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2017年5月11日 星期四

關於新陳代謝的誤解 --- 9個關於新陳代謝的事實


以下為上列英文文章的翻譯,由於本人非英文專業人員,文章不順或詞不達意皆屬正常.若有任何版權問題請告知,謝謝!

目前為止,研究人員尚無法全盤了解影響新陳代謝率的相關因素

我們在談新陳代謝時,總是說的好像我們可以靠吃某些藥物,或是喝綠茶,甚至是以快跑等運動的方式,來達到控制新陳代謝的效果。例如我們常可以看到一些以『加速你的新陳代謝』或『試著以高代謝飲食來減重』為題的文章。

這裡提出9個事實來幫助你了解新陳代謝,幫助我們去思考在相關文章中提到增重與減重時,它真正的義意是什麼。

1)體內的每個細胞都在進行新陳代謝


​圖一:人體組織與器官所佔體重與基礎代謝率比率圖

很多人在談到新陳代謝時,都說得好像它​​是一種肌肉或器官,可以改變或是控制

事實上,新陳代謝牽涉到在每一個細胞中,把我們攝取的熱量(卡路里,Calories)轉化為能量以確保個體生命延續的一連串化學反應。在Mayo Clinic擔任肥胖與新陳代謝研究員的Michael Jensen說道:『你的【休息代謝率】,或稱為【期礎代謝率】,是測量你在什麼事都不做的情況下,需消耗多少能量;這是身體內不同組織根據不同需求以維持生命持續所需要能量的累加』。

我們體內主要的器官-大腦,肝臟,腎臟以及心臟-在基礎代謝率中大概佔了一半的比例,同時,脂肪及體內其它組織,消化系統,特別是肌肉組織佔了剩下的部份。(如圖一)

2)基礎代謝佔了人體能量消耗的絕大部份

人體消耗能量的途徑有三種:1)基礎代謝率-維持身體正常運作所需的能量;2)消化系統在把食物分解時所需的能量(也稱作食物熱效應,thermic effect of food);3)運動所需的能量

我們搜集了許多近期的相關研究,一個大多數時候被忽略的事實是:基礎代謝率佔了人體每日能量消耗的大部份,而運動只佔了相對小的能量消耗比例,大約百分之10到30(除非你是一個從事高度體能活動的專業運動員)。消化系統則佔的更少,大約百分之10左右。


圖二:成年男女平均體內能量消耗比例圖

在國家健康協會(National Institutes of Health)的神經醫學與肥胖研究員,Alexxai Kravitz跟我說:『一般而言,多數人經由基礎代謝率而消耗的能量大概佔總消耗能量的百分之60到80左右』。

『基礎代謝率消耗的能量不容小覷,但它也不完全消耗掉我們經由食物攝取所獲得的能量。這就是為什麼運動【在統計上而言】對體重的改變有顯著但相對較小的影響。』

3)新陳代謝在不同人之間可以有非常的不同的表現,到目前為止研究人員也還不了解箇中原因

即使有兩個身體素質與組成完全相同的人,他們之間的新陳代謝表現也有可能非常的不同。有可能其中一人大吃大喝也不會變胖,但另一個人為了避免變胖對每一餐的熱量攝取都得斤斤計較。

在Johns Hopkins Center的新陳代謝與胖肥研究中心擔任研究員與教授的Will Wong說:『為什麼這樣的現象到目前還無法得知其原因?因為我們不了解控制人體新陳代謝的實際運作機制為何。』

研究人員已經找到一些影響人體新陳代謝率快慢的變因。像是:瘦肌肉的數量,脂肪組織,年齡與基因(雖然研究人員目前還無法得知為何有些家庭成員有較高或較低的代謝率)。

性別也會影響代謝率,一般而言相同年齡與身體組成的女性會比男性消耗較少的熱量。Jensen說:『對女性而言,月經週期也是變因之一:有些女性在月經後半期(黃體期,luteal phase)會有較高的代謝率,有些女性其基礎代謝率會提高約百分之10』。

沒有簡單的方式可以準確的測量出個人的基礎代謝率(有一些商用的測試方式,但最佳的測試方式通常只能在研究中心找到,而他們使用的設備都非常昂貴,例如metabolic chamber)。但我們可以透過提供一些簡單的變因資料,透過一些線上的計算公式,來計算出概略的基礎代謝率。它可以算出你一天大概要消耗多少熱量,如果你攝入一樣的熱量則你能保持穏定的體重。

4)另一個減低代謝率的變因:變老

這個變因是漸進式的,即使你能維持相同的身體素質(相同的脂肪量與肌肉組織等)。當你60歲時,無論如何,基礎代謝率(BMR)就是會比你20歲時來得低。

Jensen說:『年齡造成的BMR下降從18歲就開始了-至於這是怎麼造成的,目前研究人員還是沒有答案。』『為什麼即使我們維持幾乎一樣的身體素質水平,我們身體需要的熱量卻還是隨著年齡增加而逐漸遞減?-目前還是一個大謎題。』

5)你無法真的透過提高代謝率來減重

有一堆炒作性的說法是關於利用各種方式來『加快新陳代謝率』以達到減重的效果,像是:增加運動量以增加肌肉量;攝取不同的食物或是補充品。事實上,這些方式很難有效。

Jensen說:『雖然有些特定食物-像是咖啡,辣椒或其它辛辣食品-可以些微加速BMR,但這種影響是微乎其微且持續性很短暫,對腰圍沒有決定性的影響。』

然而,增加肌肉量可能會比較有幫助(雖然可能幫助有限)。為什麼?因為肌肉量正好也是影響BMR的因子之一。無論個人體重為何,肌肉量愈多,脂肪愈少,BMR愈高。因為肌肉在休息時所需消耗的熱量比脂肪來得多(參考圖一)。

所以論理上而言,如果能提高肌肉量,降低脂肪量,你可以有較高的BMR,可以較快的消耗身體內的熱量。

『這裡要提出一個警告』研究減重與代謝率的哥倫比亞大學研究員,同時也是教授的Michael Rosenbaum說:『肌肉量愈多,消耗熱量愈快。這只是問題的一部份。如果你的確增加了肌肉量且有效的提高了代謝率,你就必需對抗人體自然的機制:代謝率愈高,需要攝取的熱量就愈多。』

許多人會輸在運動後無法抗拒的飢餓,最終除了肌肉量外,脂肪量也增加了。

Jensen也提到:『對人們來說,要持續一定的運動量以維持增加的肌肉量,也是一件困難的事;對多數人而言,這很不切實際。』

『總而言之,對於BMR我們並沒有多大的控制權。我們能控制的大多是很微小的,而對於控制因子我們能掌握的也有限。』

6)節食會降低你的新陳代謝

要提高BMR相當困難,但研究人員發現有方法可以降低BMR-像是激烈的減重計劃。

Jensen說:『過度節食有可能是對BMR最有影響力的因素,但可惜的是,這個影響是比較負面的。』

根據多年的研究,研究人員發現了一個稱做『代謝適應』("metabolic adaptation" or "adaptive thermogenesis")的現象:當人們體重減輕後,其BMR會以一個比減重比率還高的程度下降。

清楚一點的說:【體重減輕會造成BMR下降】這一點是很合理的,因為減重基本上牽涉到肌肉量減少,身體變得較瘦也使得熱量消耗減少。但根據研究人員實際上的發現,因為減重而導致的BMR下降的人,其下降程度遠大於原本是該體重的人的BMR。

在最新的科學研究中關於這個現象的記載,可以在最近的Obesity期刊中找到。NIH的研究人員以第8季的電視實境秀【The Biggest Loser】參賽者為研究標的。在節目的尾聲,所有參賽者都減了數十磅的體重,這使他們成為研究的最佳對象,以試著找出當人們在短時間內激烈的減重會對人體有什麼樣的影響。

研究人員記錄了相關的數據-體重,體脂,代謝率,內分泌-分別在30週競賽後(2009年)與6年後(2015年),記錄這些數據。

雖然所有參賽者在競賽剛結束時都減了數十磅的體重,但6年後,復胖率相當的高。14位參賽者中,有13位復胖,其中有4位甚至比參賽前還胖。

在研究期間,這些參賽者的代謝率下降程度非當大。與其它相同體重的非減重者相比,這些參賽者平均每天減少消耗約500卡的熱量(大約正常一餐所攝取的熱量)。即使6年後這些參賽者漸漸的復胖回原本的體重,這現象還是一直持續。

Sandra Aamodt,神經醫學家同時也是【Why Diets Make Us Fat】一書的作者解釋道:『這可能是身體的自我保護機制,這種保護機制傾向於把體重維持在某個範圍內,我們稱做【設定點】(set point)』。

一旦變重,且維持相同的體重一段時間後,身體會去適應新的體重。當體重減輕,身體內一些細微的機制會被啓動-內分泌系統,大腦-會試圖降低BMR,增加飢餓感與降低進食的飽足感,所有身體的機制看起來就像是一場要把體重帶回【設定點】的陰謀。

在【The Biggest Loser】的研究中,研究人員發現每位參賽者血液中的leptin激素(hormone leptin)含量都明顯的下降。leptin是調節身體飢餓感的激素之一。在節目的最後,這些參賽者幾乎完全流失他們的leptin激素含量,使他們一直都處於飢餓的狀態。6年後,他們的leptin含量有逐漸回升,但都大約只有回到他們參賽前的六成左右。

Aamodt說:『我不認為人們會察覺到減重對代謝率帶來的巨大影響。增重與減重並不是對稱的:身體自我防禦的機制,在減重時的反應會比增重時來的激烈得多。』

但不是每種減重方式對每個人都會造成這種毀滅性的代謝率下降。例如:在【The Biggest Loser】的研究中出現的leptin激素效應,似乎不會發生在利用手術來減重的人們身上。

不過,所有接受訪談的研究人員都認為在【The Biggest Loser】的研究中出現的狀況是相當極端的,也許無法代表一般人的經驗。(這很合理,畢竟這項研究只有14個人,而且還是在極端的減重計劃下減了相當程度的體重。)

Jensen說:『在我的病患裡,以在4個月內減重20磅的研究而言,我還沒有發現這麼劇烈的代謝率下降的案例。』

『我們沒有真的看過像在【The Biggest Loser】的研究中出現的這麼大程度的BMR下降。以緩慢,漸進的方式減重,基本上BMR能維持得很好。』

7)研究人員還無法完全理解為何BMR會下降

雖然如此,還是有一些有趣的假說試圖解釋為何BMR會下降。其中一個歷久彌新的假說是演化論(evolutionary explanation)。Rosenbaum說:『我們猜想人類的DNA所帶的基因,會偏好儲存額外的熱量,像是脂肪。這樣的能力可以增加我們在食物缺乏時期的生存能力,也就是增加我們的存活率-基因延續。』

也就是說,這種無法減重的能力是身體的自然防禦機制,是用來對抗食物缺乏時期,儘管食物缺乏在現代比較少見。

但也不是所有研究人員都同意這種【富足基因】(thrifty gene)假說。遺傳學家John Speakman在2013年的一篇論文中寫道:富足基因假說存在一個問題,就是在現代社會中,並不是每個人都是胖子:

John Speakman說:『如果富足基因真的提供了強有力的天擇優勢以在飢荒中存活,而我們人類社會也的確經歷了一些飢荒的時期,這樣的話,這富足基因應該已散佈於所有人類之中。我們都有富足基因,則在現代社會我們應該都是過胖的。事實上我們不是。就算在目前地球上最為過胖所困擾的社會,像是美國,都還是有約百分之20的人口是相當瘦的。如果飢荒提供了富足基因如此強有力的天擇優勢,很明顯的我們該問,為何有這麼多人沒有繼承這個基因。』

Rosenbaum補充道:『關於我們的基因傾向儲存脂肪的演化是相當複雜的。它牽涉到頻繁的環境改變,特定基因與環境的互動,還有基因之間的互動。』這些因素是如何運作的至今仍然是個謎。

研究人員也試著更加深入了解代謝症候群(metabolic syndrome)-這名稱是由一系列的因子所組成:高血壓,高血糖,腰圍過粗,異常的膽固醇與三酸甘油酯數值。當人們有上述幾個健康問題時,會增加其慢性疾病的風險,像是心臟病,中風還有糖尿病。同樣的,這些問題是怎麼造成的,還有為何同樣條件下有些人會發病有些人不會,都還不是很清楚。

8)較慢的代謝率並不表示減重無望

Rosenbaum說:『平均而言,有百分之15的人,可以減少約百分之10的體重並且維持住。』所以,減重是可能的。

『對任何想要減重的人,關鍵在於生活型態的改變。找到一個可以長時間持續下去的生活型態,把這種改變視為控制疾病-肥胖-的手段。』(你可以在這邊找到更多專業減重醫師的建議。)

Rosenbaum指出:『在國家體重控制處(National Weight Control Registry)有個研究,希望能分析一些至少減重30磅且維持至少一年以上的成年人,研究他們的生活特性,興趣與習慣,以找出為何他們能做到減重且不復胖。目前有超過一萬個會員參與這項研究,這些會員會填寫一份年度問卷來回答關於他們如何管理與保持他們的體重。

在那些成功減重的人中,有一些共通的特點:他們每週至少量一次體重。規率性的從事各種強度的運動,最常見的運動是走路。限制攝取的熱量,不食用高脂食物,控制攝取的份量。他們也都傾向吃早餐。

但他們的飲食內容是五花八門的。(所以沒有所謂的"最佳"飲食)而且他們會計算攝取的熱量。

Rosenbaum說:『他們在飲食上做了很大的改變,也做運動計劃來避免復胖。這很困難。但我寧願聽到某人跟我說他無法減重是因為生理上的疾病造成---而不是因為他很懶惰而且貪吃。』

9)有趣的事實:在動物王國中,蜂鳥有著最快速的新陳代謝

研究人員也對許多不同的動物做研究,看看是否能藉由其它動物的研究來理解人類新陳代謝的奧秘。

其中蜂鳥特別引人注意。Johns Hopkins's Wong說:『在整個脊椎動物界中,蜂鳥有最高的代謝率。牠們的翅膀每秒振動約60至80次。』

有趣的是,牠們的飲食大多是以糖類為來源,像是花蜜,而且牠們的血糖值如果以人類來看的話,會被認為是糖尿病等級的。但牠們以高速的振翅來快速的消耗熱量。

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