为什么减肥总是不见效,因为你没有遵循能量守恒定律!

2017-03-06作者:王立铭编辑:谢爽

减肥的医学手段说起来也很简单。我们需要的唯一理论武器,就是伟大的能量守恒定律。



人体的能量来源非常简单,就是每天吃进嘴里的各种食物,不管是来自米饭、油条、可乐的碳水化合物,还是鸡鸭鱼肉里的蛋白质和脂肪,都能够一定程度地被我们的消化系统消化和吸收,之后再通过复杂的生物化学反应在细胞内产生能量。


人体能量的去向也并不复杂,主要来说是三大出口:最主要的能量支出是身体的基础新陈代谢活动,包括维持体温和血液循环、保证组织生长和修复、维持细胞内各种生物活动(例如新蛋白质合成、运输和降解)等,这部分能量支出约占到身体总能量支出的60%。


此外,我们每天都要进行的各种体力活动,包括做饭、扫地、跑步、打球,加起来消耗了20%~30%的能量。


而最后一小部分说起来有点拗口,是为了获取能量而消耗掉的能量。我们吃的食物从进入口腔刺激味蕾,到最终变成身体可以利用的能量分子和营养物质,需要经历消化、吸收、储藏、分解利用、排泄等各个阶段。而这些阶段的生理活动,像是口腔咀嚼、胃肠蠕动、分泌胃酸、吸收营养,同样也需要消耗能量。



如果再考虑到食物中的能量仅有一部分被人体吸收,我们可以得到一个简单的公式:


体重变化=(食物中包含总能量×人体从食物中吸收能量的比例-新陈代谢中的消耗+体力活动中的消耗+食物消化吸收中的消耗)


换句话说,基于能量守恒定律,如果我们希望减轻体重,有五个入手点:


• 减少摄入食物的总能量水平

• 减少人体从食物中吸收能量的能力

• 增强新陈代谢中的消耗

• 增强体力活动中的消耗

• 增强食物消化吸收中的消耗


这五点中,首先可以排除掉的是最后这一条,“增强食物消化吸收中的消耗”。因为不少研究证明,食物消化吸收活动所消耗的能量,大致和食物所含的能量有线性关系:食物中能量越多、消化吸收所消耗的能量也就越多。这并不奇怪,消化两个馒头所需的能量可能差不多就是消化一个馒头的两倍嘛。因此想根据这一点来增加消耗就比较困难了。同时也考虑到食物消化吸收中的能量消耗毕竟占比很低(仅占全部能量消耗的10%左右),我们(以及那些开发减肥治疗手段的人们)都不想在这一点上花费太多的时间和精力。



而想要“增加体力活动中的能量消耗”,最好的办法不是吃药或者做手术,而是真正地改变生活方式:迈开腿,多运动。这里面一个简单的逻辑是,体育运动对人体生理的影响是全方位的。例如就有科学家发现,高强度锻炼能够改变身体中成百上千的蛋白质分子的化学修饰水平和生理活性!至少在可预见的将来,人工设计一种药物,能够同时精确地操纵成百上千蛋白质分子的可能性几乎是不存在的。所以并不会有什么药物可以完美模拟人体的体力运动,从而促进能量的消耗。


那么在现实中,想要设计一种能够帮助我们减轻体重的治疗手段,就剩下下面三个选项了:


• 减少摄入食物的总能量水平

• 减少身体对能量的吸收能力

• 增强新陈代谢中的消耗


没错,市面上所有可见的减肥治疗方式,都可以归入上面某一个或者多个门类中去。我们也有理由相信,只要能量守恒定律继续支配着我们的物理和生物世界,未来的减肥治疗也要从这三个方面去寻找。



想要快速说明减肥物理学的实际用处,减肥手术是最好的例子。它可能也是现今所有减肥的医学介入手段中最有效和持久的一种。


在人体摄入食物的整个过程中,胃和小肠是最重要的负责消化和吸收的器官。状如口袋的胃是主要的食物研磨器官,通过机械研磨,将混合了胃酸和胃蛋白酶的食物磨成细细的食物糜。而长达数米的小肠是最重要的吸收营养物质的器官。已经被充分磨碎和消化的食物糜进入小肠后,会和密布微绒毛的小肠肠壁亲密接触,在此过程中大量的营养物质分子被吸收进入小肠肠壁细胞,并最终通过循环系统运送到身体的各个器官,参与机体的新陈代谢。


而减肥手术的目标正是把胃变小、小肠变短,让身体少吸收一点能量——就是这么简单!



减肥手术。具体来说减肥手术可以分成这么几种,在胃上装一个可调节宽窄的带子来约束胃的大小(这种叫做可调节胃束带/adjustable gastric band/AGB);把胃前端直接和小肠后端连接起来、从而让食物避免流经胃和小肠前端(这种叫做胃绕道旁路手术/roux-en-Y gastricbypass/RYGB);直接切掉大部分的胃、只留下一个小小的容积有限的胃(这种叫做胃袖状切除/vertical sleeve gastrectomy/VSG);以及结合了胃袖状切除和旁路手术的所谓胆胰十二指肠开关术(biliopancreatic diversion with duodenal switch/BPD-DS)。目前在减肥手术的发源地美国,最常用的是相对风险最低、结果可逆的可调节胃束带手术。


这种手术要达到的效果是两个。一是限制胃的大小,让肥胖症患者更容易出现饱腹感,从而减少进食量(“减少摄入食物的总能量水平”);二是避免食物流经小肠,减少身体对营养物质的吸收能力(“减少身体对能量的吸收能力”)。双管齐下的效果也确实是立竿见影的:在手术后10个月内,肥胖症患者平均可以减去多余体重的50%~80%,这对每个患者来说可能都意味着30~50千克的多余赘肉!而且长期的术后观察也证明,减肥手术的效果在相当长的时间内、甚至在术后十年后都很稳定,体重反弹的问题并不严重。像2型糖尿病、心血管疾病、癌症甚至精神疾病的发病率也都有明显下降。


得益于腹腔镜技术的发展,现在做减肥手术其实没有想象中那样吓人。不需要开膛破肚,只需要在肚子上开几个小口就可以完成微创手术操作。在美国,做减肥手术的平均花费在两万美元上下,平均住院时间也仅有1~2天,可算个地道的小手术。美国每年都有数十万人接受这种手术。



因此可以说,治疗严重肥胖症的最有效手段就是减肥手术。之所以要加上一个“严重”的限定词,是因为我们毕竟需要平衡手术带来的风险因素,比如手术本身的风险(例如感染、失血、血栓和刀口破裂等),术后由于营养吸收下降带来的营养不良风险等。因此,目前美国食品和药品管理局的指南中,仅有那些身体质量指数超过40的大胖子们(对于一个身高170厘米的成年人来说,这意味着体重超过115千克),或者身体质量指数超过35(170厘米/101千克)同时伴随至少一种严重并发症的胖子们,才能接受减肥手术治疗。


近年来美国食品和药品管理局逐渐降低了相对风险性较低、手术操作可逆的可调节胃束带手术的门槛,但是总体而言,减肥手术仍然主要针对的是非常严重的肥胖症患者。


但是我估计,如果未来没有更高效的药物治疗方案出现,减肥手术特别是非切除性手术的门槛会继续降低,手术的风险和副作用也会得到更好地控制。就在2015年,美国食品和药品管理局批准了两种统称为胃气球的新型医疗器械,这种医疗器械的原理类似胃束带,也是为了在物理上限制胃的容量。只不过它的植入完全不需要损伤性的外科手术,只需要利用内镜将瘪掉的气球放入胃里,然后灌入液体使之膨胀就可以了。这种医疗器械的使用门槛创了历史新低:只需要身体质量指数超过30就可以使用(170厘米/86千克)!



未来会不会有一天,类似的医疗器械可以做到更加精致和无害,胖子们只需要吞下一个小胶囊,让它在胃里像气球一样膨胀到合理尺寸就可以轻松实现减肥呢?如果真的有这么一天,会不会我们反而需要更强有力的监管措施,防止人们滥用这样的减肥产品呢?


这并不是杞人忧天,人类的欲望经常会导致药物滥用。从好细腰的楚王和饿死的宫女们,到吃饭需要精确到每一卡路里的现代超模,很多人把体重和身材看得比生命和健康更重要。减肥治疗的手段越是安全和有效,可能反而越需要小心翼翼地推广和严格地监管。


内容来源:书问

作者王立铭
出版清华大学出版社
定价45元
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