肥胖症的新理論

營養研究員凱文·霍爾努力展現一種禪宗般的平靜狀態。在他的這個常常充滿爭議的領域中，他說，與其他科學家“儘管有壓倒性的證據表明他們是錯誤的，但仍堅持自己喜愛的理論”的傾向相比，他更多的是感到困惑而不是沮喪。他帶著狡猾的微笑告訴我，其中一些專家“具有令人著迷的能力，可以將不支援他們觀點的研究合理化”。

在這些觀點中，有一種觀點認為，特定的營養素，如脂肪、碳水化合物或糖類，是造成我們令人震驚的肥胖症流行的罪魁禍首。（根據世界衛生組織的資料，全球肥胖症患病率在 1975 年至 2016 年間幾乎增加了兩倍。這種上升伴隨著包括心臟病和糖尿病在內的相關健康威脅。）但霍爾在國家糖尿病、消化和腎臟疾病研究所工作，並在那裡負責綜合生理學部門，他進行的實驗表明，罪魁禍首另有其人。他的研究表明，我們製作食物的方式發生了巨大轉變——將配料分開，然後將它們重新制成磨砂零食蛋糕和超市冷凍櫃中的即食食品之類的東西——承擔了大部分責任。他和越來越多的其他科學家認為，這種“超加工”食品會擾亂通常告訴我們已經吃飽的腸-腦訊號，而這種訊號傳遞失敗會導致暴飲暴食。

霍爾做了兩項規模雖小但嚴謹的研究，這些研究與將碳水化合物或脂肪本身視為罪魁禍首的普遍看法相矛盾。在這兩項實驗中，他讓參與者住院數週，嚴格控制他們的飲食。他的想法是避免典型飲食研究的偏差，這些研究依賴於人們的自我報告，而這些報告很少與他們真正吃的食物相符。這位擁有物理學博士學位的研究人員，具有該學科對精確測量的偏愛。他的第一項研究發現，與許多預測相反，減少碳水化合物攝入量的飲食實際上似乎減緩了身體脂肪減少的速度。今年發表的第二項研究，確定了體重增加的新原因。研究發現，當鼓勵人們儘可能多或儘可能少地吃超加工食品和未加工食品時，人們攝入的超加工食品的卡路里比未加工食品多數百卡路里。食用超加工食品的參與者在短短兩週內體重增加了兩磅。

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北卡羅來納大學教堂山分校的營養學教授巴里·M·波普金說：“霍爾的研究是開創性的——確實是你能得到的最好的臨床試驗。”他專注於飲食和肥胖症。“他的研究是第一個證明超加工食品不僅具有高度誘惑力，而且人們往往會吃得更多。”這項工作受到了廣泛好評，儘管這種精心控制的實驗可能不適用於人們在現實世界中混合食物型別的混亂方式。

這項研究的設計者說，他並沒有肩負著改善美國人飲食習慣的救世使命。霍爾承認，他四歲的兒子對雞塊和披薩的偏愛仍然不可動搖，而且他自己的飲食可以而且可能應該得到改善。儘管如此，他認為他的研究提供了有力的證據，表明並非任何特定的營養素型別，而是製造商操縱食物的方式，在世界日益增長的腰圍中起著最大的作用。他堅稱，他在任何飲食戰爭中都沒有偏袒，只是在遵循證據。“一旦你踏入一個陣營，並被該陣營的選擇性偏見所包圍，就很難走出來，”他說。霍爾指出，由於他的實驗室和研究由國家研究所資助，無論他發現什麼，“我都有自由改變我的想法。基本上，我有幸被資料說服。”

碳水化合物測試

霍爾曾經非常同情這樣一種理論，即特定的營養素——特別是碳水化合物——是我們集體與體重作鬥爭的罪魁禍首。“我知道碳水化合物的攝入會增加血液中的胰島素水平，而胰島素水平會影響脂肪儲存和脂肪細胞，”他說。“因此，碳水化合物與其它常量營養素的攝入量可能對體重產生有害影響，這當然是合理的。但這雖然合理，但並不確定，所以我決定對其進行測試。”

在霍爾的碳水化合物研究中，10 名男性和 9 名女性，均為肥胖者，被隔離在國立衛生研究院的病房中，並餵食高碳水化合物/低脂肪飲食兩週。然後他們離開了一小段時間，然後返回重複了另外兩週的時間。在每次住院的前五天，碳水化合物、脂肪和蛋白質的平衡分別保持在 50%、35% 和 15%，卡路里攝入量與他們的能量消耗相匹配——在專門構建的代謝室中測量——以確保他們既不增加也不減輕體重。在每次住院的接下來六天裡，他們吃的飲食中碳水化合物類別的卡路里減少了 30%。

霍爾說：“我們並不驚訝地發現，當您控制碳水化合物與脂肪的水平時，您確實會看到非常不同的胰島素水平。”他曾預計低碳水化合物飲食會降低胰島素活性。“但令我們驚訝的是，我們沒有看到胰島素水平急劇下降對隨時間推移的卡路里燃燒率或身體脂肪產生顯著影響。”通常降低的胰島素會影響脂肪細胞燃燒卡路里的方式。然而，霍爾斯說，“我們發現減少碳水化合物的飲食稍微減緩了身體脂肪的減少。”它也略微增加了瘦體重的減少。一年後，霍爾和他的同事們在更長的八週時間內做了類似的實驗。這一次，他們將碳水化合物降至非常低的水平。最終，他們發現極低碳水化合物飲食和基線高碳水化合物/高糖飲食之間，在身體脂肪減少或卡路里消耗方面沒有有意義的差異。科學家們於 2015 年在《細胞代謝》雜誌上發表了第一批結果，並於 2016 年在《美國臨床營養雜誌》上發表了第二批結果。

如果不是碳水化合物，那麼我們全球肥胖問題的罪魁禍首是什麼？當然，今天的膳食份量更大，食物更豐富，我們中的許多人攝入的卡路里比幾十年前的人們更多。但是，由於誘惑如此之多，幾乎所有美國人都可能暴飲暴食——但很多人並沒有。霍爾認為，這才是真正的營養之謎：對於某些人來說，哪些因素可能會起作用，從而推翻身體天生的飽腹機制，否則這些機制會控制我們的飲食？

加工卡路里

霍爾喜歡將人類比作汽車，並指出兩者都可以在多種能源上執行。以汽車為例，根據品牌和型號的不同，可能是柴油、高辛烷值汽油或電力。同樣，人類可以而且確實在多種飲食中茁壯成長，這取決於文化規範和 readily available 的東西。例如，傳統的，高脂肪/低碳水化合物飲食非常適合北極地區的因紐特人，而傳統的低脂肪/高碳水化合物飲食非常適合日本人。但是，雖然人類已經進化到適應各種各樣的天然食物環境，但在最近幾十年裡，食物供應發生了變化，我們的基因——以及我們的大腦——幾乎沒有時間適應。而且，我們每個人對這種挑戰的反應都不同，這應該不足為奇。

在 19 世紀末，大多數美國人居住在農村地區，近一半的人以務農為生，新鮮或僅經過輕微加工的食物是常態。今天，大多數美國人居住在城市，並且購買而不是種植食物，而且越來越多地以即食形式購買。據估計，我們消耗的卡路里中有 58% 和幾乎 90% 的新增糖來自工業食品配方，這些配方主要或完全由成分組成——無論是營養素、纖維還是化學新增劑——這些成分在自然界中找不到類似的形式和組合。這些是超加工食品，它們的範圍從薯片、含糖早餐麥片、糖果、蘇打水和批次生產的糕點等垃圾食品，到商業麵包、加工肉類、調味酸奶和能量棒等看似良性甚至健康的產品。

超加工食品往往含糖、脂肪和鹽量很高，自 1970 年以來，每個美國人每天可獲得的卡路里增加了 600 多卡路里。儘管如此，雖然這些食物的興起與體重增加有關，但這種相關性並不一定意味著因果關係。有很多美味的加工較少的食物——乳酪、肥肉、植物油、奶油——可能起著同等甚至更大的作用。因此，霍爾想知道是否是超加工食品導致了體重增加。“基本上，我們想知道，當卡路里來自超加工食品時，人們是否會攝入更多卡路里，”他說。

解決這個問題並不簡單。正如前面提到的，典型的營養研究依賴於個人的自我報告，他們會記錄食物日記或根據記憶填寫問卷。但霍爾知道，在超加工食品的情況下，這種方法無法提供令人信服的證據。首先，營養研究參與者因在飲食調查中作弊而臭名昭著——聲稱他們吃的西蘭花比實際吃的更多，吃的奧利奧雙層夾心餅乾比實際吃的少，或者“忘記”和朋友喝了第三杯啤酒。其次，由於美國飲食中如此大比例的食物來自超加工食品，因此很難找到一組飲食明顯不同的人進行比較。

為了避免這些和相關問題，在 2018 年，霍爾再次求助於代謝病房，在那裡他隨機分配了 20 名成年志願者接受超加工或未加工飲食兩週。然後人們換了過來：如果他們一直採用一種飲食，他們會換用另一種飲食再持續兩週。（顯然，20 個樣本量不足以得出適用於公眾的結論，但這項初步研究旨在作為“概念驗證”，在此基礎上進行未來更大規模的研究。霍爾說，在這個初步階段，讓更多的人接受嚴格的研究方案“是不道德的”。）營養師仔細匹配了超加工和加工餐的卡路里、能量密度、脂肪、碳水化合物、蛋白質、糖、鈉和纖維。他們還確保研究物件對一類食物的口味沒有偏好。在兩種飲食中，參與者都被指示儘可能多或儘可能少地吃正餐和小吃。

去年春天，在辦公室裡，霍爾向我展示了每餐和小吃的彩色照片。超加工餐包括罐頭義大利餃子、熱狗、 topped with 加工乳酪的漢堡、白麵包、人造黃油和包裝餅乾等食物。此類早餐包括火雞培根、含糖麥片、雞蛋替代品、炸薯餅、水果味飲料（大多數用人造甜味劑增甜）和午餐肉。未加工餐的正餐包括烤牛肉、抓飯、蒸粗麥粉和義大利麵，早餐包括堅果、用油炸的蔬菜煎蛋卷、用黃油烹製的土豆煎餅和全脂酸奶。

烤牛肉、義大利麵和煎蛋對我們很多人來說都很有吸引力，如果人們吃的這些食物比吃的超加工午餐肉更多，那也就不足為奇了。但事實並非如此。霍爾今年早些時候在《細胞代謝》雜誌上發表的結果表明，在超加工飲食中，人們每天比吃未加工飲食時多攝入約 500 卡路里，這種增加導致他們在兩週內體重增加了約兩磅。“霍爾的發現令人驚歎之處在於，當人們面對超加工食品時，他們會多吃多少額外的卡路里，”巴西聖保羅大學公共衛生學院的內科醫生、營養和公共衛生教授卡洛斯·奧古斯托·蒙泰羅說。

腸-腦失聯

為什麼我們中的更多人更容易受到雞蛋替代品和火雞培根的誘惑，而不是真正的雞蛋和用真黃油炸的炸薯餅的誘惑？耶魯大學的神經科學家和精神病學教授達娜·斯莫爾認為她已經找到了一些線索。斯莫爾研究現代食物環境對大腦回路的影響。她說，腸道中的神經細胞透過稱為迷走神經的大型管道向我們的大腦傳送訊號。這些訊號包括有關進入胃和腸道的能量（卡路里）量的訊息。如果資訊被擾亂，混合訊號可能會導致暴飲暴食。斯莫爾說，如果“大腦沒有從腸道獲得適當的代謝訊號”，“大腦真的不知道食物甚至在那裡”。

斯莫爾和其他人對人腦進行的神經影像學研究表明，伴隨高卡路里密度食物的感官線索——氣味、顏色和質地——會啟用紋狀體，紋狀體是大腦中參與決策的部分。這些決定包括關於食物消費的選擇。

斯莫爾說，這就是超加工食品成為問題的原因。食用這些食物後身體使用的能量與攝入的感知能量不匹配。結果，大腦以一種鼓勵暴飲暴食的方式變得混亂。例如，天然甜味劑——如蜂蜜、楓糖漿和食用糖——提供一定數量的卡路里，而這些食物引發的對甜味的預期會向身體發出訊號，使其預期並準備好應對卡路里負荷。但糖精等人工甜味劑提供了對甜味的預期和體驗，但沒有能量提升。大腦原本預期會獲得卡路里，但現在感覺到缺少了一些東西，因此會鼓勵我們繼續進食。

更復雜的是，超加工食品通常含有營養性和非營養性甜味劑的組合，斯莫爾說，這種組合會產生令人驚訝的代謝影響，從而產生特別強大的強化效果。也就是說，吃它們會導致我們想要更多這些食物。斯莫爾指出：“顯而易見的是，含有營養性和非營養性甜味劑的食物和飲料的能量值並沒有準確地傳達給大腦。”“同樣顯而易見的是，霍爾已經發現了證據，表明人們在食用高度加工的食物時會吃得更多。我對這個問題的看法是，當我們吃超加工食品時，我們沒有獲得從加工較少的食物中獲得的代謝訊號，而且大腦根本沒有記錄總卡路里負荷，因此不斷要求更多。”

斯莫爾說，動物研究證實了這樣一種理論，即超加工食品會擾亂影響食物強化和總體攝入量的腸-腦訊號。“我們一直抱有一種漫不經心的態度，即卡路里就是卡路里，但許多食物都有意想不到的後果，”她說。“例如，在自然界中，碳水化合物幾乎總是與纖維一起包裝，而在超加工食品中，纖維要麼根本不存在，要麼以自然界中找不到的形式包含在內。而且，在自然界中，在同一種食物中找到碳水化合物和脂肪是很少見的，但超加工食品往往在一個包裝中同時含有兩者。我們創造了所有這些富含脂肪、糖、鹽和新增劑的超級美味食物，我們顯然更喜歡這些食物。但這些食物不一定會引發飽腹感。它們似乎引發的是渴望。”

斯莫爾和其他科學家推測，超加工食品在某種意義上類似於成癮性藥物，因為食用它們不會帶來滿足感，而是導致對更多的渴望。麻省理工學院的神經科學家安·格雷比爾是習慣形成的公認專家，她說，外部線索——比如僅僅看到一塊糖果棒——可能會引發一種反射性反應，導致大腦幾乎自動地鼓勵某種行為。“習慣形成時發生的部分事情是‘分塊’，”她說。“你學習行為模式，你的大腦會打包整個序列，包括開始和結束標記，這樣你就不必再考慮它了。”（紋狀體中的某些神經元負責將行為分組為單一的習慣性例程。）

密歇根大學心理學和神經科學教授肯特·貝里奇補充說，大量食用超加工食品實際上可能會以增加對食物線索的敏感性的方式改變大腦回路。他已經在齧齒動物身上證明了這種效應。“當你給大鼠餵食垃圾食品飲食時，有些大鼠會體重增加，但另一些則不會。在那些變得肥胖的大鼠中，它們的多巴胺系統發生了變化，它們對食物線索變得過度敏感——它們變得超級專注於那一種獎勵。它們並沒有表現出更多的快樂，但它們確實表現出更多的想要，而這種想要導致了更多的行動——也就是說，更多的覓食行為。”

但貝里奇強調，這不是一致的反應，而且他不認為這將是暴飲暴食的唯一原因。“超加工食品改變食物（透過超加工）可能會在我們中的一些人身上引發這種反應，這是非常合理的，但我的猜測是，我們不會發現它以相同的方式影響我們所有人。我的猜測是，在肥胖症的案例中，我們將發現亞群——也就是說，根據一個人的基因，有不同的途徑導致肥胖。”

食物大戰

並非所有研究人員都同意霍爾的途徑——超加工途徑——是導致肥胖症的主要道路。普渡大學營養科學教授、美國營養學會候任主席裡克·馬特斯說，他擔心霍爾在沒有充分理由的情況下譴責整個食物類別。“他說超加工食品會導致暴飲暴食，但沒有[大量]證據支援這種說法。我的觀點是，物品被操縱的方式可能不是我們對它們的反應的主要驅動因素，但營養成分才是更相關的因素。”

霍爾指出，他確實匹配了飲食的營養成分，但馬特斯還有其他幾個反對意見。也許最嚴重的是，在研究的每個階段，參與者只被提供超加工或未加工食品。“在現實世界中，人們會混合”不同的食物型別，他在一封電子郵件中寫道。“這不是研究的缺陷，但當試圖將研究結果推斷到自由生活的人們身上時，這是一個嚴重的問題。”

推動超加工食品過度消費的另一個可能因素是它們吃得很快，因此人們可能會在任何飽腹機制開始減緩它們的速度之前吞噬大量食物。超加工食品往往能量密集，並在相對較小的包裝中包含相對大量的卡路里。這也可能鼓勵快速消費，從而繞過飽腹機制。儘管如此，快速進食並不能解釋為什麼人們在下一頓飯中繼續吃更多的超加工食品，至少在理論上，他們應該不那麼餓。

如果超加工食品確實是一個大問題，那麼問題是我們可以而且應該對它們做些什麼。當我問霍爾時，他不願呼籲採取嚴格的措施，例如對這些食物徵稅。“我擔心，由於我們近 60% 的卡路里來自超加工食品，對這些食品徵稅可能會加劇某些人的食品不安全感，”他說。“我們已經發現了超加工食品與暴飲暴食之間的關聯，並且關於因果機制有很多假設。但在您完全瞭解該機制之前，干預還為時過早。可能是新增劑和人工香料正在產生影響，或者超加工食品的微量營養素缺乏，身體會感知到並做出反應而暴飲暴食。可能還有其他因素。我們只是還不知道——但很快就會知道。”

與此同時，他確實認為現有的關於超加工食品的證據是讓我們擔心它們的理由：“我們可以改變我們的飲食來最大限度地減少損害。而且，就目前而言，我認為這就是我們需要將目光投向的地方。”食品工業可以提供幫助，也許可以設計更多加工較少的食品，但人們必須透過購買更多此類食品來表明他們想要這種食物。“我不是傳道者，”霍爾斷言，“但我確實認為公眾對食品系統的需求比任何政府監管都更有力。”他說，他在這項工作中的職責是把科學搞清楚。