科學減肥最終章！
張修修版終極減肥模型，一定跟你想的不一樣（2024 最新版）
上一篇文章介紹了號稱要終結肥胖的曼拉頓計畫：NuSI 的成立，以及碳水化合物胰島素模型 CIM，和能量平衡模型 EBM 的論戰。
這篇文章終於是科學減肥的完結篇了，真心不騙。
我會再介紹一個會大大重塑你減肥觀念的假說，以及我綜合這一二十年來關於減重的重量級研究，歸納出來的終極減肥模型。
在我們正式進入這篇文章科學減肥的重點前，先來前情提要一下。
提出 CIM 的 Ludwig 教授認為，肥胖盛行率會節節升高的原因，是因為公認導致肥胖的主因：「熱量盈餘」是錯的。
他說吃下大量高升糖指數的碳水化合物後，會導致餐後的胰島素濃度上升，促進血糖和游離脂肪酸等熱量來源進到脂肪細胞裡，而不是供給組織使用。
此時血液中可用的「燃料」下降，導致人體產生「內部飢餓」，大腦中就會增加我們的食慾，讓我們去找東西吃，同時也會下調代謝，進入節能模式。
CIM 把「熱量盈餘導致肥胖」這個因果關係倒過來，成了「變胖會導致熱量盈餘」。
總之，在不挨餓的前提下，只要少吃碳水，就可以降低我們的食慾，增加我們的能量消耗，進而達到無痛減肥的目的。
另一方面，美國衛生院的高級研究員 Kevin Hall 做了兩個臨床實驗，推翻了吃低碳可以「增加能量消耗」這個假說。
而他第三個科學減肥的實驗，就是要來看看吃低碳是不是真的能「降低食慾」。
低碳 vs 低脂吃到飽的科學減肥實驗
實驗找了 20 個平均 30 歲、BMI 28 左右稍微過重的成年人，隨機把他們分成兩組。
一組先吃 14 天只含 10% 碳水、75% 脂肪的動物性低碳生酮飲食，接下來 14 天換成 75% 碳水、10% 脂肪的低脂純素飲食，而另一組的順序是反過來。
14 天之後，兩組的飲食再對調。
研究人員沒有跟受試者講實驗的真正目的，只跟他們說是要測試不同食物對身體組成的影響。
他們提供受試者每日所需熱量兩倍的食物，要受試者吃到不想吃為止，剩下的食物會被收去秤重，以得知他們吃下去的熱量。
因為這是測食慾的嘛，所以食物一定要弄得很好吃，並且符合美國人平常的飲食習慣。
大家可以看看下面這些圖片，第一張是低碳的葷食，這二張是低脂的素食，看起來真的蠻好吃的。
而且為了求公平，兩種飲食的非澱粉蔬菜的量都是固定的。
從實驗結果的確可以看到，低碳飲食的餐後血糖的確比較低，當然餐後胰島素的分泌也跟著處於低位。
但跟 CIM 的預測相反的，低脂飲食期間的隨意熱量攝取，竟然大大低於低碳期間的，平均少了整整有 689 大卡。
而且低脂飲食期間的食慾低於低碳期間這個現象，是出現在每一個受試者身上。
Kevin Hall 說他很少看到有實驗的結果是這麼一致的。
你可能會猜，他們的素食會不會比較不好吃？
但受試者對食物的喜好度和熟悉度，兩種都是差不多的。
從下圖可以看出，低碳期間雖然每分鐘吃下的克數較少，但因為脂肪的能量密度較高嘛，所以低碳時每分鐘吃進去的熱量是較高的。
在這兩週內，低碳組的體重的確有比較顯著的下降，而低脂組的一開始甚至還上升一點，但是低碳組減掉的大多是去脂體重。
就減脂的效果而言，很明顯的是低脂飲食的效果比較好（如下圖）。
論文中說到，低碳飲食這麼顯著的減重效果，是來自於肝醣以及水分消耗掉的關係。
一般成年人的肌肉有大概 400 克的肝醣，肝臟存有 100 克，而每一克的肝醣會帶大概 3~4 克的水。
所以低碳飲食之所以能有這麼顯著的減重效果，並不是減脂造成的。
但一般人沒辦法這麼精確的定時測量體脂，只看得到體重掉這麼快感覺超爽嘛！
這可能也是低碳飲食這麼熱門的關係。
不過至少有個好消息：只要吃得健康，即使每天吃到飽，不管吃低碳或低脂都會瘦。
以上引述的這篇研究是 2021 年發表在 Nature Medicine 的。
Kevin Hall 早在 2016 年初，就因為受夠了，離開了他在 NuSI 的角色。2021 這篇是用 NIH 的錢做的。
他也曾經在一次受訪的時候，表示碳水化合物胰島素模型 CIM 已經被證偽了。
而 NuSI 資助的最大型的實驗，是之前也介紹過的，史丹佛大學的 Christopher Gardner 教授主持的。
這個實驗找了 609 名過重的成年人，讓他們隨機分成兩組。
這兩組各吃一年的健康低脂飲食，以及健康低碳飲食，看看他們體重的減輕，是否和胰島素的分泌或 DNA 有關連。
過了一年後，健康低脂那組平均減了 5.3 公斤，健康低碳那組減了 6 公斤，兩組並沒有統計上顯著的差異，而跟胰島素和 DNA 的影響也沒有關聯性。
這篇研究是 2018 年發表在頂級醫學期刊 JAMA。
結果很明顯，所有的研究就只有 David Ludwig 的支持這個胰島素假說，其他的都不支持。
這時 John Arnold 也不再繼續資助 NuSI，而這個機構也在 2021 年底宣布解散。
Kevin Hall 大戰 David Ludwig
NuSI 資助的實驗告一段落，但是 David Ludwig 和 Kevin Hall 之間的科學減肥論戰正熱烈上演。
Ludwig 教授在 2018 年 8 月先在 JAMA Internal Medicine 發布了一篇論文，題目是：The Carbohydrate-Insulin Model of Obesity: Beyond ‘Calories In, Calories Out’。
算是第一次把他的 CIM 做了完整的論述，並且正式提出對能量平衡模型（Energy Balance Model），簡稱 EBM 的質疑。
該論文很明確地指出：CIM 認為脂肪細胞是肥胖病因的核心，而不是被動儲存多餘熱量的場所。
而高碳水化合物飲食——包括大量精緻澱粉和糖——會產生餐後高胰島素血症，促進熱量沉積在脂肪細胞中，而不是在瘦組織中氧化，進而通過增加飢餓感，和減緩新陳代謝率，導致體重增加。
而他也講了，CIM 其實也遵循熱力學第一定律，也就是能量守恆定律。
但 CIM 最主要的論述，是把「熱量盈餘導致變胖」這個因果關係倒過來，成了「變胖會導致熱量盈餘」。
JAMA Internal Medicine 也為了要平衡報導，邀請 Kevin Hall 在這篇文章後面，寫一篇他們的看法。
標題就是：〈CIM 很難與現有的證據一致〉。
而 Kevin Hall 也在低碳以及低脂吃到飽的實驗發布後，在同一年 2021 年於 Science 期刊發表了一篇文章。
主標是：〈碳水化合物、胰島素和肥胖〉。
副標進一步說明此篇文章的主旨，就是「胰島素在身體脂肪調節中扮演的角色，與膳食碳水化合物無關」。
文章檢視了過去兩個陣營作的實驗，來支持這個評論，並且畫出了 CIM 和 EBM 兩種模型的對照圖（如下）。
我覺得這相當棒地解釋了兩種模型的差異。
相較於 CIM 把碳水和胰島素當成肥胖的主因，EBM 認為胰島素只是人類在動態維持能量平衡的一環。
EBM 強調，當體脂肪超過臨界閾值時，胰島素會向大腦提供負反饋信號，結合從脂肪細胞分泌的瘦素等信號，傳到大腦降低食慾。
這才符合身體運作的機制啊！
我覺得 CIM 最牽強的一點，就是它一直強調脂肪細胞是造成熱量盈餘的主因，完全忽略掉這一條負反饋機制。
Ludwig 教授當然不死心，2021 年底又在美國臨床營養期刊 AJCN 發表一篇文章，標題是〈碳水化合物胰島素模型，一個肥胖症流行病的生理視角〉。
基本上沒有講什麼新東西，但他把 CIM 重畫了一個比較複雜的版本（如下圖）。
Ludwig 教授也在文章中開始批評 EBM，認為能量平衡理論只是個套套邏輯。簡單說就是廢話啦！
他還說 EBM 的基本公式忽略了關於脂肪儲存的生物影響。（到底是誰忽略了啊？）
他還說如果 EBM 是對的，那政府呼籲大家少吃多動，為什麼肥胖症沒辦法被阻止呢？
因為就很難啊！但並不代表 EBM 這個理論就是錯的。
我看過幾個 Ludwig 教授最新的演講，他基本上還是一再重複這幾點對 EBM 的批評。
不知道你看了覺得怎樣，對我這個理工宅來說，CIM 的論點和邏輯真的相當薄弱。
能量平衡模型 EBM 到底是什麼
Kevin Hall 可能想說，Science 那篇太短了沒有講清楚，那寫一篇長一點的來跟你解釋吧！
於是他在 2022 年 五月，也是在 AJCN 發表了一篇文章。標題有點故意喔，叫做 The Energy Balance Model of Obesity: Beyond ‘Calories In, Calories Out’。
文章針對 Ludwig 教授對 EBM 的誤解一一澄清，並且再把 EBM 闡述得更清楚，大家可以看看下面這張圖。
EBM 認為，體重是由大腦來調節的，它會根據來自食物環境的外部訊號，並且結合身體的內部訊號，在我們的意識之外來控制食物攝取量。
大家可以由上圖看到：脂肪細胞變大後所分泌的瘦素和其他脂肪因子、體內循環能量的增加、肝臟和肌肉獲得的能量增加、以及胰島素和其他賀爾蒙等，都會抑制大腦的食慾。
賀爾蒙的另一個功能，就是調節能量在器官的進出。
而腸胃道也扮演調節食慾的重要因素，這就是所謂的腸腦軸。
這是一個相當複雜的動態平衡機制。
而由於食物環境的變化，便宜、方便、高能量密度的超加工食品到處都是，這會擾亂大腦維持身體能量平衡的能力，讓我們吃下更多東西，導致熱量盈餘，這才是肥胖的主因。
這跟手機和社群媒體會綁架我們的多巴胺系統，使我們注意力降低的原理是類似的。
根本原因就是因為我們這個進化改不上世界變化的人類，對我們的環境適應不良所造成的。
大家有興趣可以去看看前面幾篇講多巴胺的文章，例如這篇：〈多巴胺——你一定要知道的黑暗面〉。
回到這篇論文。
Kevin Hall 的評價是，新的 CIM，也就是 Ludwig 教授畫的那個複雜版本，可被視為 EBM 的過度簡化版本。
EBM 認為大腦是導致肥胖的主要器官，而 CIM 則認為脂肪組織是導致肥胖的主要器官。
看到這裡，你覺得哪一種科學減肥的模型比較有道理呢？
搖搖欲墜的 CIM 與低碳飲食
Ludwig 教授當然不會服氣嘛！
2022 年 8 月又在 EJCN 發了一篇文章，繼續闡述 CIM 以及 EBM 的競爭，再次說明了兩者導致肥胖的因果關係是反過來的。
（他真的很糾結這點。）
並且在 2023 年底把 Kevin Hall 的第三個實驗的原始數據拿來重新分析，聲稱以他們的解讀來看，實驗結果是支持 CIM 的。
這又讓 Kevin Hall 不得不做出回應，指出這個重新分析存在幾個致命的缺陷，包括他們拿到的數據是不完整的，而且他們聲稱的效應根本沒有達到統計上的顯著性差異。
CIM 團隊同樣也把史丹佛大學 Christopher Gardner 教授的大型研究的數據拿來重新分析，結論依然是那個實驗也符合 CIM 的預測。
我能夠理解，一個自己苦心推廣 20 幾年的假說，卻被擺在眼前的諸多證據否定，一定會很不甘心。
但難道不能把時間和資源花在其他有意義的地方嗎？為什麼一定要證明自己是對的？
兩邊不都是要大家多吃原型食物，少吃超加工食品嗎？
Kevin Hall 也早就說不想再跟 CIM 陣營糾纏了，他現在的重點就是研究超加工食品對人體的影響。
我看過好幾個他的演講，他就是個理工宅的思維，不會有既定立場，只想找到問題的答案。
就像他去年發表在 Science 期刊上的文章說的，關於導致肥胖症的原因，我們還有許多未解答的問題。
有幾分證據說幾分話，並且對否定自己假設的實驗結果能夠欣然接受，我覺得這才是真正的科學家態度。
但即便 CIM 是個有問題的假說，低碳飲食還是有它的地位。
尤其是在有第二型糖尿病的患者身上，低碳可能是個好的飲食策略。
由前面的實驗也可以觀察到，低碳飲食的減重效果確實比較好。
我在兩年前其實也是屬於低碳陣營的喔，因為實在太流行了嘛！
但隨著看到的研究越來越多，低碳飲食對有在持續運動的我來說，可以說是弊大於利。
尤其已經有很多研究指出，將碳水化合物佔 50% 的能量來源，對於壽命和心血管健康來說是最好的。
這篇 2018 年在刺胳針上的研究也做出了下面這張圖，顯示了死亡率和碳水攝取比例之間，呈現 U 字型的趨勢。
可以看出：50% 剛好是甜蜜點，而低碳的風險高於高碳。
如圖所示，在所有流行的飲食法中，在高血壓那篇介紹的得舒飲食（DASH diet），在所有的評比都拿到綠燈，總得分為 100 分。
而低碳只拿到 64 分，生酮甚至拿到不及格的 31 分。
減了體重但賠了健康，值得嗎？
所以我現在的飲食策略是維持碳水、脂肪，和蛋白質比例為 50%、30%，以及 20%。
完全只吃原型食物和豆類製品，多吃五穀雜糧蔬菜水果，油脂就吃堅果、魚、和橄欖油，蛋白質以植物性蛋白和魚為主，避免紅肉。
其實吃久了，根本也不用算熱量，吃夠了大腦會自己叫停，對路邊的鹽酥雞完全可以視若無睹，超神奇的。
就前面幾個實驗可以看出來，只要戒掉垃圾食物和含糖飲料，只吃健康的原型食物，大腦調節能量平衡的功能就會慢慢恢復，身體也會漸漸瘦下來。
多運動真的能減肥嗎？
講完了科學減肥當中，影響體重最重要的因素：飲食之後，接下來要講能量平衡公式的另一側：能量消耗了。
我要再分享一個關鍵性的研究，稍微有點難懂，請大家有耐心多看幾次。
弄懂之後你會恍然大悟，為什麼很多人會覺得算熱量沒辦法減肥，也會對減肥這件事有個全新的看法。
Herman Pontzer 是杜克大學的進化人類學與全球健康教授（好酷的名字）。
他的任務是了解人體是如何進化、以及塑造我們的健康和生理機能。
他的實驗室專注於瞭解飲食、活動和其他生態因素，是如何影響人們的生理和健康。
他最有名的一個實驗，是跑到非洲坦尚尼亞的原始部落，去用雙重標記水法，測量一個叫做哈扎族的每天能量消耗。
這是世界上最後一個還過著狩獵和採集生活的部落。他們沒有種植任何作物，也沒有豢養動物供食用。
每天一早起來，成年人最重要的任務就是尋找食物，男人出去打獵或採集蜂蜜，女人去尋找莓果或挖取植物的根莖。
Pontzer 教授量化他們工作時的勞動量，發覺竟然是美國人的十倍。
這還不包括他們每天至少要走上十幾二十公里的路喔！
他預期測出來的哈札族能量消耗，應該會比美國人多很多。
但實驗結果出來之後，他嚇了一大跳：哈札族的每日能量消耗，跟工業化的歐美人士是一模一樣的（如下圖所示）。
他想說怎麼可能！一定有哪裡弄錯！
他用了更複雜的統計方法，並且控制了年齡、性別、體脂等可能的混雜因素，發現結果還是一樣：每天的能量消耗只跟體重有關，跟你做了多少活動沒有關係。
他開始爬疏過去的文獻，發現已經有許多研究指向這個結果了，其中他最喜歡的是一個有關半馬訓練的研究。
女性受試者從一開始不運動，練了一年後能夠周跑 40k。
考量到她們肌肉的增加量，每天多消耗的熱量比起一年前應該有 390 大卡。
但實際測出來只有 120 大卡。
於是 Pontzer 教授提出了「受限制的每日能量消耗模型」（constrained energy expenditure model）。
他認為成年人每天消耗的能量是固定在一個狹小的區間（如下圖右側 Constrained 所示）。
如果體力活動消耗的能量增加了，大腦就會在其他地方省下來，而不是我們之前以為的（上圖左側 Additive 所示），運動消耗的熱量可以在基礎代謝以上疊加上去。
這完全符合我自己的經驗。以我每天的運動量，我現在應該早就瘦到不行，但我的體重一直都差不多。
這也是大多數人算熱量減重會失敗的原因：除了對吃下去的熱量估不準以外，連每天多消耗的熱量也算錯了。
算熱量減肥容易失敗的原因不是能量平衡模型是錯的，而是真的很難算得準！
就如同 EBM 闡述的：我們的人體是個極為精密系統，大腦會不斷掃描內部和外在的環境，來決定食慾和能量消耗，進而維持體重的平衡。
這些平衡很多都是在下意識進行，絕對不是所謂的「意志力」可以控制的。
小人國健體模型
看到這裡，你會不會想：那怎麼辦？
既然減肥這麼難，那是不是不要運動，也不要算熱量了？
其實不是的。
我終於要來介紹統合了之前所有的研究之後，歸納出來的科學減肥模型：小人國健體模型！
小人國的基本設定
我們人體就好像是一個國家，而一個國家要正常運作，就必須要有錢。
大家想要去之而後快的脂肪，就是國庫裡的錢。
大腦就是這個國家的總統，他會控制錢的流進流出，很大部分是下意識做的決策。
世界上沒有一個總統上任的主要任務，是想把國庫的錢花得越少越好，因為國家會倒啊！
如果你是總統，看到國庫裡的錢越來越少，你不會想辦法開源節流嗎？
這就是減重後很容易反彈的原因。
而總統的個性是由基因決定的：比較衝的就比較敢花錢，體重就會比較低；保守一點的總統，就會想多囤點錢，體重就會比較高。
但人類這個物種，比起其他靈長類更容易儲存脂肪，這使得我們有進化上的優勢。
這點大家可以去複習我介紹 Nature Wants Us to Be Fat 這本書的文章。
這個國家每天能花出去的錢也是固定的，就是「受限制的每日能量消耗模型」。
每天能花出去的錢叫做「能量預算」。
預算的高低與這個國家精實公務員的數目成正比，這個數目就是去脂體重。
而人類的設定是把這些能量預算，用在大量的活動，像是長跑。
我們的老祖宗是有辦法把動物追到精疲力盡的。
這個國家的任務，就是把國祚持續傳承下去。
有三個指標可以預測這個國家的壽命：第一、VO2 Max，第二、肌力，以及第三、健檢數字。
健檢數字包括高低密度膽固醇、三酸甘油酯、糖化血色素，以及血壓等等。
小人國的飲食策略
總統可以決定錢的來源是什麼，也就是要吃什麼東西，吃多少。
如果吃的東西不對，就會讓健檢數字出現異常。
LDL 以及血壓過高，容易發心血管疾病，；糖化血色素過高，則會導致糖尿病。
這些都會增加國家滅亡的機率。
吃太多的話國庫會慢慢變滿。如果活在原始世界，總統會下令少吃點，但現代世界的超加工食品會讓總統腦殘，導致越吃越多，這是肥胖症的主因。
如果吃太少，國庫資金見緊，總統就會讓一些公務員放假，把代謝調慢。
如果資金水位下降太快，有時候總統甚至會「超前部屬」，讓代謝調降的幅度比少吃的熱量還多，以確保國庫不會見底。
這個現象叫做代謝適應（metabolic adaptation）。
太激進的節食，甚至會讓總統被迫關掉一些政府機關。
首先被關閉的是計畫未來的進化腦，所以專注力會下降。
再來情緒控制力、免疫力，甚至生殖力都會開始出問題。
總之，健康的飲食不是為了減肥，是為了提供給國家充足的預算，並且維持身體健康。
只要避免超加工食物和含糖飲料等，盡量只吃原型食物，身體就會調適到能夠讓各個組織發揮功用的最佳狀態。
小人國的運動策略
總統也可以決定錢要怎麼花。
首先當然是維持國家的運作，這就是大家熟知的基礎代謝。
除此之外，一位英明的總統，會把有限的預算花在強化 VO2 Max 以及肌力這兩個數值。
他會把能量預算拿去做 Zone 2 來刺激粒線體，訓練有氧能量系統，再加上高強度間歇刺激心輸出量，訓練無氧能量系統。
這兩個訓練相輔相成，就可以增加 VO2 Max。
他也會拿做阻力訓練來增加肌力，這都能夠讓國家長治久安。
我之後也會在網站這邊分享更詳細的運動策略，大家可以先去複習一下 Zone 2 訓練到底在練什麼。
總之，運動的目的不是為了要無謂減少國庫中的金錢（a.k.a 減肥）。而是把能量預算用在刀口上，讓國家能夠興隆強盛，完成人生大大小小的目標。
以上就是我綜合了這一二十年來關於科學減肥的重量級研究，歸納出來的看法。
我真心認為，把焦點放在「體重」這個數字，其實是本末倒置。
我們建立好的飲食和運動習慣的目的，不是為了減肥，而是為了擁有健康的身體。
只要國家強健了，公務員個個都精實幹練，消化預算一把罩，不會拿來中飽私囊，那體重維持正常是個必然的結果。