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為何有些人怎麼吃也不胖?



利維坦按:身邊有一朋友,一米八有餘,60公斤不到,屬於風一吹都要站不住的體格。當大部分人為小肚腩發愁的時候,此人卻在增肥的道路上踽踽獨行了好幾年——炸雞、奶茶,什麼熱量高吃什麼,卻始終跟個竹竿似的,與周邊人格格不入,但也跟苦苦減肥多年的多數人一樣痛苦萬分。我們習慣性地將這種現象歸因於「吃不胖體質」,本文或許能給出一些參考答案。


吃不胖的原因很難找,但是瘦不下來的原因無非兩種——邁不開腿和管不住嘴,本文很適合年後閱讀。



文/Julia Belluz


譯/夏夜夜夜


校對/一粒宸


原文/www.vox.com/2018/9/4/17486110/metabolism-diet-fast-weight-loss


本文基於創作共同協議(BY-NC),由夏夜夜夜在利維坦發布


文章僅為作者觀點,未必代表利維坦立場

給小鼠或大鼠餵食大量垃圾食品後,科學家們一致發現,只有一部分實驗鼠會暴飲暴食,像被充了氣一樣胖成球,其他的卻仍然能保持正常體型。



(www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29707908)

把實驗鼠換成人,情況也差不多。味美價廉的高熱量食品席捲美國甚至全球,導致平均肥胖率激增。

但並非所有人都暴飲暴食,體重超標,也不是每個超重者都會患上糖尿病、心臟病等疾病。為什麼我們對熱量攝入超標和發胖反應各異?


想找到答案,最好的去處就是一個位於華盛頓郊區,長約3.5米,寬約3.35米的小房間。去年夏天,我在裡面度過了一天,像我這樣的受試者去年總共不超過100個。


這個密閉的小房間就是

美國衛生研究院臨床中心的能量代謝實驗室

,裡面只有一輛健身腳踏車、一個衛生間和一張床。去年六月,我在這間密封實驗室里度過了23個小時,其間護士一直通過有機玻璃窗和天花板上的攝像頭對我進行持續監測。


和被單獨監禁的犯人一樣,我的三餐都是從牆上的氣封窗口送進來的。

因為研究人員要追蹤我攝入的每卡熱量,所以剩飯也要從氣封窗口送回去做記錄。

除了記錄心跳的心臟監測器,我的手腕、腳踝和腰上各有一個負責追蹤我一舉一動的加速度計。


位於馬里蘭州貝塞斯達的美國衛生研究院臨床中心能量代謝實驗室內景,牆上有兩個氣封窗口,上方的「潔凈區」用來給受試者送餐,下方的「污染區」用於回收剩飯。圖源:Christina Animashaun/Vox

全球僅有約30個能量代謝實驗室,美國衛生研究院就有三個。這些高度靈敏的科學設備價值數百萬美元,是測量代謝率的黃金標準。

有了它們,研究人員就能嚴密監測個體對攝入熱量的反應,幫助我們深入了解肥胖症、代謝症候群和糖尿病等嚴重威脅人類健康的疾病。


作為一個「活動受限」的普通受試者,我的參與將為肥胖相關性實驗做出貢獻,讓研究人員離他們的遠大目標更近一步。


但我參與試驗不光是為了給科研做貢獻,我也有私心。

小時候,我的兩個兄弟和很多朋友不管怎麼狂吃垃圾食品,好像都不會胖。現在,我丈夫吃的義大利面簡直能堆成山,但還是瘦得像竹竿。但我只要在飲食上稍微放縱一下就體重飛漲。

我一直懷疑,自己從小到大控制體重之所以這麼痛苦,就是因為代謝慢。


自願成為美國衛生研究院的「囚犯」,近距離觀察對肥胖研究至關重要的科學儀器,還能解開困擾我已久的體質之謎,這樣的經歷可謂既刺激又難得。


在實驗室度過的一天充分暴露了我對自身代謝的誤解之深。我對代謝率的執念源於對肥胖和體重管理的誤解,這種有害無益的想法完全偏離了問題的重點。


解開代謝之謎


如果你熟悉女性雜誌封面,看過《奧茲醫生秀》,逛過雜貨店裡的保健品區,或許會認為代謝是一種獨立的反應,只要攝入辣椒和咖啡等「代謝加速劑」或遵循某些特定食譜就能加速代謝。


事實上,代謝包括成千上萬的化學反應,我們體內的每個細胞都參與其中,將通過飲食攝入的熱量轉化為維持生命所需的「燃料」。

這些反應會隨著所處環境和自身行為變化,我們基本無法控制

(控制飲食和增加運動量對代謝率的影響微乎其微)


圖源:Julia Belluz/Vox

身體利用熱量的方式主要有三種。第一種是維持心臟、大腦和體內所有細胞正常運轉的基礎代謝;第二種是食物熱效應,用於分解食物;第三種是行走、坐立不安和鍛煉等體力活動的消耗。


和我們的認知相反,基礎代謝在每日熱量總消耗中所佔比例最高,對大多數成年人來說,其佔比高達65%到80%。

相比之下,體力活動佔比要低得多,一般為10%到30%。消化食物佔比約為10%。


肌肉和脂肪組織含量、年齡和基因等都是可以預測個體代謝率的指標。

女性的熱量消耗通常低於男性。

如果你的代謝率很高,就說明比起把食物轉化為脂肪囤積起來,你的身體將其分解,用於供能的速度更快,話雖如此,如果攝入熱量超過身體所需,你還是會發胖。

和直覺恰恰相反,胖人的代謝率一般比瘦人高,因為前者的身體需要消耗的能量更多。

對所有生物來說,這三種複雜的化學反應都必不可少。幾個世紀以來,早在肥胖危機降臨前,科學家就一直在努力破解代謝之謎。


17世紀初,「代謝平衡研究之父」義大利醫生聖托里奧·桑托里烏斯(SantorioSanctorius)進行了最早的人體代謝控制變數實驗。

他發明了「靜態測重椅」,該儀器能讓他在進食、睡眠、排泄甚至性事前後自行測量體重。

桑托里烏斯發現,以上活動都會導致體重波動,他認為這種現象是不感蒸發

(insensible perspiration,指水分直接透出皮膚和粘膜表面,在未聚成明顯的水滴以前便蒸發掉的一種散熱方式)

導致的。



版畫里的桑托里烏斯正坐在自己發明的「靜態稱重椅」上。圖源:SSPL/Getty Images

一百年後,法國化學家安托萬·拉瓦錫(Antoine Lavoisier)發明了測量動物熱量消耗的「冰量熱計」——他將豚鼠關在由冰包裹的籠子里,通過觀察冰的融化速度來測定豚鼠的熱量消耗。這項研究表明,動物散發的熱和排出的氣體都與熱量消耗有關,人類也不例外。


我所在的「能量代謝實驗室」由桑托里烏斯和拉瓦錫的發明改進而來。過去幾年,探索代謝奧秘的科學家發現,我們燃燒熱量的速度及其種類會影響吸入的氧氣和呼出的二氧化碳量,

只要在密封環境下測定這兩種氣體的含量,就能確定個體代謝率。


代謝解密儀


能量代謝實驗室又名全室量熱計,在所有能追蹤這種氣體交換的儀器中精度最高,可以實時監測每分鐘的氣體交換情況。


2007年,美國衛生研究院的三個能量代謝實驗室投入使用,重點研究日漸普遍的肥胖症。18位科學家每年在這裡進行約400項研究,它們的背後是研究範圍更廣的代謝臨床研究中心,

該中心致力於了解困擾全球三分之一人口的

體重問題

肥胖症

糖尿病



通向能量代謝實驗室的走廊。布滿實驗室天花板的一排排金屬管道能夠幫助研究人員測定氧氣消耗量和二氧化碳產量。圖源:Christina Animashaun/Vox

通過分析代謝臨床研究中心的數千名受試者,美國衛生研究院及能量代謝實驗室的研究人員已經探明代謝機制的適應能力有多強,以及它如何根據食慾、機體組分、體力活動強度隨時調節熱量消耗。


比如,受試者服用某種藥物後,每天能通過尿液多排出360卡熱量,但他們會在不知不覺中多吃一點,來彌補這部分被排出的熱量。


研究人員還發現,如果在睡眠中處於低溫環境,受試者就會囤積更多棕色脂肪

(主要功能為生熱)

,燃燒更多熱量。但在較為溫暖的地方重複該實驗,結果就完全反過來了,這充分說明代謝的適應性極強。


有一項傑出的研究對真人秀《超級減肥王》里的肥胖選手進行了分析。研究人員發現,

地獄式節食會永久性降低減肥者的代謝率,通過飲食攝入的熱量所能維持身體運轉的時間會延長,雖然並不是所有減肥者都會這樣。


此類研究的主題大多都是:新的條件和環境會悄然改變我們的代謝,而我們通常對其毫無察覺。


說到飲食,

研究人員也破解了生酮飲食的秘密:不管宣傳得多麼天花亂墜,它的原理其實很簡單:比起高碳水飲食,高脂肪低碳水的飲食結構能讓身體燃燒更多脂肪。


美國衛生研究院的凱文·哈爾(Kevin Hall)參與了很多此類研究,他說:「我們發現,對減肥來說,減少碳水化合物攝入效果顯著。因為它會導致能量消耗增加,氧化的脂肪也會隨之增多,但人體對攝入的熱量適應性很強。」

換句話說,百試百靈的減肥食譜並不存在,至少現在還未誕生。


尚未解開的基礎代謝之謎還有很多:為什麼身材和機體組分相同的兩人代謝率不同?為什麼人們增重後代謝反應各異

(有些肥胖症患者會產生胰島素抵抗,有些則不然)

?為什麼某些族群

(非裔美國人和南亞人)

患糖尿病等代謝疾病的風險更高,糖尿病患者也更容易患上心血管疾病?


此外,研究人員尚未探明大腦如何獨立獲知體重,因此也無法破解大腦控制代謝率的機制。


在我進實驗室前,專攻代謝和棕色脂肪的美國衛生研究院科學家阿倫·塞佩斯(Aaron Cypess)在電話里告訴我,「如果能破解大腦確定體重,調控身體熱量消耗的機制,我就能改變它,提高超重者的代謝率,幫他們燃燒更多熱量。」


為了實現這個目標,塞佩斯想藉助能量代謝實驗室研製出和低溫環境效果相同的藥物。塞佩斯等科學家利用能量代謝實驗室得出的數據是一座潛力無窮的金礦,或許它終能幫助我們解開代謝之謎,找到治癒糖尿病和肥胖症的方法。


代謝的意義


為了參與試驗,我要先進行抽血、心電圖等一系列身體檢查,然後在能量代謝實驗室里度過一天一夜。在我身處實驗室的23小時里,除了觀察我的一舉一動和進食情況,研究人員每分鐘都會拿到一份報告,其中精確地記錄著我在這一分鐘內消耗了多少熱量,這些熱量從何而來

(是碳水化合物、脂肪還是蛋白質)

。此外,我還要用代謝車和雙標水法來測量代謝率

(詳見後文)


作為回報,我能得到遠超預想的詳細數據,了解自己的身體如何運作,這讓我十分焦慮。



圖源:Christina Animashaun/Vox

我今年34歲,身高175公分,體重在68公斤左右波動,BMI指數在正常範圍內。但我從小就胖乎乎的,好像還比家人更愛吃甜食和高脂食物。從十多歲到二十多歲這段時間裡,我花了很大功夫控制體重,但中間還是超重幾次,這種情況在高中畢業前夕更為嚴重,因為我搬到了義大利小鎮阿布魯佐,沉迷披薩、冰淇淋、白汁紅肉和馬蘇里拉芝士無法自拔。

我和實驗室里的小白鼠一樣,像被充了氣似的飛速長胖。第二年我回到加拿大後,就因為身材不好鬱鬱寡歡。我花了好幾年才開始慢慢瘦下來。


我一直認為,那段超重的日子毀了我的身體。確切點兒說,我覺得自己的代謝率下降了,也更容易長胖了。但我馬上就會知道,自己堅信已久的觀點是錯的。


能量代謝實驗室的工作原理


在實驗室里待了半個上午,我按照規定的間隔吃飯,休息,還騎了30分鐘健身腳踏車。我把自己的一舉一動一絲不苟地記在日誌上——不管是站著讀書、躺著還是騎車鍛煉,這樣研究人員就用它對照我的能量消耗追蹤情況。


午餐送來之前,陳空

(音譯)

來到玻璃窗前,和我打了個招呼。這位生物醫學工程博士是美國糖尿病、消化疾病和腎病研究院的代謝研究員。


陳空問我,「在裡面感覺如何?」


我說待在這個小房間里竟然出奇地舒服,又問他能不能跟我詳細講一下實驗室測定代謝率的原理。


陳博士解釋說,我所在的房間幾乎完全密封,其中的氧氣和二氧化碳含量是固定的。通過遍布天花板的一排排金屬管道,研究人員能捕捉我排出的氣體,測量我每分鐘吸入多少氧氣,呼出多少二氧化碳。


陳空說,這些氣體之所以對代謝至關重要,原因很簡單。我們以進食的方式從碳水化合物、脂肪和蛋白質中攝取熱量,但想要利用它們維持生命,氧氣必不可少。

我們呼吸時,吸入的氧氣會和食物發生反應,破壞

(氧化)

化學鍵,產生熱量。這些熱量有些被儲存起來,有些被釋放供細胞利用。該反應的產物就是二氧化碳。


天花板上的管道抽取實驗室里的空氣後,氣體分析儀會檢測受試者排出的所有氣體,將其消耗的氧氣量和排出的二氧化碳量傳給電腦,陳空這樣的研究人員再將數據代入公式,算出受試者消耗了多少卡路里熱量,並確定在這個過程中被氧化的「燃料」種類。


我們排出的二氧化碳及其與吸入氧氣的比例取決於消耗熱量的多少及其來源

(是碳水化合物,脂肪還是蛋白質)


之所以每分鐘都要重新進行測量,是因為只有這樣,熱量消耗的細微變化才無所遁形。

在24小時內,能量代謝實驗室甚至能測出低至1.5%到2%的變化,這樣的精確程度是其他設備無法比擬的。

「服藥或進食都會對人的生理活動產生微弱影響,這些都逃不過我們的儀器。」陳空驕傲地介紹。



「代謝車」測試前,陳空在能量代謝實驗室外的醫院病房裡跟我說話。圖源:Christina Animashaun/Vox

雙標水法是僅次於能量代謝實驗室的代謝測量方法。受試者要喝下同位素——重氫和氧-18標記的水。

由於人體內基本不含這兩種同位素,只要通過尿樣追蹤它們被排出體外的速度,研究人員就能確定受試者的代謝率。但雙標水法的測量周期為7到10天,而且只能測出低至5%的代謝率波動,精確程度還不及能量代謝實驗室的一半。


這些熱量消耗的細微變化聽起來不起眼,但時間一長就積少成多了。陳空說,

「每天攝入的熱量只要比消耗的多100卡路里,用不了幾年就會胖10斤。」所以每天多吃一塊餅乾,褲子可能就要就穿不進去了。


我問陳空是否親自體驗過能量代謝實驗室。他說初期效度研究時,自己就是第一個受試者。陳空有什麼發現,這對他的生活方式又產生了什麼影響呢?


「我發現自己的代謝率相當正常,這有利有弊,」陳空說,「有利是因為我的代謝很正常,但這也說明,我不是那種干吃不胖的人,如果不注意控制體重,我長胖的風險基本和其他人持平。」


陳空走後,獨處的時間過得飛快,幾次休息、高強度鍛煉和晚飯後,白天就結束了。晚上我躺在床上,想著陳空的實驗結果,好奇能量代謝實驗室到底能告訴我什麼。


「你再正常不過了」


第二天早上,我從六小時的淺眠中醒來,頭昏眼花,渾身無力,一心只想趕快打開沉重的不鏽鋼大門,出去呼吸新鮮空氣。


但實驗還沒結束。一輛代謝車出現在我面前,它看起來像裝了輪子的電腦連著一根管子和一個塑料罩,它將測量我的靜息能量消耗,也就是清醒、空腹且身體不活躍時的代謝率。我躺在醫院病床上,技術人員把球型透明塑料罩戴在我頭上,機器開始收集我呼出的二氧化碳。



剛一睡醒,技術人員就用「代謝車」測量我的靜息能量消耗。圖源:Christina Animashaun/Vox

從醫院出來的路上,我告別了陳空,和照顧我的護士們道謝。因為還要用雙標水法測定代謝率,她們提醒我別忘了要連續收集七天的尿樣,那三個加速度計也不能摘。通過這些數據,研究人員能測出我離開醫院,成為「自由受試者」之後的日均熱量消耗。


幾周後,我致電哈爾詢問實驗結果。最出乎我意料的是,我的健康狀況很不錯,這和我的預想相差甚遠。


「結果表明你再正常不過了,」哈爾答道。


我的代謝率完全符合哈爾根據身高、體重、年齡和性別作出的預測。換句話說,我和「代謝緩慢」沒什麼關係。在能量代謝實驗室里那一天,包括睡眠在內,我的總熱量消耗為2330卡路里,其中靜息能量消耗超過1440卡路里,佔比最高。我的各項生理指標——心率、膽固醇水平和血壓均為良好。這說明那幾年超重的日子既沒給我留下什麼後遺症,也沒增加我的患病風險。


我的能量代謝實驗室之旅還有些意外收穫:我發現保持清醒消耗的熱量比睡眠高一點,但哈爾表示這很正常,「

睡眠中的代謝率比清醒時的靜息代謝率低5%左右。


此外,我騎了90分鐘健身自行車,消耗熱量405卡路里,這比我上過的動感單車課在廣告里宣傳的低了17%,這再一次證明在總熱量消耗中,健身通常只佔一小部分。


就連睡覺時,我的身體也沒閑著。「這又引出了另一個問題——『比起看著電視放空,做高難度數學題時大腦消耗的能量就更多嗎?』每個測量過代謝率的人都會給出否定答案。大腦的耗能是恆定的,它無時無刻不在活躍著。」哈爾說。



圖源:Christina Animashaun/Vox

說到熱量攝入:研究人員提供的食物總熱量為2250卡路里,而我的總熱量攝入為1850卡路里

(蛋白質佔18%;脂肪佔36%;碳水化合物佔46%)

,這說明我處於能量虧損狀態,只要保持這個食量就能瘦下去。


我還發現自己很不擅長估算熱量攝入。在實驗室里那一天,我告訴營養師自己前一天吃了什麼,還填了一份關於過去一年內飲食情況的調查問卷。她據此推算,我的日均熱量攝入為1500至2000卡路里。我一直覺得自己的演算法既精確又全面,但如果真是這樣,我肯定會比現在瘦。


這份飲食調查問卷的結果讓我懷疑,到底有多少人把某些生理體征當成發胖的替罪羊,

但其實我們只是低估了自己攝入的熱量,忘了年復一年,那些入口的小零食積少成多,最後都變成了身上的脂肪。我好像也不例外。


我問哈爾,自己這麼容易長胖會不會有別的原因?他說美國衛生研究院有其他研究能回答這個問題。如果哈爾能在我成功減肥前監測我的代謝情況,就能確定減肥是否讓我的代謝率有所下降。還有一個方法就是去參與「過量攝入」研究,故意攝取超過身體所需的熱量,這樣哈爾可能就會發現,攝入過量完全沒有影響我的代謝率。

暴飲暴食會導致某些人代謝率升高,因為他們能燃燒掉多餘的熱量,而不是將其囤積為脂肪,但我明顯不是其中一員。


但這些都是沒有數據支持的假設。就目前的情況來看,哈爾認為我很健康。





圖源:Christina Animashaun/Vox

代謝之謎


我掛掉電話,開始回顧能量代謝實驗室里的經歷和這段「深入了解自身」之旅。


這段經歷讓我意識到,泛濫的超重問題不光有損身體健康,還給無數人留下了的心理陰影,就連我這種已經成功減肥的人也深受其害。


醫生和護士一直說我的生理指標「極好」而且「非常健康」,我著實吃了一驚,但又有幾分安心。但就算知道自己的體重處在健康範圍內,我還是會覺得自己就是以前那個胖小孩。


有這種自卑感的不止被體重問題困擾過的人。奧茲醫生這樣的名人、包括GOOP公司在內的各大保健品集團、健身房和推崇健康生活方式的公司利用我們對身材缺陷的焦慮瘋狂斂財數十億美元。他們宣稱,只要換一種鍛煉方法、買個健康手環之類的小玩意,嘗試一種新食譜,我們就能更苗條、更健康、更光彩照人。


但能量代謝實驗室戳穿了商家的吹噓。

真相是,由於個體差異,人們對節食和鍛煉的反應各不相同。目前根本沒有適用於所有人的減肥方法。正因如此,很多人嘗試這種「全民皆宜」的減肥法之後都會灰心喪氣地以失敗告終。


能量代謝實驗室得出的數據還表明,

某些人的確比身材類似的同齡人「代謝慢」,但這並不是導致肥胖的主要原因。雖然「提高代謝率」是減肥的關鍵,但目前市面上能花錢買到的產品里,沒有一種能加快代謝,讓體重顯著下降。


回顧減肥的經歷,我發現根本沒有什麼所謂的「靈丹妙藥」,特殊食譜、鍛煉養生法和保健品都不是。


經歷了艱難又漫長的試錯過程,我才摸索出能讓自己少吃多動的習慣和作息。


我從來不在家裡囤垃圾食品,盡量避免外食,注重睡眠質量,多吃水果蔬菜。同時把運動融入日常生活:上班路上或午休時步行或騎車鍛煉。清晨和周末對我來說是健身的黃金時間,最適合做瑜伽、跑步、游泳、動感單車和普拉提等等。


培養良好的習慣和作息是個循序漸進的過程。我知道自己保持自律的能力與經濟社會地位和生活環境息息相關。個人壓力和經濟壓力激增,住在需要長途通勤的地方都會讓我食量增加,睡眠減少,更別說做普拉提了。


能量代謝實驗室里的研究雖然無法減輕經濟和社會因素對肥胖的影響,但可以增進人們對人體生理和代謝的了解,甚至有可能找到有效的減肥療法,讓所有減肥者站在同一起跑線上。

在美國衛生研究院從事肥胖研究的神經科學家萊克斯·克拉維茨(Lex Kravitz)告訴我,「即便低代謝率不是導致肥胖的罪魁禍首,但我們還是可以把它當作尋找減肥方法的切入點。」同理,尋找其他和肥胖相關的常見病

(糖尿病、心血管疾病等)

療法也可以從這裡入手。


但是眼下,能量代謝實驗室的研究足以消除我們對代謝的誤解和執念,至少它完全讓我走出了誤區。


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