支持「碳水化合物—胰島素致胖假說」的大型研究
難題
多數人無法維持減肥計劃。
那些能維持減肥計劃的人，多數人沒減去什麼體重。
而那些減去體重的人，多數人在一兩年內復胖。
上述觀察到的現象，始於1950年代，但至今仍是如此。
是到了該質疑每個假設的時候了。
作者：Dr. David Ludwig
原文發佈日期：2018年11月15日
譯者：Leo Tseng
我們發表在英國醫學期刊的新研究，全文連結在此。
本部落格文章修改自今天我發表於洛城時報的文章。
紐約時報科學專欄有一篇報導我們研究的文章，連結在此。
傳統上對付肥胖的認知，視體重控制為會計學的範疇 — 身體攝取太多卡路里，而消耗的卡路里太少。解決方案：計算卡路里、少吃、多動，確保你處於「負能量平衡」，最終你就能解決肥胖問題。
聽起來容易，但問題是，對大多數人來說，長期限制卡路里可是難如登天，因為身體會對抗卡路里限制，數十年來的研究顯示，體重減輕後，飢餓感無可避免地增加，而且代謝率會變慢。
你減去越多體重，要燒掉多餘的卡路里變得越難，而且對額外卡路里的飢餓與渴望不斷上升，這與意志力無關，意志力與代謝的拔河，代謝總是贏，根據美國代表性數據，那些體重過重與肥胖的人，五個還不到一個，曾經成功減去10%的體重並維持一年。
我們各自都有個體重設定點，一個我們身體似乎想停在那兒的體重數字，有些人的輕些，有些人的則重些，與我們的基因有點關係。有人想吃什麼就吃什麼，也不會胖，有人則光是路過麵包店就胖了幾公斤，但是這兩種人，若試圖大幅減少或增加體重，都會碰上生理上的阻抗。
但假如是我們的生理控制體重，為什麼美國人比起40年前，平均重了10到15公斤呢？我們的基因並沒改變，是什麼把我們的體重設定點一年一年調高呢？能量平衡的傳統觀點對於肥胖未曾給出令人信服的解釋。
畢竟人類已經歷了很長的食物豐足時期，例如，從二戰結束，到1970年代的美國，到1980年代的歐洲，到1990年代的日本，這期間都沒有肥胖問題。某些事情造成現在一般人的身體，試圖維持一個遠高於以往的體重。
我們把因果關係弄反了？
碳水化合物—胰島素致胖假說（簡稱：胰島素假說）說明我們把因果關係弄反了，以長期來看，肥胖不是吃過量造成的，是變胖的過程使我們吃過量。
想想青春期的男孩，不是大量進食使他成長，而是他的快速成長使他飢餓而大量進食。（當然，成人吃再多也不會長高。）
在過去四十年低脂飲食狂熱年代，食品供應充斥著加工、高升糖指數的碳水化合物（主要是精緻的穀物、馬鈴薯製品、添加糖），根據胰島素假說（見圖一），這類碳水化合物升高胰島素濃度，迫使脂肪細胞進入卡路里儲存模式，我們快速成長的脂肪細胞拿走太多卡路里，留給身體其他部份的卡路里太少，那就是為什麼我們會感到飢餓，那就是為什麼當我們強迫自己少吃時，代謝會變慢。
圖一、肥胖的傳統「能量平衡」模型與「碳水化合物—胰島素」模型
注意箭頭走向，在A模型是由左到右，而在B模型是由右到左。
(JAMA Internal Medicine 2018 ;178:1098–1103)
如我之前整理的文章，有許多研究支持胰島素假說，令人振奮的是胰島素假說提供了不同的手法來減重，以與身體代謝合作而不是對抗的方式，來達到能長期維持的成果。
那麼，為什麼科學界不接受胰島素假說，並把它拿來用在減重診所呢？很大一部份的原因是因為，許多餵食研究（控制實驗參與者的飲食並研究分析）並沒有顯示低醣飲食在代謝上有預期的好處，但這些研究有重大的缺失—那就是實驗期太短，不算是公平、嚴謹的測試。
我們知道適應低醣飲食的過程需要幾個星期，人們甚至還給它起了個名字：酮流感，在你的代謝適應使用脂肪（還有由脂肪產生的酮體）做為燃料之前，你會覺得有點疲勞和昏沈，不幸的是，大部份餵食研究只進行了幾天—代謝適應根本還沒機會發生。
試想若一個研究，使習慣靜態生活型態的人們，進行高強度的體能訓練計劃，每日進行許多小時的跑步訓練、徒手體操、各種運動，幾天過去，受試者可能覺得疲勞、酸痛、無力，但研究人員不該因此歸納出體能訓練是有害健康的結論，而是體能訓練可能的益處需要更長期的研究。
基於像這樣的短期研究，能量平衡的擁護者以回顧性文章與聲明（這裡、這裡、這裡、這裡、還有這裡）試著駁回胰島素假說，但每次解釋肥胖的大流行都缺乏令人信服的證據，除了「這很複雜」、「很多因素都參與其中」，以及最終就是「我們吃太多了」，這種「反正就是這樣」的論述缺乏明確、可驗證的假說來推動科學進展，也無法提供減肥診所新的治療方向，我們深陷在這個新版「少吃多動」的泥沼中。
將胰島素假說打入冷宮前，我們需要更長期、更大型的餵食研究，但這樣的研究所費不貲，製藥工業贊助的藥物研究，超過100萬美元的比比皆是，但花費達到這個數字的飲食研究，你一隻手就數得出來。
政府對營養學研究方面的資助，可說是短視近利，花在與飲食相關疾病的醫療預算，幾乎少的可憐。
我們的研究
幸好一些慈善事業補了上這個缺口，營養科學計畫（簡稱NuSI，主要是阿諾德夫婦基金會與其他人的贊助）與紐巴倫基金會的資助下，我們進行了一個在現在營養學時代最大型、最長期的餵食研究。
我們與弗雷明翰州立大學和他們的膳食服務進行了創新的合作，我們的共同計劃主持人 Cara Ebbeling 博士與我召募了164位學生、教職人員、社區成員，他們同意在一個完整學期中，只吃我們供給的研究用飲食。
首先，我們給予受試者（體重至少稍微超重）攝取導入期飲食，使他們至少減去10%的體重，平均減去11.4公斤，接著，在他們已穩定在這個新的體重幾個星期後，將他們隨機分配至三種測試飲食，進行20週的測試。
- 高碳水化合物（60%碳水、20%脂肪、20%蛋白質）
- 中碳水化合物（40%碳水、40%脂肪、20%蛋白質）
- 低碳水化合物（20%碳水、60%脂肪、20%蛋白質）
圖二、實驗設計
在這期間，我們調整受試者攝取的卡路里來讓他們保持在「開始」的體重，也就是，若有人代謝率變快，體重開始下降，我們會給予更多卡路里；若有人代謝率下降，體重開始上升，我們則會減少供應的卡路里，借著維持體重不變的方式，我們可以觀察飲食成份對代謝率的直接影響。
這個卡路里調整策略是成功的，在20週的測試期內，大部份的受試者的體重變動幅度維持在2公斤內。
然而，雖然三組飲食測試的受試者平均體重一樣，代謝率卻差異很大。（請見圖三）低醣組的總能量消耗比起高醣組的多了約250大卡。
如果沒有介入（也就是，沒有調整卡路里攝取來避免體重改變），增加的代謝率會造成可觀的減重效果—在不改變卡路里攝取的情況下，幾年後約可減10公斤，如果低醣飲食也同時降低飢餓感並減少食物攝取量（如我們之前的研究所述），那麼效果將更加顯著。
圖三、低醣、中醣、高醣飲食測試組的總能量消耗之變化
治療意向分析（左邊）包括了全部164個受試者，符合計畫書分析（右邊）則是體重維持在目標正負2公斤內的120個受試者。整體飲食影響，P值≤0.002。
正如胰島素假說所預測，對於那些胰島素分泌量高的受試者，低醣飲食帶來代謝上的優勢特別顯著，大約一日400大卡。(胰島素分泌量高的人，身形看起來像蘋果，而不是梨子，他們有多餘的脂肪堆積在高風險的腹部區域。)
所以攝取的卡路里種類會影響卡路里的燃燒量，這挑戰了由來已久的教條 — 所有卡路里對身體的影響都是一樣的。
接下來的方向
當然，沒有任何單一研究能完全解答關於飲食與肥胖的所有問題，而任何研究皆有其限制，我們的有三個限制。
第一，因為我們無法把受試者整個學期都關在醫院，他們的確是有可能沒有完全遵循研究開立的飲食，有些人可能沒有把供給的食物吃光，或是有人吃非研究提供的食物，我們卻沒有察覺。不過，我們做了「敏感度分析」，分析結果顯示，即使在服從度很低的情況下，主要實驗結果仍具顯著意義。
第二個限制是可能發生的量測誤差，要直接量測不受限制的人們的代謝是不可行的，所以我們使用借由安定（不具輻射）同位素二重標識水的方法，這被認定是量測代謝的黃金標準。雖然在受試者體重快速增加或下降時，利用二重標識水會錯估能量消耗，但我們受試者的體重在20週之間的變化非常小，平均少於1公斤的變化量，在三個飲食組別皆是如此，所以二重標識水用在此處應該相當精準。此外，二重標識水經證實比代謝小屋（一個封閉的房間用來量測呼出的氣體）還精準，代謝小屋經常被用來進行短期的負面研究。（提一下技術性的細節，我們顯示體內的脂肪生成，被稱為脂質新生的作用，並不會影響我們實驗的結果—請見我們期刊文章的討論部份。）
第三個問題是「可推論性」，我們提供給受試者科學化的飲食，他們不是自行準備食物，所以我們不知道這應用在真實生活會是如何，或是在更多樣性的族群中會如何。然而，每種測試飲食，餐點都是由大學食堂的業者，使用真實的食物製作，而非使用配方溶液，這增加了將我們研究成果，應用在減肥診所與促進大眾健康方面的可能性。
最終，科學研究經常如此，那就是我們需要更多研究來：
- 重現我們的實驗。
- 辨別哪種人可能對低醣飲食的反應最好。
- 在提供足夠的協助使受試者能維持該飲食的狀態下，比較不同碳水化合物比例的飲食對體重的長期（數年）影響。
- 比較是否嚴格限制碳水化合物的生酮飲食有更多好處，相較於比較寬鬆的低醣飲食（也就是，容許一些完整的水果、豆類、全穀類、根類蔬菜、也許一丁點兒添加糖。）
結論，我們的研究無法「證明」胰島素假說，最多只是顯示近來「胰島素假說已死」這樣的聲明還太早了，不過，我們的研究提供充份證據說明「不同種類的卡路里，對身體來說是不同的」，而且這新發現的食物效應可能會為減肥治療帶來長期的成功。
近期的數據顯示孩童與成人的肥胖趨勢依然不斷上升，我們都必須對各種解決全球健康危機的新想法保持開放的心態。
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