肥胖症的新理论

营养研究员凯文·霍尔努力展现一种禅宗般的平静状态。在他的这个常常充满争议的领域中，他说，与其他科学家“尽管有压倒性的证据表明他们是错误的，但仍坚持自己喜爱的理论”的倾向相比，他更多的是感到困惑而不是沮丧。他带着狡猾的微笑告诉我，其中一些专家“具有令人着迷的能力，可以将不支持他们观点的研究合理化”。

在这些观点中，有一种观点认为，特定的营养素，如脂肪、碳水化合物或糖类，是造成我们令人震惊的肥胖症流行的罪魁祸首。（根据世界卫生组织的数据，全球肥胖症患病率在 1975 年至 2016 年间几乎增加了两倍。这种上升伴随着包括心脏病和糖尿病在内的相关健康威胁。）但霍尔在国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所工作，并在那里负责综合生理学部门，他进行的实验表明，罪魁祸首另有其人。他的研究表明，我们制作食物的方式发生了巨大转变——将配料分开，然后将它们重新制成磨砂零食蛋糕和超市冷冻柜中的即食食品之类的东西——承担了大部分责任。他和越来越多的其他科学家认为，这种“超加工”食品会扰乱通常告诉我们已经吃饱的肠-脑信号，而这种信号传递失败会导致暴饮暴食。

霍尔做了两项规模虽小但严谨的研究，这些研究与将碳水化合物或脂肪本身视为罪魁祸首的普遍看法相矛盾。在这两项实验中，他让参与者住院数周，严格控制他们的饮食。他的想法是避免典型饮食研究的偏差，这些研究依赖于人们的自我报告，而这些报告很少与他们真正吃的食物相符。这位拥有物理学博士学位的研究人员，具有该学科对精确测量的偏爱。他的第一项研究发现，与许多预测相反，减少碳水化合物摄入量的饮食实际上似乎减缓了身体脂肪减少的速度。今年发表的第二项研究，确定了体重增加的新原因。研究发现，当鼓励人们尽可能多或尽可能少地吃超加工食品和未加工食品时，人们摄入的超加工食品的卡路里比未加工食品多数百卡路里。食用超加工食品的参与者在短短两周内体重增加了两磅。

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北卡罗来纳大学教堂山分校的营养学教授巴里·M·波普金说：“霍尔的研究是开创性的——确实是你能得到的最好的临床试验。”他专注于饮食和肥胖症。“他的研究是第一个证明超加工食品不仅具有高度诱惑力，而且人们往往会吃得更多。”这项工作受到了广泛好评，尽管这种精心控制的实验可能不适用于人们在现实世界中混合食物类型的混乱方式。

这项研究的设计者说，他并没有肩负着改善美国人饮食习惯的救世使命。霍尔承认，他四岁的儿子对鸡块和披萨的偏爱仍然不可动摇，而且他自己的饮食可以而且可能应该得到改善。尽管如此，他认为他的研究提供了有力的证据，表明并非任何特定的营养素类型，而是制造商操纵食物的方式，在世界日益增长的腰围中起着最大的作用。他坚称，他在任何饮食战争中都没有偏袒，只是在遵循证据。“一旦你踏入一个阵营，并被该阵营的选择性偏见所包围，就很难走出来，”他说。霍尔指出，由于他的实验室和研究由国家研究所资助，无论他发现什么，“我都有自由改变我的想法。基本上，我有幸被数据说服。”

碳水化合物测试

霍尔曾经非常同情这样一种理论，即特定的营养素——特别是碳水化合物——是我们集体与体重作斗争的罪魁祸首。“我知道碳水化合物的摄入会增加血液中的胰岛素水平，而胰岛素水平会影响脂肪储存和脂肪细胞，”他说。“因此，碳水化合物与其它常量营养素的摄入量可能对体重产生有害影响，这当然是合理的。但这虽然合理，但并不确定，所以我决定对其进行测试。”

在霍尔的碳水化合物研究中，10 名男性和 9 名女性，均为肥胖者，被隔离在国立卫生研究院的病房中，并喂食高碳水化合物/低脂肪饮食两周。然后他们离开了一小段时间，然后返回重复了另外两周的时间。在每次住院的前五天，碳水化合物、脂肪和蛋白质的平衡分别保持在 50%、35% 和 15%，卡路里摄入量与他们的能量消耗相匹配——在专门构建的代谢室中测量——以确保他们既不增加也不减轻体重。在每次住院的接下来六天里，他们吃的饮食中碳水化合物类别的卡路里减少了 30%。

霍尔说：“我们并不惊讶地发现，当您控制碳水化合物与脂肪的水平时，您确实会看到非常不同的胰岛素水平。”他曾预计低碳水化合物饮食会降低胰岛素活性。“但令我们惊讶的是，我们没有看到胰岛素水平急剧下降对随时间推移的卡路里燃烧率或身体脂肪产生显着影响。”通常降低的胰岛素会影响脂肪细胞燃烧卡路里的方式。然而，霍尔斯说，“我们发现减少碳水化合物的饮食稍微减缓了身体脂肪的减少。”它也略微增加了瘦体重的减少。一年后，霍尔和他的同事们在更长的八周时间内做了类似的实验。这一次，他们将碳水化合物降至非常低的水平。最终，他们发现极低碳水化合物饮食和基线高碳水化合物/高糖饮食之间，在身体脂肪减少或卡路里消耗方面没有有意义的差异。科学家们于 2015 年在《细胞代谢》杂志上发表了第一批结果，并于 2016 年在《美国临床营养杂志》上发表了第二批结果。

如果不是碳水化合物，那么我们全球肥胖问题的罪魁祸首是什么？当然，今天的膳食份量更大，食物更丰富，我们中的许多人摄入的卡路里比几十年前的人们更多。但是，由于诱惑如此之多，几乎所有美国人都可能暴饮暴食——但很多人并没有。霍尔认为，这才是真正的营养之谜：对于某些人来说，哪些因素可能会起作用，从而推翻身体天生的饱腹机制，否则这些机制会控制我们的饮食？

加工卡路里

霍尔喜欢将人类比作汽车，并指出两者都可以在多种能源上运行。以汽车为例，根据品牌和型号的不同，可能是柴油、高辛烷值汽油或电力。同样，人类可以而且确实在多种饮食中茁壮成长，这取决于文化规范和 readily available 的东西。例如，传统的，高脂肪/低碳水化合物饮食非常适合北极地区的因纽特人，而传统的低脂肪/高碳水化合物饮食非常适合日本人。但是，虽然人类已经进化到适应各种各样的天然食物环境，但在最近几十年里，食物供应发生了变化，我们的基因——以及我们的大脑——几乎没有时间适应。而且，我们每个人对这种挑战的反应都不同，这应该不足为奇。

在 19 世纪末，大多数美国人居住在农村地区，近一半的人以务农为生，新鲜或仅经过轻微加工的食物是常态。今天，大多数美国人居住在城市，并且购买而不是种植食物，而且越来越多地以即食形式购买。据估计，我们消耗的卡路里中有 58% 和几乎 90% 的添加糖来自工业食品配方，这些配方主要或完全由成分组成——无论是营养素、纤维还是化学添加剂——这些成分在自然界中找不到类似的形式和组合。这些是超加工食品，它们的范围从薯片、含糖早餐麦片、糖果、苏打水和批量生产的糕点等垃圾食品，到商业面包、加工肉类、调味酸奶和能量棒等看似良性甚至健康的产品。

超加工食品往往含糖、脂肪和盐量很高，自 1970 年以来，每个美国人每天可获得的卡路里增加了 600 多卡路里。尽管如此，虽然这些食物的兴起与体重增加有关，但这种相关性并不一定意味着因果关系。有很多美味的加工较少的食物——奶酪、肥肉、植物油、奶油——可能起着同等甚至更大的作用。因此，霍尔想知道是否是超加工食品导致了体重增加。“基本上，我们想知道，当卡路里来自超加工食品时，人们是否会摄入更多卡路里，”他说。

解决这个问题并不简单。正如前面提到的，典型的营养研究依赖于个人的自我报告，他们会记录食物日记或根据记忆填写问卷。但霍尔知道，在超加工食品的情况下，这种方法无法提供令人信服的证据。首先，营养研究参与者因在饮食调查中作弊而臭名昭著——声称他们吃的西兰花比实际吃的更多，吃的奥利奥双层夹心饼干比实际吃的少，或者“忘记”和朋友喝了第三杯啤酒。其次，由于美国饮食中如此大比例的食物来自超加工食品，因此很难找到一组饮食明显不同的人进行比较。

为了避免这些和相关问题，在 2018 年，霍尔再次求助于代谢病房，在那里他随机分配了 20 名成年志愿者接受超加工或未加工饮食两周。然后人们换了过来：如果他们一直采用一种饮食，他们会换用另一种饮食再持续两周。（显然，20 个样本量不足以得出适用于公众的结论，但这项初步研究旨在作为“概念验证”，在此基础上进行未来更大规模的研究。霍尔说，在这个初步阶段，让更多的人接受严格的研究方案“是不道德的”。）营养师仔细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、蛋白质、糖、钠和纤维。他们还确保研究对象对一类食物的口味没有偏好。在两种饮食中，参与者都被指示尽可能多或尽可能少地吃正餐和小吃。

去年春天，在办公室里，霍尔向我展示了每餐和小吃的彩色照片。超加工餐包括罐头意大利饺子、热狗、 topped with 加工奶酪的汉堡、白面包、人造黄油和包装饼干等食物。此类早餐包括火鸡培根、含糖麦片、鸡蛋替代品、炸薯饼、水果味饮料（大多数用人造甜味剂增甜）和午餐肉。未加工餐的正餐包括烤牛肉、抓饭、蒸粗麦粉和意大利面，早餐包括坚果、用油炸的蔬菜煎蛋卷、用黄油烹制的土豆煎饼和全脂酸奶。

烤牛肉、意大利面和煎蛋对我们很多人来说都很有吸引力，如果人们吃的这些食物比吃的超加工午餐肉更多，那也就不足为奇了。但事实并非如此。霍尔今年早些时候在《细胞代谢》杂志上发表的结果表明，在超加工饮食中，人们每天比吃未加工饮食时多摄入约 500 卡路里，这种增加导致他们在两周内体重增加了约两磅。“霍尔的发现令人惊叹之处在于，当人们面对超加工食品时，他们会多吃多少额外的卡路里，”巴西圣保罗大学公共卫生学院的内科医生、营养和公共卫生教授卡洛斯·奥古斯托·蒙泰罗说。

肠-脑失联

为什么我们中的更多人更容易受到鸡蛋替代品和火鸡培根的诱惑，而不是真正的鸡蛋和用真黄油炸的炸薯饼的诱惑？耶鲁大学的神经科学家和精神病学教授达娜·斯莫尔认为她已经找到了一些线索。斯莫尔研究现代食物环境对大脑回路的影响。她说，肠道中的神经细胞通过称为迷走神经的大型管道向我们的大脑发送信号。这些信号包括有关进入胃和肠道的能量（卡路里）量的讯息。如果信息被扰乱，混合信号可能会导致暴饮暴食。斯莫尔说，如果“大脑没有从肠道获得适当的代谢信号”，“大脑真的不知道食物甚至在那里”。

斯莫尔和其他人对人脑进行的神经影像学研究表明，伴随高卡路里密度食物的感官线索——气味、颜色和质地——会激活纹状体，纹状体是大脑中参与决策的部分。这些决定包括关于食物消费的选择。

斯莫尔说，这就是超加工食品成为问题的原因。食用这些食物后身体使用的能量与摄入的感知能量不匹配。结果，大脑以一种鼓励暴饮暴食的方式变得混乱。例如，天然甜味剂——如蜂蜜、枫糖浆和食用糖——提供一定数量的卡路里，而这些食物引发的对甜味的预期会向身体发出信号，使其预期并准备好应对卡路里负荷。但糖精等人工甜味剂提供了对甜味的预期和体验，但没有能量提升。大脑原本预期会获得卡路里，但现在感觉到缺少了一些东西，因此会鼓励我们继续进食。

更复杂的是，超加工食品通常含有营养性和非营养性甜味剂的组合，斯莫尔说，这种组合会产生令人惊讶的代谢影响，从而产生特别强大的强化效果。也就是说，吃它们会导致我们想要更多这些食物。斯莫尔指出：“显而易见的是，含有营养性和非营养性甜味剂的食物和饮料的能量值并没有准确地传达给大脑。”“同样显而易见的是，霍尔已经发现了证据，表明人们在食用高度加工的食物时会吃得更多。我对这个问题的看法是，当我们吃超加工食品时，我们没有获得从加工较少的食物中获得的代谢信号，而且大脑根本没有记录总卡路里负荷，因此不断要求更多。”

斯莫尔说，动物研究证实了这样一种理论，即超加工食品会扰乱影响食物强化和总体摄入量的肠-脑信号。“我们一直抱有一种漫不经心的态度，即卡路里就是卡路里，但许多食物都有意想不到的后果，”她说。“例如，在自然界中，碳水化合物几乎总是与纤维一起包装，而在超加工食品中，纤维要么根本不存在，要么以自然界中找不到的形式包含在内。而且，在自然界中，在同一种食物中找到碳水化合物和脂肪是很少见的，但超加工食品往往在一个包装中同时含有两者。我们创造了所有这些富含脂肪、糖、盐和添加剂的超级美味食物，我们显然更喜欢这些食物。但这些食物不一定会引发饱腹感。它们似乎引发的是渴望。”

斯莫尔和其他科学家推测，超加工食品在某种意义上类似于成瘾性药物，因为食用它们不会带来满足感，而是导致对更多的渴望。麻省理工学院的神经科学家安·格雷比尔是习惯形成的公认专家，她说，外部线索——比如仅仅看到一块糖果棒——可能会引发一种反射性反应，导致大脑几乎自动地鼓励某种行为。“习惯形成时发生的部分事情是‘分块’，”她说。“你学习行为模式，你的大脑会打包整个序列，包括开始和结束标记，这样你就不必再考虑它了。”（纹状体中的某些神经元负责将行为分组为单一的习惯性例程。）

密歇根大学心理学和神经科学教授肯特·贝里奇补充说，大量食用超加工食品实际上可能会以增加对食物线索的敏感性的方式改变大脑回路。他已经在啮齿动物身上证明了这种效应。“当你给大鼠喂食垃圾食品饮食时，有些大鼠会体重增加，但另一些则不会。在那些变得肥胖的大鼠中，它们的多巴胺系统发生了变化，它们对食物线索变得过度敏感——它们变得超级专注于那一种奖励。它们并没有表现出更多的快乐，但它们确实表现出更多的想要，而这种想要导致了更多的行动——也就是说，更多的觅食行为。”

但贝里奇强调，这不是一致的反应，而且他不认为这将是暴饮暴食的唯一原因。“超加工食品改变食物（通过超加工）可能会在我们中的一些人身上引发这种反应，这是非常合理的，但我的猜测是，我们不会发现它以相同的方式影响我们所有人。我的猜测是，在肥胖症的案例中，我们将发现亚群——也就是说，根据一个人的基因，有不同的途径导致肥胖。”

食物大战

并非所有研究人员都同意霍尔的途径——超加工途径——是导致肥胖症的主要道路。普渡大学营养科学教授、美国营养学会候任主席里克·马特斯说，他担心霍尔在没有充分理由的情况下谴责整个食物类别。“他说超加工食品会导致暴饮暴食，但没有[大量]证据支持这种说法。我的观点是，物品被操纵的方式可能不是我们对它们的反应的主要驱动因素，但营养成分才是更相关的因素。”

霍尔指出，他确实匹配了饮食的营养成分，但马特斯还有其他几个反对意见。也许最严重的是，在研究的每个阶段，参与者只被提供超加工或未加工食品。“在现实世界中，人们会混合”不同的食物类型，他在一封电子邮件中写道。“这不是研究的缺陷，但当试图将研究结果推断到自由生活的人们身上时，这是一个严重的问题。”

推动超加工食品过度消费的另一个可能因素是它们吃得很快，因此人们可能会在任何饱腹机制开始减缓它们的速度之前吞噬大量食物。超加工食品往往能量密集，并在相对较小的包装中包含相对大量的卡路里。这也可能鼓励快速消费，从而绕过饱腹机制。尽管如此，快速进食并不能解释为什么人们在下一顿饭中继续吃更多的超加工食品，至少在理论上，他们应该不那么饿。

如果超加工食品确实是一个大问题，那么问题是我们可以而且应该对它们做些什么。当我问霍尔时，他不愿呼吁采取严格的措施，例如对这些食物征税。“我担心，由于我们近 60% 的卡路里来自超加工食品，对这些食品征税可能会加剧某些人的食品不安全感，”他说。“我们已经发现了超加工食品与暴饮暴食之间的关联，并且关于因果机制有很多假设。但在您完全了解该机制之前，干预还为时过早。可能是添加剂和人工香料正在产生影响，或者超加工食品的微量营养素缺乏，身体会感知到并做出反应而暴饮暴食。可能还有其他因素。我们只是还不知道——但很快就会知道。”

与此同时，他确实认为现有的关于超加工食品的证据是让我们担心它们的理由：“我们可以改变我们的饮食来最大限度地减少损害。而且，就目前而言，我认为这就是我们需要将目光投向的地方。”食品工业可以提供帮助，也许可以设计更多加工较少的食品，但人们必须通过购买更多此类食品来表明他们想要这种食物。“我不是传道者，”霍尔断言，“但我确实认为公众对食品系统的需求比任何政府监管都更有力。”他说，他在这项工作中的职责是把科学搞清楚。