2005年，美国农业部正式发布了最新的食物指南金字塔，旨在帮助美国公众做出有益健康的膳食选择，并降低患慢性病的风险。
新的金字塔试图根据一个人的年龄、性别和身体活动水平提供个性化的建议。它侧重于谷物、肉类和豆类、牛奶、蔬菜、水果和油的摄入。
2005年的金字塔取代了1992年美国农业部的金字塔，后者在几个方面与前者不同。新的金字塔更加强调全谷物和体育锻炼。然而，它并没有解决与其前身相关的所有问题，因为它仍然过分强调谷物和牛奶，而没有充分强调某些类型脂肪的有害影响。与旧金字塔的图形表示不同，旧金字塔显示了应食用的各种食物的比例，以不同尺寸的堆叠层表示，而2005年的金字塔没有传达任何关于营养的信息；它只是显示了一个人物登上彩虹色的楼梯[参见第17页的方框]。
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我们制定了一个修订后的金字塔，它更好地反映了当前关于饮食与健康之间关系的证据。研究表明，坚持我们修订后的金字塔中的建议可以显著降低男性和女性患心血管疾病的风险。
旧食物金字塔
在美国，使用图像来推广膳食建议可以追溯到近一个世纪前。1992年金字塔中体现的建议被广泛采用，并且该图像成为一个标志。基本的建议是，人们应该尽量减少脂肪和油的摄入，但每天应该吃6到11份富含复合碳水化合物的食物——面包、谷类食品、米饭、意大利面等等。食物金字塔还建议大量食用蔬菜（包括土豆，另一种丰富的复合碳水化合物来源）、水果和乳制品，以及每天至少两份来自肉类和豆类组的食物，该组将红肉与家禽、鱼、坚果、豆类和鸡蛋归为一类。
然而，即使在金字塔被开发出来的时候，营养学家早就知道某些类型的脂肪对健康至关重要，并且可以降低患心血管疾病的风险。此外，科学家们几乎没有发现高摄入碳水化合物有益的证据。1992年后，越来越多的研究表明，美国农业部的金字塔存在严重缺陷。通过提倡食用所有复合碳水化合物并避开所有脂肪和油，该金字塔提供了误导性的指导。简而言之，并非所有脂肪都对您有害，也绝非所有复合碳水化合物都对您有益。
最初的美国农业部金字塔是如何错得如此离谱的？部分原因是营养学家屈服于简化膳食建议的愿望。研究人员几十年来都知道，饱和脂肪——在红肉和乳制品中含量丰富——会提高血液中的胆固醇水平。反过来，高胆固醇水平与患冠心病（心脏病发作和其他由心脏动脉阻塞引起的疾病）的风险较高有关。在20世纪60年代的对照喂养研究中，参与者在几周内吃了仔细规定的饮食，证实了饱和脂肪会增加胆固醇水平。但研究还表明，多不饱和脂肪——在植物油和鱼类中发现——会降低胆固醇。因此，20世纪60年代和70年代的膳食建议强调用多不饱和脂肪代替饱和脂肪，而不是减少总脂肪。
普遍认为应避免脂肪，这主要源于对富裕的西方国家既有高脂肪摄入量又有高冠心病发病率的观察。然而，这种相关性仅限于饱和脂肪。人们食用相对大量单不饱和脂肪和多不饱和脂肪的社会往往患心脏病的几率较低[参见第21页的方框]。
例如，在希腊的克里特岛上，传统饮食中含有大量的橄榄油（单不饱和脂肪的丰富来源）和鱼类（多不饱和脂肪的来源）。尽管脂肪占该饮食中卡路里的40%，但遵循该饮食的人患心脏病的几率低于遵循日本传统饮食的人，在日本传统饮食中，脂肪仅占卡路里的8%到10%。此外，国际比较可能具有误导性：许多对健康产生负面影响的因素，如吸烟、缺乏运动和高体脂，也与西方富裕相关。
不幸的是，许多营养学家认为，向公众普及这些细微之处太困难了。相反，他们发出了一个清晰、简单的信息：“脂肪不好。”由于饱和脂肪约占美国消费的所有脂肪的40%，美国农业部的理由是，提倡低脂饮食自然会减少饱和脂肪的摄入量。这一建议很快得到了食品行业的加强，食品行业开始销售低脂肪但通常富含蔗糖和高果糖玉米糖浆等甜味剂的饼干、薯片和其他产品。
在最初的食物金字塔被开发出来时，典型的美国人大约从脂肪中获取40%的卡路里，从蛋白质中获取15%的卡路里，从碳水化合物中获取45%的卡路里。营养学家不想建议多吃蛋白质，因为许多蛋白质来源（例如红肉）也富含饱和脂肪。因此，“脂肪不好”的口头禅导致了必然的结果“碳水化合物是好的”。美国心脏协会和其他团体的膳食指南建议人们至少从碳水化合物中获取一半的卡路里，从脂肪中获取不超过30%的卡路里。30%的脂肪限制在营养学家中变得如此根深蒂固，以至于即使是经验丰富的观察者也可能原谅自己，认为许多研究一定表明，脂肪摄入量达到该水平的个体比脂肪摄入量较高的人享有更好的健康。但没有研究表明长期健康益处可以直接归因于低脂饮食。30%的脂肪限制基本上是凭空捏造的。
在研究人员发现两种主要的胆固醇携带化学物质——低密度脂蛋白（LDL），俗称坏胆固醇，和高密度脂蛋白（HDL），俗称好胆固醇——对冠心病风险的影响截然不同之后，这种方向的智慧变得更加值得怀疑。血液中LDL与HDL的比率升高会增加风险，而降低比率则会降低风险。到20世纪90年代初，对照喂养研究表明，当一个人用相同卡路里的碳水化合物代替饱和脂肪的卡路里时，LDL和总胆固醇水平会下降，但HDL水平也会下降。由于LDL与HDL的比率没有改变，因此该人患心脏病的风险仅略有降低。此外，转向碳水化合物会提高血液中甘油三酯的水平，甘油三酯是脂肪的组成分子，可能是由于对身体内分泌系统的影响。高甘油三酯水平也与患心脏病的风险较高有关。
当一个人从单不饱和脂肪或多不饱和脂肪转向碳水化合物时，影响更为严重。LDL水平升高，HDL水平下降，使胆固醇比率更糟。相比之下，用单不饱和脂肪或多不饱和脂肪代替饱和脂肪可以改善这一比率，并有望降低心脏病。唯一比碳水化合物明显更有害的脂肪是反式不饱和脂肪酸；这些脂肪酸是通过液态植物油的部分氢化产生的，这使其凝固。反式脂肪存在于许多人造黄油、烘焙食品和油炸食品中，对您尤其有害，因为它们会升高LDL和甘油三酯，同时降低HDL。
新食物金字塔
2005年的金字塔提供了一个独特的机会，可以借鉴十多年来营养科学的进步。虽然新的金字塔在几个方面改进了1992年的版本，但总体而言，它让许多营养专家感到非常失望。一个很大的变化是，基本图像不再传达任何关于饮食的信息——攀登金字塔的人物提倡体育锻炼，但要获得任何膳食建议，必须访问网站www.mypyramid.gov，并为年龄、性别和当前的身体活动水平做出选择。因此，一个向消费者提供简洁膳食建议的绝佳机会被浪费了，新金字塔对饮食的影响很可能与它可能产生的影响相比是微不足道的。
对于那些浏览网站的人来说，伴随金字塔的膳食建议代表了一些比1992年版本明显的改进。全谷物更加强调；脂肪类型之间的区别更加清晰；并且强调了更健康的蛋白质来源。但这些只是渐进式的变化，并没有完全反映当今可获得的最佳膳食建议。
大局观
要充分评估饮食对健康的影响，必须超越胆固醇比率和甘油三酯水平。我们吃的食物可以通过许多其他途径导致心脏病，包括升高血压或增加血液凝结的倾向。其他食物可以通过令人惊讶的方式预防心脏病；例如，omega-3脂肪酸（在鱼类和一些植物油中发现）可以降低心室颤动的可能性，心室颤动是一种导致猝死的心律失常。
评估所有这些不利和有益影响的理想方法是进行大规模试验，在试验中，个人被随机分配到一种或另一种饮食，并跟踪多年。由于实际限制和成本，很少进行此类研究，而且大多数此类研究都集中在已经患有心脏病的患者身上。尽管有限，但这些研究支持用多不饱和脂肪代替饱和脂肪，但不支持用碳水化合物代替饱和脂肪的好处。在有史以来最昂贵的研究——妇女健康倡议中——近50,000名妇女被随机分配到低脂饮食或她们通常的饮食。在约八年后于2006年初报告的结果显示，两组之间的健康状况没有差异。
最好的替代方法是进行大型流行病学研究，在研究中，定期评估许多人的饮食，并监测参与者是否患上心脏病和其他疾病。这项研究最著名的例子之一是护士健康研究，该研究于1976年开始，旨在评估口服避孕药的效果，但很快也扩展到营养学。我们在哈佛大学的团队跟踪了这项研究中的近90,000名女性，她们在1980年首次完成了关于饮食的详细问卷调查，以及1986年加入健康专业人员随访研究的50,000多名男性。
在调整分析以考虑吸烟、体育锻炼和其他公认的风险因素后，我们发现参与者患心脏病的风险受到所食用膳食脂肪类型的强烈影响。食用反式脂肪会大大增加风险，而食用饱和脂肪会略微增加风险。相比之下，食用单不饱和脂肪和多不饱和脂肪会降低风险——正如对照喂养研究预测的那样。由于这两种影响相互抵消，因此总脂肪摄入量较高并不会导致冠心病发病率升高。这一发现强化了1989年国家科学院的一份报告，该报告的结论是，脂肪的类型，而不是总脂肪卡路里的百分比，是心脏病风险发展的重要因素。
但是，除了冠心病以外，其他疾病呢？富裕的西方国家乳腺癌、结肠癌和前列腺癌的发病率很高，这导致人们相信，脂肪的摄入，尤其是动物脂肪，可能是一个风险因素。但大型流行病学研究几乎没有证据表明中年时期总脂肪摄入量或特定类型脂肪的摄入量会影响患乳腺癌或结肠癌的风险。一些研究表明，前列腺癌和动物脂肪的摄入量可能有关联，但令人欣慰的是，没有迹象表明植物油会增加任何癌症风险。事实上，一些研究表明，植物油可能会略微降低此类风险。
最后，必须考虑脂肪摄入量对肥胖的影响，肥胖是美国最严重的营养问题。肥胖是几种疾病的主要风险因素，包括2型糖尿病（也称为成人发病型糖尿病）、冠心病以及乳腺癌、结肠癌、肾癌和食道癌。许多营养学家认为，食用脂肪会导致体重增加，因为脂肪每克含有的卡路里高于蛋白质或碳水化合物。此外，将膳食脂肪储存在体内的过程可能比将碳水化合物转化为身体脂肪更有效。但最近的对照喂养研究表明，这些考虑在实践中并不重要。避免肥胖的最佳方法是限制您的总卡路里，而不仅仅是脂肪卡路里。因此，关键问题是饮食的脂肪成分是否会影响一个人控制卡路里摄入量的能力。换句话说，吃脂肪是否比吃蛋白质或碳水化合物更或更不容易感到饥饿？关于为什么一种饮食应该比另一种饮食更好的理论有很多，但很少有长期研究。在随机试验中，分配到低脂饮食的个体在最初几个月往往会减轻几磅体重，但随后又会恢复体重。在持续一年或更长时间的研究中，低脂饮食始终没有导致更大的体重减轻。
新金字塔的文本在承认某些脂肪（反式脂肪和饱和脂肪）比其他脂肪（多不饱和脂肪和单不饱和脂肪）更糟糕方面，比1992年的版本有所改进。不幸的是，它以相同的方式对待反式脂肪和饱和脂肪，即使来自氢化植物油的反式脂肪至少有害两倍，以每克为基础。与饱和脂肪不同，它可以潜在地从饮食中消除。此外，新金字塔在很大程度上忽略了健康油的积极益处。
碳水化合物加载
现在让我们看看碳水化合物对健康的影响。复合碳水化合物由糖单元（如葡萄糖和果糖）的长链组成；糖只含有一个或两个单元。由于担心糖只提供“空卡路里”——也就是说，没有维生素、矿物质或其他营养物质——复合碳水化合物构成了美国农业部食物金字塔的基础。但精制碳水化合物，如白面包和白米饭，可以非常迅速地分解为葡萄糖，葡萄糖是身体的主要燃料。精制过程产生了一种容易吸收的淀粉形式——淀粉被定义为葡萄糖分子结合在一起——并且还去除了许多维生素和矿物质和纤维。因此，与全谷物相比，这些碳水化合物会更大幅度地提高血液中的葡萄糖水平。（全谷物没有被磨成细面粉。）
或者考虑土豆。吃煮土豆比吃相同卡路里的食糖更能提高血糖水平。由于土豆主要由淀粉组成，因此可以迅速代谢为葡萄糖。相比之下，食糖（蔗糖）是一种双糖，由一个葡萄糖分子和一个果糖分子组成。果糖转化为葡萄糖需要更长的时间，因此血糖水平上升较慢。
血糖的快速升高会刺激大量胰岛素的释放，胰岛素是将葡萄糖定向到肌肉和肝脏的激素。结果，血糖骤降，有时甚至低于基线。高水平的葡萄糖和胰岛素可能对心血管健康产生负面影响，提高甘油三酯并降低HDL（好胆固醇）。葡萄糖的急剧下降也可能导致富含碳水化合物的膳食后更饥饿，从而导致暴饮暴食和肥胖。
在我们的流行病学研究中，我们发现从精制谷物和土豆中摄入大量淀粉与患2型糖尿病和冠心病的风险较高有关。相反，摄入更多纤维与患这些疾病的风险较低有关。有趣的是，尽管如此，纤维的摄入并没有降低结肠癌的风险，正如早期假设的那样。
超重、不爱运动的人可能会对胰岛素的作用产生抵抗力，因此需要更多的激素来调节他们的血糖。最近的证据表明，碳水化合物的不良代谢反应在已经具有胰岛素抵抗的人群中明显更糟。这一发现可能解释了亚洲和其他地方的农民（他们非常精瘦且活跃）能够大量食用精制碳水化合物而不会患上糖尿病或心脏病，而同样的饮食在更久坐不动的人群中可能会产生毁灭性的影响。
新的金字塔适当地更加强调全谷物，但它仍然暗示将一半的谷物作为精制淀粉是可取的，而这些碳水化合物来源应谨慎使用。此外，新的金字塔对添加糖和含糖软饮料的关注不足，添加糖和含糖软饮料约占美国消费的所有卡路里的8%——超过任何其他食品。
多吃蔬菜
高摄入量水果和蔬菜可能是1992年食物金字塔中最没有争议的方面，而2005年的金字塔甚至比以前更强调水果和蔬菜。降低癌症风险一直是广泛宣传的益处。但是，关于这种益处的大部分证据都来自病例对照研究，在这些研究中，癌症患者和选定的对照受试者被询问他们早期的饮食。这些回顾性研究很容易受到多种偏见的影响，而最近来自大型前瞻性研究（包括我们自己的研究）的发现倾向于表明，总体水果和蔬菜消费与癌症发病率之间几乎没有关系。（尽管如此，水果和蔬菜中的特定营养素可能提供益处；例如，绿叶蔬菜中的叶酸可能降低患结肠癌的风险，而西红柿中发现的番茄红素可能降低患前列腺癌的风险。）
吃水果和蔬菜的真正价值可能在于降低患心血管疾病的风险。叶酸和钾似乎有助于这种效果，这在几项流行病学研究中已经看到。叶酸摄入不足也会导致严重出生缺陷的风险更高，而叶黄素（一种绿叶蔬菜中的色素）摄入量低与患白内障和视网膜退化的风险更高有关。水果和蔬菜也是良好健康所需的许多维生素的主要来源。因此，即使这样做对癌症风险几乎没有影响，也有充分的理由每天摄入建议的五份。然而，在美国农业部金字塔中将土豆作为蔬菜纳入其中几乎没有道理；土豆主要由淀粉组成，不具有其他蔬菜所见的益处。
旧版和新版美国农业部金字塔的另一个缺陷是未能认识到红肉（牛肉、猪肉和羊肉）与肉类和豆类组中的其他食物（家禽、鱼类、豆类、坚果和鸡蛋）之间重要的健康差异。高红肉摄入量与患冠心病的风险增加有关，这可能是因为红肉饱和脂肪和胆固醇含量高。红肉还会增加患2型糖尿病和结肠癌的风险。结肠癌风险升高可能部分与烹饪过程中产生的致癌物以及加工肉类（如意大利腊肠和博洛尼亚香肠）中发现的化学物质有关。
相比之下，家禽和鱼类比红肉含有更少的饱和脂肪和更多的不饱和脂肪。鱼类也是必需的omega-3脂肪酸的丰富来源。毫不奇怪，研究表明，用鸡肉和鱼肉代替红肉的人患冠心病和结肠癌的风险较低。鸡蛋胆固醇含量高，但每天最多食用一个鸡蛋似乎不会对心脏病风险产生不利影响（糖尿病患者除外），这可能是因为略微升高的胆固醇水平的影响被其他营养益处所抵消。
许多人因为坚果的脂肪含量高而避免食用坚果，但坚果（包括花生）中的脂肪主要是不饱和脂肪，尤其是核桃，是omega-3脂肪酸的良好来源。对照喂养研究表明，坚果可以改善血液胆固醇比率，而流行病学研究表明，坚果可以降低患心脏病和糖尿病的风险。此外，吃坚果的人实际上不太可能肥胖；也许是因为坚果更能满足食欲，吃坚果似乎具有显著减少其他食物摄入量的作用。
关于美国农业部金字塔的另一个担忧是，它们提倡过度消费乳制品，建议大多数人每天喝相当于三杯牛奶。这一建议通常以乳制品的钙含量为理由，人们认为钙含量可以预防骨质疏松症和骨折。但在乳制品消费量高的国家，骨折发生率最高，而大型前瞻性研究并未显示大量食用乳制品的人骨折风险较低。钙是一种必需营养素，但对骨骼健康的需求可能被夸大了。更重要的是，我们不能假设高乳制品消费是安全的：在几项研究中，大量食用乳制品的男性患前列腺癌的风险增加，在一些研究中，高摄入量的女性患卵巢癌的几率升高。虽然最初认为脂肪是罪魁祸首，但在更详细的分析中，这并未得到支持。高钙摄入量本身似乎与患前列腺癌的风险最明显相关。
需要进行更多研究来确定乳制品对健康的影响，但目前建议高消费是不明智的。大多数遵循良好总体饮食的成年人可以通过每天摄入相当于一杯牛奶来获得必要的钙含量。在某些情况下，例如绝经后，女性可能需要更多的钙，但可以通过服用补充剂以较低的成本获得，并且不含饱和脂肪或卡路里。
更健康的金字塔
尽管美国农业部的食物金字塔在过去十年中已成为营养学的标志，但直到最近，还没有研究评估遵循其指南的个人的健康状况。它很可能有一些好处，尤其是从高摄入量的水果和蔬菜中获益。减少总脂肪摄入量往往会减少有害的饱和脂肪和反式脂肪的摄入量。但金字塔也可能导致人们少吃健康的不饱和脂肪，多吃淀粉，因此益处可能会被危害所抵消。
为了评估总体影响，我们使用了健康饮食指数（HEI），这是美国农业部开发的一种评分，用于衡量在联邦营养计划中对1992年金字塔及其随附的膳食指南的依从性。从我们大型流行病学研究中收集的数据，我们计算了每位参与者的HEI评分，然后检查了这些评分与随后发生重大慢性病（定义为心脏病发作、中风、癌症或任何原因造成的非外伤性死亡）风险的关系。当我们比较同一年龄组的人时，HEI评分最高的女性和男性确实患重大慢性病的风险较低。但这些人吸烟也较少，锻炼更多，并且总体而言比其他参与者拥有更健康的生活方式。在调整这些变量后，我们发现HEI评分最高的参与者并没有体验到明显更好的总体健康结果。正如预测的那样，1992年金字塔的危害抵消了它的益处。新的金字塔尚未以这种方式进行评估，但由于其基本建议与早期金字塔给出的建议相似，因此对健康结果的影响可能也相似。
新金字塔的最佳特点是它明确强调体育锻炼。这是值得称赞的，但无助于人们选择吃什么。新的金字塔根据性别和年龄提供“定制”的膳食建议，但不考虑体型——因此，身高六英尺六英寸、体重330磅的男性获得的建议与身高五英尺三英寸、体重120磅的男性获得的建议相同。
由于美国农业部金字塔的目标是崇高的——鼓励健康的膳食选择——我们试图开发一种源自现有最佳知识的替代方案。我们修订后的金字塔[参见第18页的方框]强调通过每天锻炼和避免过量总卡路里摄入来控制体重。该金字塔建议，一个人的饮食的大部分应由健康脂肪（液态植物油，如橄榄油、低芥酸菜籽油、大豆油、玉米油、葵花籽油和花生油）和健康碳水化合物（全谷物食品，如全麦面包、燕麦片和糙米）组成。
如果你的饮食中的脂肪和碳水化合物都是健康的，你可能不必太担心来自每种脂肪和碳水化合物的总卡路里百分比。水果和蔬菜也应大量食用。鼓励适量食用健康蛋白质来源（坚果、豆类、鱼类、家禽和鸡蛋），但乳制品消费应限制为每天一到两份。修订后的金字塔建议尽量减少红肉、黄油、精制谷物（包括白面包、白米饭和白意大利面）、土豆和糖的消费。
反式脂肪根本没有出现在金字塔中，因为它在健康饮食中没有地位。建议大多数人服用多种维生素，适量饮酒可能是一个值得选择的选择（如果特定健康状况或药物没有禁忌症）。最后一个建议附带一个警告：不饮酒显然比饮酒过量更好。但是，越来越多的研究表明，适量饮酒（以任何形式：葡萄酒、啤酒或烈酒）对心血管系统有益。
我们能证明我们的金字塔比美国农业部的金字塔更健康吗？我们设计了一个新的健康饮食指数，该指数衡量了一个人的饮食在多大程度上遵循了我们的建议。将修订后的指数应用于我们的流行病学研究，我们发现，按照新金字塔饮食的男性和女性患重大慢性病的风险较低[参见对面页的方框]。这种益处几乎完全来自于心血管疾病风险的显著降低——女性高达30%，男性高达40%。然而，遵循新金字塔的指南并没有降低患癌症的风险。体重控制和体育锻炼，而不是特定的食物选择，与降低许多癌症的风险有关。
当然，不确定性仍然笼罩着我们对饮食与健康之间关系的理解。需要进行更多研究，以检查乳制品的作用、特定水果和蔬菜对健康的影响、维生素补充剂的风险和益处以及儿童早期和成年早期饮食的长期影响。还应研究膳食因素与遗传易感性的相互作用，尽管其重要性仍有待确定。
另一个挑战将是确保向公众提供的关于营养的信息严格基于科学证据。美国农业部可能不是制定客观营养指南的最佳政府机构，因为它可能与农业产业联系过于紧密。食物金字塔应该在一个与政治和经济利益充分隔离的环境中重建。
作者 沃尔特·C·威利特 和 梅尔·J·斯塔姆弗 是哈佛大学公共卫生学院的流行病学和营养学教授。威利特担任该学院营养系主任，斯塔姆弗担任流行病学系主任。威利特和斯塔姆弗也是哈佛医学院的医学教授。他们都通过吃得好和经常锻炼来实践他们的主张。