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为何有些人怎么吃也不胖?

作者:利维坦 来源:利维坦 公众号
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02-12

利维坦按:身边有一朋友,一米八有余,60公斤不到,属于风一吹都要站不住的体格。当大部分人为小肚腩发愁的时候,此人却在增肥的道路上踽踽独行了好几年——炸鸡、奶茶,什么热量高吃什么,却始终跟个竹竿似的,与周边人格格不入,但也跟苦苦减肥多年的多数人一样痛苦万分。我们习惯性地将这种现象归因于“吃不胖体质”,本文或许能给出一些参考答案。


吃不胖的原因很难找,但是瘦不下来的原因无非两种——迈不开腿和管不住嘴,本文很适合年后阅读。



文/Julia Belluz

译/夏夜夜夜

校对/一粒宸

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

本文基于创作共同协议(BY-NC),由夏夜夜夜在利维坦发布

文章仅为作者观点,未必代表利维坦立场



给小鼠或大鼠喂食大量垃圾食品后,科学家们一致发现,只有一部分实验鼠会暴饮暴食,像被充了气一样胖成球,其他的却仍然能保持正常体型。

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


把实验鼠换成人,情况也差不多。味美价廉的高热量食品席卷美国甚至全球,导致平均肥胖率激增。但并非所有人都暴饮暴食,体重超标,也不是每个超重者都会患上糖尿病、心脏病等疾病。为什么我们对热量摄入超标和发胖反应各异?


想找到答案,最好的去处就是一个位于华盛顿郊区,长约3.5米,宽约3.35米的小房间。去年夏天,我在里面度过了一天,像我这样的受试者去年总共不超过100个。


这个密闭的小房间就是美国卫生研究院临床中心的能量代谢实验室,里面只有一辆健身脚踏车、一个卫生间和一张床。去年六月,我在这间密封实验室里度过了23个小时,其间护士一直通过有机玻璃窗和天花板上的摄像头对我进行持续监测。


和被单独监禁的犯人一样,我的三餐都是从墙上的气封窗口送进来的。因为研究人员要追踪我摄入的每卡热量,所以剩饭也要从气封窗口送回去做记录。除了记录心跳的心脏监测器,我的手腕、脚踝和腰上各有一个负责追踪我一举一动的加速度计。


位于马里兰州贝塞斯达的美国卫生研究院临床中心能量代谢实验室内景,墙上有两个气封窗口,上方的“洁净区”用来给受试者送餐,下方的“污染区”用于回收剩饭。图源:Christina Animashaun/Vox


全球仅有约30个能量代谢实验室,美国卫生研究院就有三个。这些高度灵敏的科学设备价值数百万美元,是测量代谢率的黄金标准。有了它们,研究人员就能严密监测个体对摄入热量的反应,帮助我们深入了解肥胖症、代谢症候群和糖尿病等严重威胁人类健康的疾病。


作为一个“活动受限”的普通受试者,我的参与将为肥胖相关性实验做出贡献,让研究人员离他们的远大目标更近一步。


但我参与试验不光是为了给科研做贡献,我也有私心。小时候,我的两个兄弟和很多朋友不管怎么狂吃垃圾食品,好像都不会胖。现在,我丈夫吃的意大利面简直能堆成山,但还是瘦得像竹竿。但我只要在饮食上稍微放纵一下就体重飞涨。我一直怀疑,自己从小到大控制体重之所以这么痛苦,就是因为代谢慢。


自愿成为美国卫生研究院的“囚犯”,近距离观察对肥胖研究至关重要的科学仪器,还能解开困扰我已久的体质之谜,这样的经历可谓既刺激又难得。


在实验室度过的一天充分暴露了我对自身代谢的误解之深。我对代谢率的执念源于对肥胖和体重管理的误解,这种有害无益的想法完全偏离了问题的重点。


解开代谢之谜


如果你熟悉女性杂志封面,看过《奥兹医生秀》,逛过杂货店里的保健品区,或许会认为代谢是一种独立的反应,只要摄入辣椒和咖啡等“代谢加速剂”或遵循某些特定食谱就能加速代谢。


事实上,代谢包括成千上万的化学反应,我们体内的每个细胞都参与其中,将通过饮食摄入的热量转化为维持生命所需的“燃料”。这些反应会随着所处环境和自身行为变化,我们基本无法控制(控制饮食和增加运动量对代谢率的影响微乎其微)


图源:Julia Belluz/Vox


身体利用热量的方式主要有三种。第一种是维持心脏、大脑和体内所有细胞正常运转的基础代谢;第二种是食物热效应,用于分解食物;第三种是行走、坐立不安和锻炼等体力活动的消耗。


和我们的认知相反,基础代谢在每日热量总消耗中所占比例最高,对大多数成年人来说,其占比高达65%到80%。相比之下,体力活动占比要低得多,一般为10%到30%。消化食物占比约为10%。


肌肉和脂肪组织含量、年龄和基因等都是可以预测个体代谢率的指标。女性的热量消耗通常低于男性。如果你的代谢率很高,就说明比起把食物转化为脂肪囤积起来,你的身体将其分解,用于供能的速度更快,话虽如此,如果摄入热量超过身体所需,你还是会发胖。


和直觉恰恰相反,胖人的代谢率一般比瘦人高,因为前者的身体需要消耗的能量更多。对所有生物来说,这三种复杂的化学反应都必不可少。几个世纪以来,早在肥胖危机降临前,科学家就一直在努力破解代谢之谜。


17世纪初,“代谢平衡研究之父”意大利医生圣托里奥·桑托里乌斯(SantorioSanctorius)进行了最早的人体代谢控制变量实验。他发明了“静态测重椅”,该仪器能让他在进食、睡眠、排泄甚至性事前后自行测量体重。桑托里乌斯发现,以上活动都会导致体重波动,他认为这种现象是不感蒸发(insensible perspiration,指水分直接透出皮肤和粘膜表面,在未聚成明显的水滴以前便蒸发掉的一种散热方式)导致的。


版画里的桑托里乌斯正坐在自己发明的“静态称重椅”上。图源:SSPL/Getty Images


一百年后,法国化学家安托万·拉瓦锡(Antoine Lavoisier)发明了测量动物热量消耗的“冰量热计”——他将豚鼠关在由冰包裹的笼子里,通过观察冰的融化速度来测定豚鼠的热量消耗。这项研究表明,动物散发的热和排出的气体都与热量消耗有关,人类也不例外。


我所在的“能量代谢实验室”由桑托里乌斯和拉瓦锡的发明改进而来。过去几年,探索代谢奥秘的科学家发现,我们燃烧热量的速度及其种类会影响吸入的氧气和呼出的二氧化碳量,只要在密封环境下测定这两种气体的含量,就能确定个体代谢率。


代谢解密仪


能量代谢实验室又名全室量热计,在所有能追踪这种气体交换的仪器中精度最高,可以实时监测每分钟的气体交换情况。


2007年,美国卫生研究院的三个能量代谢实验室投入使用,重点研究日渐普遍的肥胖症。18位科学家每年在这里进行约400项研究,它们的背后是研究范围更广的代谢临床研究中心,该中心致力于了解困扰全球三分之一人口的体重问题肥胖症糖尿病


通向能量代谢实验室的走廊。布满实验室天花板的一排排金属管道能够帮助研究人员测定氧气消耗量和二氧化碳产量。图源:Christina Animashaun/Vox


通过分析代谢临床研究中心的数千名受试者,美国卫生研究院及能量代谢实验室的研究人员已经探明代谢机制的适应能力有多强,以及它如何根据食欲、机体组分、体力活动强度随时调节热量消耗。


比如,受试者服用某种药物后,每天能通过尿液多排出360卡热量,但他们会在不知不觉中多吃一点,来弥补这部分被排出的热量。


研究人员还发现,如果在睡眠中处于低温环境,受试者就会囤积更多棕色脂肪(主要功能为生热),燃烧更多热量。但在较为温暖的地方重复该实验,结果就完全反过来了,这充分说明代谢的适应性极强。


有一项杰出的研究对真人秀《超级减肥王》里的肥胖选手进行了分析。研究人员发现,地狱式节食会永久性降低减肥者的代谢率,通过饮食摄入的热量所能维持身体运转的时间会延长,虽然并不是所有减肥者都会这样。


此类研究的主题大多都是:新的条件和环境会悄然改变我们的代谢,而我们通常对其毫无察觉。


说到饮食,研究人员也破解了生酮饮食的秘密:不管宣传得多么天花乱坠,它的原理其实很简单:比起高碳水饮食,高脂肪低碳水的饮食结构能让身体燃烧更多脂肪。


美国卫生研究院的凯文·哈尔(Kevin Hall)参与了很多此类研究,他说:“我们发现,对减肥来说,减少碳水化合物摄入效果显著。因为它会导致能量消耗增加,氧化的脂肪也会随之增多,但人体对摄入的热量适应性很强。”换句话说,百试百灵的减肥食谱并不存在,至少现在还未诞生。


尚未解开的基础代谢之谜还有很多:为什么身材和机体组分相同的两人代谢率不同?为什么人们增重后代谢反应各异(有些肥胖症患者会产生胰岛素抵抗,有些则不然)?为什么某些族群(非裔美国人和南亚人)患糖尿病等代谢疾病的风险更高,糖尿病患者也更容易患上心血管疾病?


此外,研究人员尚未探明大脑如何独立获知体重,因此也无法破解大脑控制代谢率的机制。


在我进实验室前,专攻代谢和棕色脂肪的美国卫生研究院科学家阿伦·塞佩斯(Aaron Cypess)在电话里告诉我,“如果能破解大脑确定体重,调控身体热量消耗的机制,我就能改变它,提高超重者的代谢率,帮他们燃烧更多热量。”


为了实现这个目标,塞佩斯想借助能量代谢实验室研制出和低温环境效果相同的药物。塞佩斯等科学家利用能量代谢实验室得出的数据是一座潜力无穷的金矿,或许它终能帮助我们解开代谢之谜,找到治愈糖尿病和肥胖症的方法。



代谢的意义


为了参与试验,我要先进行抽血、心电图等一系列身体检查,然后在能量代谢实验室里度过一天一夜。在我身处实验室的23小时里,除了观察我的一举一动和进食情况,研究人员每分钟都会拿到一份报告,其中精确地记录着我在这一分钟内消耗了多少热量,这些热量从何而来(是碳水化合物、脂肪还是蛋白质)。此外,我还要用代谢车和双标水法来测量代谢率(详见后文)


作为回报,我能得到远超预想的详细数据,了解自己的身体如何运作,这让我十分焦虑。


图源:Christina Animashaun/Vox


我今年34岁,身高175公分,体重在68公斤左右波动,BMI指数在正常范围内。但我从小就胖乎乎的,好像还比家人更爱吃甜食和高脂食物。从十多岁到二十多岁这段时间里,我花了很大功夫控制体重,但中间还是超重几次,这种情况在高中毕业前夕更为严重,因为我搬到了意大利小镇阿布鲁佐,沉迷披萨、冰淇淋、白汁红肉和马苏里拉芝士无法自拔。我和实验室里的小白鼠一样,像被充了气似的飞速长胖。第二年我回到加拿大后,就因为身材不好郁郁寡欢。我花了好几年才开始慢慢瘦下来。


我一直认为,那段超重的日子毁了我的身体。确切点儿说,我觉得自己的代谢率下降了,也更容易长胖了。但我马上就会知道,自己坚信已久的观点是错的。



能量代谢实验室的工作原理


在实验室里待了半个上午,我按照规定的间隔吃饭,休息,还骑了30分钟健身脚踏车。我把自己的一举一动一丝不苟地记在日志上——不管是站着读书、躺着还是骑车锻炼,这样研究人员就用它对照我的能量消耗追踪情况。


午餐送来之前,陈空(音译)来到玻璃窗前,和我打了个招呼。这位生物医学工程博士是美国糖尿病、消化疾病和肾病研究院的代谢研究员。


陈空问我,“在里面感觉如何?”


我说待在这个小房间里竟然出奇地舒服,又问他能不能跟我详细讲一下实验室测定代谢率的原理。


陈博士解释说,我所在的房间几乎完全密封,其中的氧气和二氧化碳含量是固定的。通过遍布天花板的一排排金属管道,研究人员能捕捉我排出的气体,测量我每分钟吸入多少氧气,呼出多少二氧化碳。


陈空说,这些气体之所以对代谢至关重要,原因很简单。我们以进食的方式从碳水化合物、脂肪和蛋白质中摄取热量,但想要利用它们维持生命,氧气必不可少。我们呼吸时,吸入的氧气会和食物发生反应,破坏(氧化)化学键,产生热量。这些热量有些被储存起来,有些被释放供细胞利用。该反应的产物就是二氧化碳。


天花板上的管道抽取实验室里的空气后,气体分析仪会检测受试者排出的所有气体,将其消耗的氧气量和排出的二氧化碳量传给电脑,陈空这样的研究人员再将数据代入公式,算出受试者消耗了多少卡路里热量,并确定在这个过程中被氧化的“燃料”种类。


我们排出的二氧化碳及其与吸入氧气的比例取决于消耗热量的多少及其来源(是碳水化合物,脂肪还是蛋白质)


之所以每分钟都要重新进行测量,是因为只有这样,热量消耗的细微变化才无所遁形。在24小时内,能量代谢实验室甚至能测出低至1.5%到2%的变化,这样的精确程度是其他设备无法比拟的。“服药或进食都会对人的生理活动产生微弱影响,这些都逃不过我们的仪器。”陈空骄傲地介绍。


“代谢车”测试前,陈空在能量代谢实验室外的医院病房里跟我说话。图源:Christina Animashaun/Vox


双标水法是仅次于能量代谢实验室的代谢测量方法。受试者要喝下同位素——重氢和氧-18标记的水。由于人体内基本不含这两种同位素,只要通过尿样追踪它们被排出体外的速度,研究人员就能确定受试者的代谢率。但双标水法的测量周期为7到10天,而且只能测出低至5%的代谢率波动,精确程度还不及能量代谢实验室的一半。


这些热量消耗的细微变化听起来不起眼,但时间一长就积少成多了。陈空说,“每天摄入的热量只要比消耗的多100卡路里,用不了几年就会胖10斤。”所以每天多吃一块饼干,裤子可能就要就穿不进去了。


我问陈空是否亲自体验过能量代谢实验室。他说初期效度研究时,自己就是第一个受试者。陈空有什么发现,这对他的生活方式又产生了什么影响呢?


“我发现自己的代谢率相当正常,这有利有弊,”陈空说,“有利是因为我的代谢很正常,但这也说明,我不是那种干吃不胖的人,如果不注意控制体重,我长胖的风险基本和其他人持平。”


陈空走后,独处的时间过得飞快,几次休息、高强度锻炼和晚饭后,白天就结束了。晚上我躺在床上,想着陈空的实验结果,好奇能量代谢实验室到底能告诉我什么。



“你再正常不过了”


第二天早上,我从六小时的浅眠中醒来,头昏眼花,浑身无力,一心只想赶快打开沉重的不锈钢大门,出去呼吸新鲜空气。


但实验还没结束。一辆代谢车出现在我面前,它看起来像装了轮子的电脑连着一根管子和一个塑料罩,它将测量我的静息能量消耗,也就是清醒、空腹且身体不活跃时的代谢率。我躺在医院病床上,技术人员把球型透明塑料罩戴在我头上,机器开始收集我呼出的二氧化碳。


刚一睡醒,技术人员就用“代谢车”测量我的静息能量消耗。图源:Christina Animashaun/Vox


从医院出来的路上,我告别了陈空,和照顾我的护士们道谢。因为还要用双标水法测定代谢率,她们提醒我别忘了要连续收集七天的尿样,那三个加速度计也不能摘。通过这些数据,研究人员能测出我离开医院,成为“自由受试者”之后的日均热量消耗。


几周后,我致电哈尔询问实验结果。最出乎我意料的是,我的健康状况很不错,这和我的预想相差甚远。


“结果表明你再正常不过了,”哈尔答道。


我的代谢率完全符合哈尔根据身高、体重、年龄和性别作出的预测。换句话说,我和“代谢缓慢”没什么关系。在能量代谢实验室里那一天,包括睡眠在内,我的总热量消耗为2330卡路里,其中静息能量消耗超过1440卡路里,占比最高。我的各项生理指标——心率、胆固醇水平和血压均为良好。这说明那几年超重的日子既没给我留下什么后遗症,也没增加我的患病风险。


我的能量代谢实验室之旅还有些意外收获:我发现保持清醒消耗的热量比睡眠高一点,但哈尔表示这很正常,“睡眠中的代谢率比清醒时的静息代谢率低5%左右。


此外,我骑了90分钟健身自行车,消耗热量405卡路里,这比我上过的动感单车课在广告里宣传的低了17%,这再一次证明在总热量消耗中,健身通常只占一小部分。


就连睡觉时,我的身体也没闲着。“这又引出了另一个问题——‘比起看着电视放空,做高难度数学题时大脑消耗的能量就更多吗?’每个测量过代谢率的人都会给出否定答案。大脑的耗能是恒定的,它无时无刻不在活跃着。”哈尔说。


图源:Christina Animashaun/Vox


说到热量摄入:研究人员提供的食物总热量为2250卡路里,而我的总热量摄入为1850卡路里(蛋白质占18%;脂肪占36%;碳水化合物占46%),这说明我处于能量亏损状态,只要保持这个食量就能瘦下去。


我还发现自己很不擅长估算热量摄入。在实验室里那一天,我告诉营养师自己前一天吃了什么,还填了一份关于过去一年内饮食情况的调查问卷。她据此推算,我的日均热量摄入为1500至2000卡路里。我一直觉得自己的算法既精确又全面,但如果真是这样,我肯定会比现在瘦。


这份饮食调查问卷的结果让我怀疑,到底有多少人把某些生理体征当成发胖的替罪羊,但其实我们只是低估了自己摄入的热量,忘了年复一年,那些入口的小零食积少成多,最后都变成了身上的脂肪。我好像也不例外。


我问哈尔,自己这么容易长胖会不会有别的原因?他说美国卫生研究院有其他研究能回答这个问题。如果哈尔能在我成功减肥前监测我的代谢情况,就能确定减肥是否让我的代谢率有所下降。还有一个方法就是去参与“过量摄入”研究,故意摄取超过身体所需的热量,这样哈尔可能就会发现,摄入过量完全没有影响我的代谢率。暴饮暴食会导致某些人代谢率升高,因为他们能燃烧掉多余的热量,而不是将其囤积为脂肪,但我明显不是其中一员。


但这些都是没有数据支持的假设。就目前的情况来看,哈尔认为我很健康。


图源:Christina Animashaun/Vox


代谢之谜


我挂掉电话,开始回顾能量代谢实验室里的经历和这段“深入了解自身”之旅。


这段经历让我意识到,泛滥的超重问题不光有损身体健康,还给无数人留下了的心理阴影,就连我这种已经成功减肥的人也深受其害。


医生和护士一直说我的生理指标“极好”而且“非常健康”,我着实吃了一惊,但又有几分安心。但就算知道自己的体重处在健康范围内,我还是会觉得自己就是以前那个胖小孩。


有这种自卑感的不止被体重问题困扰过的人。奥兹医生这样的名人、包括GOOP公司在内的各大保健品集团、健身房和推崇健康生活方式的公司利用我们对身材缺陷的焦虑疯狂敛财数十亿美元。他们宣称,只要换一种锻炼方法、买个健康手环之类的小玩意,尝试一种新食谱,我们就能更苗条、更健康、更光彩照人。


但能量代谢实验室戳穿了商家的吹嘘。真相是,由于个体差异,人们对节食和锻炼的反应各不相同。目前根本没有适用于所有人的减肥方法。正因如此,很多人尝试这种“全民皆宜”的减肥法之后都会灰心丧气地以失败告终。


能量代谢实验室得出的数据还表明,某些人的确比身材类似的同龄人“代谢慢”,但这并不是导致肥胖的主要原因。虽然“提高代谢率”是减肥的关键,但目前市面上能花钱买到的产品里,没有一种能加快代谢,让体重显著下降。


回顾减肥的经历,我发现根本没有什么所谓的“灵丹妙药”,特殊食谱、锻炼养生法和保健品都不是。


经历了艰难又漫长的试错过程,我才摸索出能让自己少吃多动的习惯和作息。


我从来不在家里囤垃圾食品,尽量避免外食,注重睡眠质量,多吃水果蔬菜。同时把运动融入日常生活:上班路上或午休时步行或骑车锻炼。清晨和周末对我来说是健身的黄金时间,最适合做瑜伽、跑步、游泳、动感单车和普拉提等等。


培养良好的习惯和作息是个循序渐进的过程。我知道自己保持自律的能力与经济社会地位和生活环境息息相关。个人压力和经济压力激增,住在需要长途通勤的地方都会让我食量增加,睡眠减少,更别说做普拉提了。


能量代谢实验室里的研究虽然无法减轻经济和社会因素对肥胖的影响,但可以增进人们对人体生理和代谢的了解,甚至有可能找到有效的减肥疗法,让所有减肥者站在同一起跑线上。在美国卫生研究院从事肥胖研究的神经科学家莱克斯·克拉维茨(Lex Kravitz)告诉我,“即便低代谢率不是导致肥胖的罪魁祸首,但我们还是可以把它当作寻找减肥方法的切入点。”同理,寻找其他和肥胖相关的常见病(糖尿病、心血管疾病等)疗法也可以从这里入手。


但是眼下,能量代谢实验室的研究足以消除我们对代谢的误解和执念,至少它完全让我走出了误区。






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