僅僅因為選對了食物，他們半年瘦了16斤

說到減肥，最常見的建議就少吃多運動。這在道理上沒錯，畢竟只要讓消耗的能量多於攝入的能量，體重自然就會降低。但實際情況遠比這複雜，不同種類的食物，即使所含能量一樣，效果也可能截然不同；不同的人吃同樣的食物也可能有不同的結果。因此，複雜的減肥問題需要複雜的解決方案。

撰文 | 蘇珊·羅伯茨（Susan B. Roberts）

薩伊·克魯帕·達斯（Sai Krupa Das）?

翻譯?| 管心宇

肥胖，如同一種在全球蔓延的瘟疫，已成為人類面臨的最大健康問題之一。2014年，全世界約有6億，即13%的成年人肥胖，比1980年增加了一倍多。目前，37%的美國成年人肥胖，另有34%超重。如果目前的趨勢保持不變，健康專家預測，到2030年美國的肥胖人數將達到總人口的一半。

假如新潮減肥餐、減肥真人秀或者意志力真有用的話，現在我們應該已經看到趨勢有所改變了。然而，肥胖（定義為體脂超標，且體重為理想體重的120%或更高）是一個太過複雜的問題，沒有解決的捷徑。我們為何會吃讓人發胖的東西？身體如何控制體重？如何最有效地促使人們改變不健康的習慣？要回答這些問題並不容易。過去20年來，本文作者所在的實驗室試圖以最嚴謹的科學手段，找出能更有效地治療肥胖和保持健康體重的方法。

我們的許多研究成果顛覆了流行學說，為新方法打開了大門。比如，我們已經證實，如果你想減肥，運動並不是重點，儘管體育鍛煉確實在其他諸多方面益於健康，其中也包括保持健康的體重。許多專家都懷疑，能否成功減肥，吃什麼以及吃多少遠比運動重要（參見《環球科學》2017年3月號封面故事《運動悖論：鍛煉無關減肥》），我們實驗室以及其他研究者已經證實了這個猜測。不過，相比其他人的研究，我們的研究要更深入一些，我們還發現，要更有效地減肥，不同的人需要吃不同的食物。我們由此制定出因人而異的減肥方案，比任何一刀切的建議都更有用。

我們相信這種新認識將改善全球各地數百萬人的健康狀況。肥胖增加了所有主要非傳染疾病的患病風險，包括2型糖尿病、心臟病、中風及幾種癌症，足以讓一個人的潛在壽命減少14年之多。研究顯示，超重還會干擾人體抵抗感染、深度睡眠、健康變老等諸多能力。我們早就該找出對抗這種流行病的方法了。

節省燃料

減肥可以被簡化為一個簡單的數學公式：消耗的能量>攝入的能量。幾十年來，健康專家一直認為，你如何實現這種能量「虧損」並不怎麼重要。也就是說，只要保證足夠的營養，你可以用「多動+少吃」來安全減肥，不論兩者各佔多大比例。然而，這種假設沒有考慮到人類生理和心理上的複雜性，因此在真實世界中付諸實施時很快就敗下陣來。實際上，要弄明白個中細節、更科學地管理體重，所需的時間長得多，而涉及的專業知識覆蓋之廣更是超出任何人的預期。

我們研究的第一步開始於20世紀90年代，目的是確定一個基礎需求：維持一般人體的運作需要多少能量？這個直白的問題並不容易回答。人當然是從食物中獲取能量，但要利用這種能量，食物必須首先被分解或代謝，從而成為身體的燃料，就像汽車用的汽油。我們吸入的氧氣幫助身體燃燒這種燃料，而沒有立即用掉的燃料會以糖元（一種碳水化合物）或脂肪的形式存儲在肝臟中。當肝臟中沒有多餘的空間時，剩餘的燃料會被存儲在脂肪細胞中。同時，代謝生成的二氧化碳在我們呼氣時排出，生成的其他廢物則成為尿液和糞便排出體外。整個過程的效率在不同人身上是不同的，甚至同一個人在不同狀況下也會有所不同。

長久以來，測量人們「能耗」的最佳方式是讓他們在一個專門的實驗室里生活兩周，比如我們的實驗室。研究人員可以在這裡記錄下實驗對象進食的所有東西並追蹤他們的體重。另一個辦法是讓自願者進入一個密閉房間（稱作「量熱器」）內，測量他們吸入的氧氣和呼出的二氧化碳。根據這類測量結果，我們可以估算人體的基本能量需求。這兩種方法都不是非常方便，也不能很好地重現日常生活狀態。

一個簡單得多的方法是使用「雙標水」。這種水含有的少量的氘（2H）和氧18（18O），都是無害的非放射性同位素。一個人喝下雙標水後的一兩周內，身體會通過尿液排出氘和部分氧18（其餘的氧18以二氧化碳的形式呼出）。研究人員採集尿液樣本，比較這段時間裡人體排出兩種同位素的速度。利用這些數據，他們可以計算出一個人消耗的能量，且不打斷他的日常活動。

這個方法在20世紀50年代就已誕生，但之後的幾十年里，雙標水都因為過於昂貴而很少在人身上使用。到了80年代，雙標水價格下跌，技術也變得更加高效，但我們實驗室有時仍要為單獨一次測量花掉2000美元。因此，我們花了20多年才積累了足夠多的數據，來弄明白要維持體重不變的話，人體需要多少能量。

我們和其他研究團隊開展的這類實驗得出了結論：要保持健康和維持日常活動，人類並不需要很多能量。而任何多餘的能量攝入都會很快導致體重增加。在這方面，我們很像其他靈長類動物，例如黑猩猩和紅毛猩猩。今天，一名擁有健康體重和標準身高的美國成年男性每天需要約2500卡能量來保持體重，而一名體重正常的普通成年女性需要約2000卡（男性通常需要更多能量，因為平均而言他們體型更大，肌肉質量也更大）。

相比之下，有研究顯示，親緣關係相差甚遠的諸多物種，如紅鹿（Cervus elapus，實驗對象是6歲的雌鹿，平均體重100千克）和灰海豹（Halichoerus grypus，實驗對象是3頭成年雌海豹，平均體重120千克），維持體型所需的能量是靈長類的兩三倍（按每千克體重所需的平均數計算）。

看上去這是個很合理的推測：美國人喜歡久坐不動，因而需要的能量較少，但研究人員發現，那些日常運動量非常大的土著人群也有著類似的能量需求水平。

亨特學院（Hunter College）的赫爾曼·龐澤（Herman Pontzer）和同事測量了坦尚尼亞北部狩獵採集部落哈扎族人的能量需求，發現男性平均每天需要2649卡，而女性只需要1877卡（這個部落不論男女，體型都小於其他地區的狩獵採集部族）。另一項針對西伯利亞原住民雅庫特人的研究發現，男性需要3103卡，女性需要2299卡。而安第斯高原的艾馬拉族男性需要2653卡，女性需要2342卡。

雖然我們需要的能量並未改變過，但美國政府數據顯示，平均而言美國人每天攝入的能量比20世紀70年代時增加了500卡（相當於快餐店的一個烤雞三明治或兩個牛肉玉米餅）。每天攝入的能量只要比所需的量多50~100卡（相當於一兩塊小曲奇餅），一年就會增重1~3千克，十年後很容易就增重了10~30千克。這麼看來，我們這麼多人都變得超重或肥胖，也就不足為奇了。

複雜的能量公式

保持體重恆定的公式是攝入的能量不能多於身體保持體溫、維持基本生理功能和身體活動所需的能量，這其實就是說熱力學第一定律對生物系統也成立：一個閉合系統（在這個例子里是人體）攝入的能量總量必定等於消耗或存儲起來的能量總量。但是，這個定律並沒有要求人體以同等效率利用所有的食物，這就產生了一個問題：是否所有能量對體重增加的貢獻都是等同的？

有關這個課題的研究仍在不斷演變。為何要得到一個明確的答案需要那麼長時間？要理解這一點，我們需要回溯歷史，來到19世紀90年代末期康涅狄格州的小城斯托爾斯（Storrs）。在那裡，化學家威爾伯·奧林·阿特沃特（Wilbur O. Atwater）創設了美國首個研究食物生產和消耗的實驗室。實際上，他是證明人和其他動物一樣遵守熱力學第一定律的第一人（他那個年代的一些科學家認為，人在這個定律上可能是個特例）。

自阿特沃特的年代以來，代謝實驗室的實驗設計幾無變化。為確定人體能從食物的三大成分——蛋白質、脂肪和碳水化合物中獲得多少能量，阿特沃特讓幾名男性自願者逐個在量熱器內生活幾天。他和同事記錄下他們吃下的所有食物，以及這些食物最後變成了什麼——從呼出的二氧化碳到尿液和糞便中含有的氮、碳等成分。最終，研究團隊總結出，人體從每克蛋白質和碳水化合物中獲得約4卡能量，從每克脂肪中獲得約9卡。（這些數字如今被稱作「阿特沃特係數」。）

當然，食物並不是以純粹的蛋白質、碳水化合物或脂肪的形態存在的。三文魚的主要成分是蛋白質和脂肪；蘋果含碳水化合物和纖維；牛奶含脂肪、蛋白質、碳水化合物和大量的水。實際上，一種食物的物理特性和成分都會影響人體對能量的消化和吸收，其程度超出了研究人員的預期。

比如，美國農業部下屬馬里蘭州貝茨維爾人類營養研究中心（Beltsville Human Nutrition Research Center）的戴維·貝爾（David Baer）於2012年證明，人體並不能從某些堅果中提取營養標籤上列出的全部能量。具體而言，這取決于堅果的加工方式。比如，生杏仁要更難消化，我們從它們那裡獲得的能量要比阿特沃特係數計算出的少，損失掉了三分之一，而我們卻能代謝杏仁醬所含的全部能量。

全麥、燕麥和高纖維穀物也要比我們過去想的更難消化。我們團隊近期的一項研究讓自願者進食含30克膳食纖維的全麥餐——美國人平常的一頓飯里含有15克左右的膳食纖維，結果發現通過糞便損失掉的能量增多，同時代謝率提高了。這些變化共同作用，總的效果相當於讓自願者每日少攝入了100卡能量——如果持續數年將對體重產生顯著影響。

就這樣，我們和其他研究人員證實，並非所有的能量都是一樣的——至少堅果和高纖維穀物中的就不一樣。隨著科學家進一步了解不同食物的消化效率和其對人體代謝率的影響，我們還將看到更多例子，證明食物的差異對我們的體重管理有著巨大的影響，能夠使這變得很簡單——或者很難。

熱力學第一定律適用於生物體，正如它適用於宇宙其他任何物體。我們從食物中吸收的能量必定等同於我們身體消耗或存儲的能量。但平衡這一方程的最簡單方法卻未必最契合實際情況。比如，人對不同食物的消化吸收效率並不相同，而不同的人用以維持機體存活的最少能量也不一樣。下圖展示了已知複雜因素中的幾項。

能量消耗

以上是有關我們吃什麼的問題。而身體對食物的處理又把我們帶到能量平衡公式的另一端——能量消耗。研究人員在這裡也發現了令人吃驚的巨大差異性。

人們在嘗試減肥時最常聽到的建議是多運動。運動當然會幫助你的心臟、大腦、骨骼和身體其他部分保持良好的運作秩序。但是，我們和其他研究組通過詳細測量發現，運動只貢獻了能耗（假定體重保持不變）的約三分之一。人體的基礎代謝貢獻了其餘三分之二。基礎代謝即人體在安靜休息的狀態下維持自身運作所需的能量。有趣的是，人體需要能量最多的部分是大腦和某些內部器官，如心臟和腎臟，而非骨骼肌，雖然力量訓練可以略微提高基礎代謝。

此外，就像所有中老年人都非常了解的那樣，代謝會隨年齡而變化。人們年老時維持身體機能所需的能量少於他們年輕時。代謝率在不同的人身上也不一樣。1986年發表的一項研究測量了來自54個家庭共130人的代謝率。在考慮了年齡、性別、身體結構等差異後，研究人員發現不同家庭間的差異可達到約每天500卡。由此不可避免地得出一個結論：在代謝率這一點上，人與人之間存在著遺傳差異。

讓我們假設你的體重已經開始有所下降了。隨著你的身體變小，你的代謝率和能量需求必定下降，這意味著你體重下降的速度也會放慢。這只是個物理問題——熱力學第一定律仍然適用。但人體同時也受制於演化壓力——在演化中，那些更善於節省能量從而把能量存儲起來的人處於更有利的地位。確實，有研究顯示，在減重過程中，代謝率下降的幅度要大於預期。一旦體重在一個新的、較低的水平上穩定下來，運動可以幫助你管理體重——抵償因身體減小而降低的能量消耗。

飢餓的大腦

在阿特沃特係數和代謝率上存在的差異並非問題的全部。越來越多研究表明，在吃上，我們的大腦發揮著關鍵的作用，它協調著來自體內各種各樣生理感測器的信號，並提醒我們食物的存在。隨後大腦就會產生飢餓感和食慾，以確保我們進食。

一直以來，飢餓感的作用是幫助我們活下去。因此，直接與之對抗並無意義。成功管理體重的關鍵之一在於，不讓飢餓感和食慾出現。

包括我們在內的幾個實驗室都曾開展過單餐測試，實驗結果顯示，假如一頓飯中的蛋白質或纖維含量較高，或者不會導致血糖（葡萄糖）水平驟升，通常就更能滿足食慾和抑制飢餓感。（碳水化合物是血液中葡萄糖最常見的來源，但蛋白質也能生成葡萄糖。）

本文作者羅伯茨在2000年發表過一篇綜述，指出人們在吃過一頓所謂的高升糖指數早餐（比如精加工的早餐麥片）後，在接下來的幾個小時里攝入的能量要比吃低升糖指數早餐（鋼切燕麥粒或煎蛋）多出29%。

事實上，我們團隊最近已獲得初步數據，表明在減肥過程中可以通過選擇正確的食物來減少飢餓感。我們先請133名自願者回答一個詳細的問卷，了解他們感到飢餓的頻率、時間和強度。而後將他們隨機分成兩組，一組為減肥組，重點進食蛋白質和纖維含量高而升糖指數低的食物（比如魚、豆類、蘋果、蔬菜、烤雞、麥仁），另一組是對照組。

在接下來的半年時間裡，實驗組成員報告的飢餓水平相比實驗前有所下降。他們的體重也有了變化。到實驗結束時，他們已平均減重8千克，而對照組增重0.9千克。

有趣的是，實驗組成員對食物的慾望也下降了，這表明，能給他們的大腦帶來愉悅的東西也改變了。我們讓15名自願者瀏覽各種不同食物的圖片，並掃描他們的大腦。結果顯示，實驗組成員大腦的獎勵區域在看到烤雞、全麥三明治和高纖維麥片的圖片時活躍度增加，而對薯條、炸雞、巧克力糖以及其他易讓人發胖的食物的反應變遲鈍了。

個性化減肥食譜

不同食物抑制食慾的能力和消化吸收的效率都存在差異,而人體代謝還能根據能量攝入的變化做出調整（雖然有限但切實存在），這些因素使得體重管理變成了一個複雜的體系。我們還發現了越來越多能對不同人群產生不同影響的特殊條件。比如，我們早已知道，大部分肥胖人士都會分泌更多胰島素（與體重成正比）。胰島素是一種幫助人體代謝血糖的激素。所謂的「胰島素抵抗」會導致一系列其他代謝問題，比如增加罹患心臟病或2型糖尿病的風險。我們讓這類人參加6個月的減肥實驗後發現，他們在堅持吃高蛋白質高纖維、低碳水化合物和低升糖指數的食物後，體重下降的幅度要比吃高碳水化合物、高升糖指數食物更大。與之不同的是，對於那些胰島素分泌水平低的人，兩類食譜對體重下降程度並無影響。

目前，我們經常幫助參與實驗的自願者減肥及保持體型。儘管前文介紹的那個133人參與的實驗長達6個月，期間還要求自願者參加每周例會並堅持回復郵件，但只有11%的人中途退出。一些人甚至在我們團隊最後一次造訪時哭了，因為不想說再見。他們不但減輕了體重，而且成效比自己預期好太多，令他們感到身心都煥然一新。用一位自願者的話說：「科學成功了。」

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