1)關於我們身體如何燃燒卡路里的演化線索

當人類學家 Herman Pontzer 從紐約的亨特學院出發前往坦桑尼亞,研究地球上僅存的幾個狩獵採集部落之一時,他預期會發現一群燃燒卡路里的機器。

不像西方人越來越多時間黏在椅子上,哈扎族人大部分時間都在活動。男性通常會去打獵——追趕並殺死動物,爬樹尋找野蜂蜜。女性則採集植物,挖掘塊莖,在灌木叢中尋找漿果。「他們的身體活動程度在所有被研究過的人群中都是最高的,」Pontzer 說。

通過研究哈扎族的生活方式,Pontzer 認為他會找到證據來支持關於肥胖為何在全球成為如此大問題的傳統觀點。許多人認為,我們在過去 50 年集體增重如此之多的原因之一,是因為我們比祖先少活動得多。

Pontzer 確信,哈扎族人平均每天燃燒的卡路里肯定比現代典型的西方人多得多;他們肯定會顯示出我們的身體變得多麼遲鈍。

在 2009 年和 2010 年的幾次旅行中,他和同事們駕駛著一輛路虎車前往大草原中心,車上裝滿了露營用品、電腦、太陽能板、用來冷凍尿液樣本的液態氮,以及用來測量呼吸的呼吸測量儀。

在乾燥、開闊的地形中,他們在幾個哈扎族家庭中找到了研究對象。他們使用一種叫做雙標記水的技術——這是目前已知最好的測量我們燃燒能量時呼出二氧化碳的方法——追蹤了 11 天內 13 名男性和 17 名女性(年齡介於 18 至 75 歲之間)的運動和能量消耗情況。

當他們分析這些數據時,結果令人驚訝。

「當我們發現哈扎族的能量消耗並不比美國和歐洲人高時,我們真的很驚訝,」Pontzer 說。他在 2012 年於PLOS One期刊上發表了這項發現。儘管這些狩獵採集者身體活躍且瘦削,但在研究人員控制了體型大小的因素後,他們每天實際燃燒的卡路里量與平均的美國人或歐洲人相同。

Pontzer 的研究是初步且不完美的。它只涉及了來自一個小社區的 30 名參與者。

但它提出了一個引人入勝的問題:獵捕、採集的哈扎人怎麼可能消耗與懶散的西方人相同的能量?

當 Pontzer 思考他的發現時,他開始拼湊出一個解釋。
首先,科學家已經證明,能量消耗——或每天燃燒的卡路里——不僅包括運動,還包括維持我們生命所需的所有能量。(研究人員早就知道這一點,但很少有人考慮到它在全球肥胖 epidemic 背景下的重要性。)

卡路里燃燒似乎也是人類隨時間演變出的一種特徵,與生活方式關係不大。也許,Pontzer 想,哈扎人之所以使用與西方人相同的能量,是因為他們的身體在其他任務上節省了能量。

或者,哈扎人在不打獵和採集時會多休息,以彌補所有的體力勞動,這也會降低他們的整體能量消耗。

這項科學仍在發展中。但它對我們如何思考能量消耗的深度硬編碼程度,以及我們可以通過更多運動來破解它的程度,有深遠的影響。

如果「消耗的卡路里」變量無法很好地控制,那麼什麼可能解釋哈扎人體重的差異呢?

「哈扎人消耗相同的能量,但他們不像西方人那樣肥胖,」Pontzer 說。「他們不會過度進食,所以他們不會變得肥胖。」

這個基本概念是越來越多證據的一部分,有助於解釋研究人員多年來一直在記錄的一種現象:對於已經增重的人來說,僅僅通過增加運動量來減肥是極其困難的。

2)運動對健康非常有益

在我們深入探討為什麼運動對瘦身幫助不大之前,讓我們明確一點:無論運動如何影響你的腰圍,它都對你的身心有益。

一項 Cochrane Review 對最佳可用研究的回顧發現,雖然運動只能帶來適度的減重,但研究參與者在增加運動量後(即使沒有改變飲食),都看到了一系列健康益處,包括降低血壓和血液中的三酸甘油酯。運動可以降低 第二型糖尿病、中風和心臟病發作的風險。

許多其他研究 也表明,運動的人患上阿茲海默症和失智症引起的認知障礙的風險較低。他們在認知能力測試中的得分也更高——這只是眾多益處中的一部分。

如果你已經減重,運動也可以在控制卡路里攝入的同時幫助 維持體重。在 2017 年 10 月發表在 Obesity 期刊 上的一項研究中,研究人員檢查了 14 位 Biggest Loser 減肥真人秀節目參賽者在為電視減肥 6 年後的情況。他們再次發現,在節目積極減重期間,體力活動與減重之間沒有關聯。

「所以在節目中減重最多的人不一定是運動最多的人——相反,是那些吃得最少的人,」研究作者、國立衛生研究院數學家和肥胖研究員 Kevin Hall 說。但他們也發現,運動與保持體重之間存在強烈的關聯。(六年後成功維持減重的研究參與者每天進行 80 分鐘的中等強度運動或 35 分鐘的劇烈運動。)

與先前的報告一致,長期維持減重可能需要大幅且持續增加[體力活動],」研究人員總結道。

總之,運動對於許多健康結果來說,就像是一種神奇藥物。

3)單靠運動對減重幾乎沒有用

運動的好處確實存在。而且有許多故事講述人們透過跑步機減掉大量體重。但大部分的證據顯示,效果並沒有那麼驚人。
考慮一下這項發表於 2001 年的運動介入研究回顧:它發現 20 週後,體重減輕的程度低於預期,而且「在這些較長期的研究中,運動能量消耗量與體重減輕並無相關性」。

為了探索更多運動對體重的影響,研究人員追蹤了各種群體,從馬拉松訓練者到久坐不動的年輕雙胞胎,再到透過跑步、騎自行車或個人訓練課程來增加身體活動的停經後過重和肥胖女性。即使在飲食保持恆定的高度控制情況下,這些研究中的大多數人通常最多也只減輕了幾磅。

其他分析了大量運動研究的統合分析也得出了類似平淡無奇的結論,認為運動對減重的效果有限。這項Cochrane 回顧檢視了所有關於運動減重的最佳可用證據,發現單純的身體活動只能帶來適度的減重效果。另一項發表於 1999 年的回顧也得出相同結論。

阿拉巴馬大學的肥胖研究員 David Allison 這樣總結研究結果:增加身體活動對減重的效果非常有限——「比你用數學預測的效果還要小」,他說。

長期以來,我們一直以簡單的「卡路里攝入、卡路里消耗」的方式來看待減重。在一項廣受引用的1958 年研究中,研究員 Max Wishnofsky 提出了一個規則,許多機構——從Mayo ClinicLivestrong——至今仍在使用這個規則來預測減重:一磅人體脂肪約等於 3,500 卡路里;因此,通過飲食或身體活動每天減少 500 卡路里,就能在一週內減重約一磅。同樣地,每天增加 500 卡路里會導致體重增加約相同的量。

如今,研究人員認為這個規則過於簡單化。他們現在將人體能量平衡視為「一個動態且可適應的系統」,正如一項研究所描述的。當你改變其中一個組成部分——為了減重而減少每天攝入的卡路里,或比平常做更多運動——這會在身體中引發一連串變化,影響你消耗的卡路里數量,進而影響你的體重。

4)運動只佔每日卡路里燃燒的一小部分

關於運動,有一個非常被低估的事實是,即使當你鍛鍊時,那些額外燃燒的卡路里也只佔你總能量消耗的一小部分。

「事實上,」美國國立衛生研究院的神經科學家和肥胖研究員 Alexxai Kravitz 說,「根據個人情況(不包括將鍛鍊作為工作的專業運動員),它只佔總能量消耗的大約 10% 到 30%。」

一般年輕成年女性和男性的總能量消耗組成部分。

Kravitz 解釋說,能量消耗有三個主要組成部分:1)基礎代謝率,即身體在休息狀態下用於基本功能的能量;2)用於分解食物的能量;3)用於體力活動的能量。

我們對基礎代謝率幾乎沒有控制力,但它是我們最大的能量消耗者。Kravitz 說:「普遍認為,對大多數人來說,基礎代謝率佔總能量消耗的 60% 到 80%。」消化食物佔約 10%。

這樣只剩下 10% 到 30% 用於體力活動,而運動只是其中的一部分。(你可以在這裡這裡閱讀更多關於這個概念的內容。)

雖然運動不是完全沒有效果,但它所帶來的影響遠遠不及食物攝取——後者佔了身體能量攝入的百分之百,"克拉維茨說。"這就是為什麼運動雖然能帶來統計學上顯著但微小的體重變化,卻不令人意外的原因。

5)通過運動創造顯著的卡路里赤字很困難

使用美國國立衛生研究院的 體重規劃器 ——它比舊的 3,500 卡路里規則提供了更現實的減重估算——美國國立衛生研究院的 Kevin Hall 創建了這個模型,以展示為什麼加入常規運動計劃不太可能導致顯著的體重減輕。

美國國立衛生研究院體重規劃器。

假設一個體重 200 磅的男性,在保持熱量攝入不變的情況下,每週增加四天每天 60 分鐘的中等強度跑步,持續 30 天,他會減掉 5 磅。"如果這個人決定增加食物攝入量或放鬆更多來恢復額外運動帶來的消耗,那麼減重效果會更少,"Hall 補充道。(稍後會有更多關於這些"補償機制"的討論。)

所以,如果一個人超重或肥胖,並且可能試圖減掉幾十磅,那麼要通過運動產生真正的影響,將需要難以置信的時間、意志力和努力。

這就是為什麼 Hall 認為研究人員一再發現運動可以幫助維持體重減輕,但無法幫助人們減重的原因。"你需要大量的運動來[燃燒足夠的卡路里以達到減重效果],"他說。"但維持體重減輕並不需要能量赤字。"

6)運動可能會以其他微妙的方式影響減重

運動甚至可能以微妙的方式影響減重。我們的運動量與我們的飲食量有關。正如 Hall 所說,"我不認為有人相信卡路里的攝入和消耗是互不相關的。"而運動,當然,會讓我們感到飢餓如此飢餓以至於我們可能會攝入比我們燃燒掉的更多卡路里。

2009 年的一項研究顯示,人們似乎會在運動後增加食物攝入量——要麼是因為他們認為自己燃燒了大量卡路里,要麼是因為他們感到更加飢餓。2012 年的另一項研究回顧發現,人們通常會高估運動燃燒的能量,並在運動時吃得更多。

你在那台機器上辛苦運動一小時,但這些努力可能在之後的五分鐘進食中就被抵消了

"你在那台機器上辛苦運動一小時,但這些努力可能在之後的五分鐘進食中就被抵消了,"Hall 補充道。舉例來說,一片披薩就可能抵消一小時運動燃燒的卡路里。咖啡摩卡或冰淇淋也是如此。

還有證據表明,一些人在運動後會放慢節奏,在非健身活動中消耗更少的能量。他們可能決定躺下休息,因為疲勞而減少 fidget(坐立不安的小動作),或者選擇搭電梯而不是爬樓梯。

這些變化通常被稱為"補償行為,"它們只是指我們在運動後可能無意識做出的調整,以抵消燃燒的卡路里。

7)運動可能導致生理變化,幫助我們保存能量

關於為什麼運動對減重效果不佳的最有趣理論描述了我們的身體在運動後如何調節能量。

研究人員發現了一種稱為"代謝補償"的現象。

"我們認為,當你越是給身體施加壓力,生理上就會有變化——補償機制會根據你推動自己的運動水平而改變,"羅耀拉大學運動生理學家 Lara Dugas 說。換句話說,我們的身體可能會主動對抗我們減重的努力。

這種效應已經得到充分證實,儘管它可能不適用於每個人。

在一項引人入勝的研究中,發表於 1994 年的《Obesity Research》期刊,研究人員讓七對年輕、久坐不動的同卵雙胞胎接受為期 93 天的高強度運動。幾乎每天,他們都會在固定式腳踏車上運動兩小時。

這些雙胞胎被安置在研究實驗室內,接受 24 小時的監督,並由細心的營養師餵食。營養師精確計算他們攝入的每一卡路里,以確保他們的能量攝取保持不變。

儘管從大多數時間久坐不動轉變為幾乎每天運動幾個小時,參與者平均只減輕了約 11 磅,範圍從最少 2 磅到最多 17 磅多一點,幾乎全是由於脂肪損失。參與者通過運動燃燒的卡路里也比研究人員在研究開始前計算的少了 22%。

為了解釋這一現象,研究人員寫道,要麼是受試者的基礎代謝率降低了,要麼是受試者在每天兩小時運動時段之外消耗的能量減少了。

在一項更近期的研究中,發表於 2016 年 5 月的《Obesity》期刊,Kevin Hall 的團隊再次研究了 14 位《Biggest Loser》真人秀節目的參與者他們在 2009 年為期 30 週的比賽結束時以及六年後的 2015 年進行了一系列測量,包括體重、脂肪、代謝和荷爾蒙。

雖然所有參賽者在節目結束時通過極端飲食和數小時的運動減掉了數十磅體重,但到了六年後,他們的腰圍大多已經反彈。但最驚人的發現是,參與者的代謝在研究期間大幅減緩。他們每天實際燃燒的卡路里比根據他們的體重預期的要少約 500 卡(相當於一餐的量)。

儘管大多數參與者正在緩慢地重新增加他們失去的體重,但這種代謝效應仍然持續存在。

Dugas 將這種現象稱為「生存機制的一部分」:身體可能在節省能量,試圖保留儲存的脂肪以備未來能量需求。再次強調,研究人員目前尚不清楚為什麼會發生這種情況,或者這些效應在人體中會持續多久。

David Allison 說:「我們確信在某些情況下會發生一些代謝適應,我們也確信在某些情況下會發生一些行為補償。我們不知道在什麼情況下、對誰來說會發生多少補償。」

8)能量消耗可能有上限

另一個關於為什麼單靠運動難以減重的假說是,能量消耗在某一點會達到平衡。在 Pontzer 發表於 2016 年《Current Biology》期刊的另一篇論文中,他和同事們發現了存在上限的證據。

他們廣泛地招募了來自迦納、南非、塞舌爾、牙買加和美國的 332 名成年人。他們使用加速度計追蹤研究參與者八天,收集有關體力活動和能量消耗的數據。他們將人們分為三類:久坐不動的人、中度活躍的人(每週運動兩到三次),以及超級活躍的人(幾乎每天運動)。重要的是,這些人已經在進行一定量的活動,而不是被隨機分配到各種運動水平。

在這裡,體力活動只能解釋各組之間卡路里消耗變化的 7% 到 9%。中度活躍的人比久坐不動的人燃燒更多能量(每天多約 200 卡路里),但超過這個水平,消耗的能量似乎就達到了極限。

研究人員在研究中總結道:「在調整了體型和體格之後,總能量消耗與身體活動呈正相關,但這種關係在較低範圍的身體活動中更為顯著。」

換句話說,運動量達到一定程度後,你不會繼續以相同的速率燃燒卡路里:總能量消耗最終可能會達到平穩狀態。

在傳統的「加法」或「線性」總能量消耗模型中,一個人燃燒的卡路里數是身體活動的簡單線性函數。

Pontzer 說:「這種平穩狀態與標準的能量消耗思維方式真的很不同。世界衛生組織和 Fitbit 的製造商會告訴你,你越活躍,每天燃燒的卡路里就越多。就這麼簡單。」

在「受限」的總能量消耗模型中,身體會透過減少其他生理活動所消耗的能量來適應增加的身體活動。

基於這項研究,Pontzer 提出了一個新模型,顛覆了舊有的「卡路里進,卡路里出」運動方法,在舊方法中,身體會隨著身體活動的增加而線性地燃燒更多卡路里(也稱為能量消耗的「加法」模型)。

他稱之為能量消耗的「受限模型」,顯示更多的身體活動對人體的影響並非線性的。考慮到我們的進化歷史——當食物來源不那麼可靠時——他認為身體會設定一個願意消耗能量的限度,不管我們有多活躍。

Pontzer 解釋道:「總體想法是,無論你多麼活躍,身體都試圖維持特定的能量消耗水平。」

這仍然只是一個假說。Pontzer 和其他人需要收集更多證據來驗證它,並調和矛盾的證據,這些證據顯示人們可以隨著增加身體活動而燃燒更多能量。因此,目前這只是一個引人入勝的可能性,與其他所有可能性一樣,可能有助於解釋為什麼單純加入健身房作為減重策略往往是徒勞無功的。

9)政府和食品業正在發布不科學的建議

根據世界衛生組織的資料,自 1980 年以來,全球肥胖率已經翻倍,目前約有 13% 的全球人口被列為肥胖。在美國,近 70% 的人口超重或肥胖。

缺乏運動和攝入過多卡路里被描繪為這場危機的同等原因。但正如研究人員在《BMJ》的一篇文章中所說:「你無法靠跑步擺脫糟糕的飲食。」

至少從 1950 年代開始,美國人就被告知我們可以這麼做。這篇《公共衛生報告》文章概述了數十個政府部門和組織——從美國心臟協會到美國農業部——其宣傳活動建議增加身體活動(單獨或配合飲食)來扭轉體重增加。

不幸的是,我們正在輸掉肥胖戰爭,因為我們比以往任何時候都吃得更多。但運動神話仍然被食品和飲料業定期部署——這些行業因向我們銷售過多不健康產品而日益受到抨擊。

可口可樂公司說:「身體活動對消費者的健康和福祉至關重要。」該公司自 1920 年代以來一直與運動保持一致,最近被《紐約時報》揭露資助強調缺乏身體活動是肥胖流行原因的肥胖研究人員。

在肥胖問題的辯論中,身體活動和飲食絕不應被賦予同等重要性

Coca-Cola 只是眾多食品公司中的一個,這些公司鼓勵我們多運動(同時繼續購買他們的產品):PepsiCoCargillMondelez 都強調身體活動是肥胖的原因。

運動減重的迷思仍然出現在高知名度的倡議中,例如前第一夫人蜜雪兒.歐巴馬的「Let's Move」運動——根據紐約大學營養學教授瑪麗恩.內斯特爾的說法,這主要是因為食品業的遊說努力。內斯特爾表示,白宮以運動為重點來終結兒童肥胖,是「一個策略性決定,讓訊息既正面又可行,同時避免得罪食品業」。

但這種專注於「卡路里輸出」,或我們可能通過運動燃燒的卡路里的做法,「是一種不充分且可能危險的方法,因為它可能會鼓勵人們忽視或低估能量攝入的更大影響」,一位肥胖醫生兼教授在《公共衛生營養》期刊中如此寫道

換句話說,我們可能會忽視這個事實:主要是攝入過多食物導致我們變胖。

蒙特克萊爾州立大學的肥胖研究員 Diana Thomas 表示:「運動對健康有各種好處。然而,如果你想減重,我看到的最大問題是食物。我們需要減少我們吃的食物。」

證據現在很清楚:運動對健康極有益處,但對減重並不重要。在肥胖問題的討論中,這兩者絕不應被賦予同等的重視度。

10)那麼什麼方法真正有效於減重?

在個人層面上,關於什麼對減重有效的一些非常好的研究來自全國體重控制登記處,這項研究分析了成年人減重至少 30 磅並保持至少一年的特徵、習慣和行為。他們目前有超過 10,000 名會員參與研究,這些人每年回答問卷,說明他們是如何保持體重下降的。

研究人員發現,成功減重的人有一些共同點:他們每週至少稱一次體重。他們限制卡路里攝入,遠離高脂肪食物,並注意份量大小。他們也定期運動

但請注意:這些人是在計算卡路里和其他行為改變的基礎上增加體育活動。我曾經諮詢過的每位可靠的減重專家都表示,一個人能做的最重要的事情是以他們喜歡且能持續的方式限制卡路里,並專注於健康飲食。

一般來說,飲食加運動比單純減少卡路里效果更好,但減重效果只有輕微的額外提升。看看這張圖表,來自對一群超重人士進行的隨機試驗:限制卡路里的組別與飲食加運動的組別減重量差不多,儘管運動組減少的卡路里較少:

卡路里限制組比飲食加運動組減去更多體重。

如果你開始一個包括增加運動和減少卡路里的減重之旅,蒙特克萊爾的 Thomas 警告不要將體育活動中燃燒的卡路里計入可額外攝入的食物中。

她說:「假裝你根本沒有運動。你很可能會不自覺地補償回來,所以把運動只當作改善健康的方法,而不是減重的方法。」


編輯:Eliza Barclay
視覺設計:Javier Zarracina
研究員:Mohsin Ali