂多糖(LPS)易位进入门脉循环,诱发全身免疫失调和慢性低度炎症。
4.6. 胰岛素抵抗与代谢综合征
流行病学证据显示高UPF摄入与代谢综合征(MetS)之间存在剂量依赖关系。UPF为主的饮食促进肝脏脂质生成和内脏脂肪过多,最终导致全身性胰岛素抵抗(IR),后者在非糖尿病患者中作为CKD风险的独立驱动因素。胰岛素抵抗触发代偿性高胰岛素血症,上调肾内肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)并增强近端肾小管钠重吸收,导致肾小球高滤过。异位脂质沉积和脂肪因子信号失调引起慢性肾小管间质炎症。
4.7. 软饮料:高果糖玉米糖浆与磷酸盐添加剂
软饮料通过两种主要代谢干扰物与CKD发病相关:高果糖玉米糖浆(HFCS)和无机磷酸盐添加剂。果糖的肝脏代谢消耗细胞内三磷酸腺苷(ATP),加速核苷酸降解并上调尿酸合成,导致高尿酸血症,通过脂毒性和直接促进肾小管间质炎症造成肾损伤。无机磷酸盐的肠道吸收率达90%至100%,加重高磷血症,导致血管钙化和继发性甲状旁腺功能亢进。
4.8. 人工甜味剂与ROS介导的肾损伤
阿斯巴甜等人工甜味剂作为代谢干扰物放大全身氧化应激。其在肠道中代谢为天冬氨酸、苯丙氨酸和甲醇,破坏ROS产生与细胞抗氧化补偿系统之间的平衡,触发脂质过氧化,损伤细胞膜完整性所必需的多不饱和脂肪酸(PUFAs)。人工甜味剂还影响细胞脂质稳态,表现为三酰甘油和磷脂的积累,与升高的ROS协同作用,导致全身炎症和肾组织进行性结构改变。
5. 流行病学证据与临床结局
5.1. 超加工食品摄入与慢性肾脏病发病率
Leonberg等人(2025年)的系统综述和荟萃分析纳入七项队列研究,发现较高的UPF摄入使CKD发生风险增加19%。荷兰一项超过70,000名参与者的前瞻性队列研究显示,最高四分位数组的不良肾脏结局风险增加27%。美国一项超过14,000名参与者的研究显示最高四分位数组的CKD风险增加24%。Kermani等人的另一项荟萃分析纳入33项观察性研究共786,216名参与者,显示UPF消费量增加使CKD风险提高16%,且存在剂量-反应关系,UPF摄入每增加约1份/天,CKD风险增加5%。
5.2. 超加工食品与肾脏标志物的关联
Lifelines研究显示UPF摄入量最高的参与者eGFR下降更快,膳食中UPF每增加10%与复合结局风险增加11%及eGFR每年加速下降0.06 mL/min/1.73 m2相关。Rey Garcia等人的研究显示最高三分位数组的肾功能障碍调整比值比为1.74。Vale-Hita等人在老年超重/肥胖合并代谢综合征人群中发现UPF消费与eGFR呈统计学显著负相关,且纵向分析中最高三分位数组在1年和3年随访后eGFR下降更为显著。
5.3. 超加工食品消费对慢性肾脏病进展的影响
Sullivan等人的多中心前瞻性队列研究(n=3939)显示,在7年随访期间,较高的UPF消费与CKD进展风险增加33%相关,调整混杂因素后风险比为1.22。值得注意的是,在CKD 1-2期患者中风险更为显著(HR 2.61),而在3a-5期患者中未观察到显著关联。Kurniawan等人的研究显示加工肉类摄入增加和植物性食物摄入减少与CKD进展风险增加15%相关。现有证据提示UPF摄入与CKD进展的关联可能取决于基线肾功能水平。
5.4. 超加工食品与慢性肾脏病人群心血管并发症及全因死亡风险
Sullivan等人的研究在12年随访中,最高UPF摄入三分位组的全因死亡风险较最低组高21%,每增加一份UPF与死亡风险增加7%相关。Kurniawan等人发现以加工食品高摄入为特征的肾脏相关饮食模式与心血管事件发生率增加10%至31%相关。Moli-Sani研究提示肾功能损害可能是UPF摄入与心血管疾病之间的潜在联系环节,胱抑素C水平可解释UPF与全因死亡和心血管事件关联的18.8%和16.6%。
6. 慢性肾脏病的饮食策略:指南、饮食模式与临床意义
6.1. 主要发现与临床意义
现有证据一致表明高UPF摄入与CKD发病风险增加、肾功能加速下降、白蛋白尿患病率升高以及ESKD和死亡风险增加相关。但多数研究为观察性设计,存在残余混杂、反向因果可能和饮食评估方法差异等局限。减少UPF摄入应被视为CKD饮食管理的组成部分,而非孤立干预措施。
6.2. 饮食指南
2024年KDIGO指南和2020年KDOQI临床实践指南推荐钠摄入限制在每日2克以下。对于未接受透析的CKD G3-G5期代谢稳定成人,推荐蛋白质摄入量约为0.8 g/kg体重/天,同时避免高蛋白摄入。维持性透析患者因分解代谢增加和氨基酸丢失,通常需要较高的蛋白质摄入。当前指南日益倡导整体饮食方法,强调总体饮食质量而非孤立的营养素限制。
6.3. 与慢性肾脏病相关的饮食模式
6.3.1. 地中海饮食
地中海饮食以大量摄入最低加工食品为特征,包括蔬菜、水果、豆类、全谷物、鱼类和特级初榨橄榄油(EVOO),同时限制红肉和超加工产品。其潜在益处包括抗炎、抗氧化、降压和心脏保护特性。EVOO的每日摄入可改善CKD患者的肾功能生物标志物、炎症状态、氧化应激和血脂谱。荟萃分析提示该饮食可减缓非透析CKD患者的肾功能下降。
6.3.2. DASH饮食
DASH饮食以大量摄入水果、蔬菜、全谷物、豆类、坚果和低脂乳制品为特征,同时减少钠、饱和脂肪和总脂肪摄入。荟萃分析显示较高的DASH依从性与较低的CKD发生风险相关。在已确诊CKD患者中,较低的DASH依从性与中重度CKD合并高血压成人ESRD风险增加相关。CRIC研究显示DASH及其他健康饮食模式的依从性与较低的CKD进展和全因死亡风险相关。
6.3.3. 植物性饮食
植物性饮食模式以大量摄入最低加工植物食品为特征,提供更多的膳食纤维、抗氧化剂、不饱和脂肪酸和产碱营养素。荟萃分析显示较高的植物性饮食依从性与较低的CKD发生和进展风险相关,且益处主要见于健康植物性模式。不健康的植物性模式(富含精制谷物、含糖饮料和加工植物食品)与较差的肾脏结局和较高的死亡风险相关。植物优势低蛋白饮食(PLADO)结合适度蛋白质限制与50%以上植物来源蛋白,已被提出作为保守性CKD管理的以患者为中心的策略。
6.3.4. 低蛋白饮食
低蛋白饮食(LPD)通常定义为膳食蛋白质摄入约0.6 g/kg/天。其肾脏保护作用归因于降低肾小球内压和高滤过、减少含氮废物积累、膳食酸负荷和尿毒症毒素生成。观察性数据显示坚持LPD与eGFR下降减缓相关,但效果取决于适当的患者选择和密切的营养监测。极低蛋白饮食(VLPD)提供约0.3-0.4 g/kg/天的蛋白质,通常补充必需氨基酸酮类似物。当前方法已从普遍性蛋白限制转向考虑CKD分期、营养状况、合并症和患者偏好的个体化饮食策略。
7. 结论
UPFs通常含有高水平的钠、添加糖、饱和脂肪和高生物利用度的磷酸盐及钾添加剂,而膳食纤维、维生素和其他保护性营养素含量较低。现有证据表明UPF摄入量最高的个体发生CKD的风险较摄入量最低者高约16%至19%,较高的消费量还与更快的eGFR下降、现有肾功能障碍的进展以及心血管和全因死亡风险增加相关。减少UPF摄入并以最低加工食品(尤其是蔬菜、水果、豆类、全谷物和其他植物性食品)替代,可能有助于肾脏保护、改善血压和代谢控制并降低心血管风险。地中海饮食、DASH饮食和健康植物性饮食似乎特别有益。然而,饮食管理应根据CKD分期、肾功能、营养状况、实验室检查结果、合并症和治疗方式进行个体化。总体而言,饮食质量似乎比单独限制个别营养素更为重要,但现有证据多为观察性研究,仍需进一步的前瞻性研究和随机临床试验以确定减少UPF摄入是否直接减缓CKD进展并制定分期特异性饮食建议。