【環球科技】

撰文：埃倫·拉佩爾·謝爾（Ellen Ruppel Shell） 翻譯：倪大偉

肥胖已被WHO界定為影響全球的公共健康問題，許多營養學家將如今全球增長的肥胖率，歸因于食用了過量的脂肪和糖等碳水化合物。

但一個新的理論認為，肥胖與特定的營養素無關，而要歸因于當今流行的過度加工食品。

1. 警惕“過度加工”的食物

在容易引起爭議的研究領域，營養學家凱文·霍爾總是會盡力保持平靜。對其他研究者的看法，他更多感到的是困惑而不是沮喪。“他們堅持自己的‘寵物理論’（理論與研究者的想法越貼近，他們會越認為它是對的），盡管大量的證據證明他們是錯的。”他微笑著說，“但其中的一些專家卻有著驚人的能力，能夠將那些不支持他們觀點的研究合理化。”

有一種觀點認為，某些營養成分，如脂肪、碳水化合物或糖類等是造成肥胖流行的主要原因。根據世界衛生組織（WHO）發布的數據，全球的肥胖率在1975年至2016年間增加了近兩倍，導致了大量的疾病，如心臟病和糖尿病。但是，作為美國糖尿病、消化和腎臟疾病研究所（National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases）綜合生理部的主任，霍爾通過實驗提出，肥胖癥的流行另有其因。

他的研究表明，食物在制作過程中會發生巨大改變，各種成分會被分開，然后重新組合，制成糖霜蛋糕或速凍食品之類的產品。而過量食用這些“過度加工”的食物，正是引起肥胖的主要原因。霍爾和許多科學家認為，這類食物會擾亂提醒人們已經飽腹的腸腦信號，導致過量飲食。

霍爾開展過兩項嚴謹的小規模研究，得到的結果并不支持脂肪和碳水化合物會導致肥胖的傳統觀點。在這兩項研究中，志愿者需要住院幾周，并嚴格控制飲食。這樣做的目的是，避免典型的飲食研究中會出現的多種偏差：志愿者自己報告的飲食情況與他們真正攝入的飲食并不一致。作為物理學博士，霍爾對實驗的精確性要求十分嚴格。他的第一項研究發現，減少碳水化合物的攝入，實際上會減慢體內脂肪消耗的速度，這個結果與之前的多種預測截然不同。而在第二項研究中，他發現了導致體重增加的新原因。當志愿者根據他們的意愿，隨意攝入他們喜歡的食物時，霍爾發現，吃過度加工食物的志愿者攝入的熱量，會比吃未加工食物的志愿者多數百卡路里。在短短兩周內，前者的體重就會增加一千克左右。

美國北卡羅來納大學教堂山分校的巴里·M·波普金（Barry M. Popkin）教授一直在從事營養和肥胖相關的研究，他說：“霍爾的臨床研究確實很出色。他首次證實了過度加工的食物不僅具有很大的誘惑力，而且會使人吃得更多。”盡管精心控制飲食的試驗，可能并不符合于實際生活中混合食用各種食物的人們，但這項研究依然獲得了很高的贊譽。

設計了這項試驗的霍爾表示，他無意去改變美國人的飲食習慣。他坦白地說，他四歲的兒子依然十分喜愛雞塊和比薩，而自己的飲食習慣也需要改善。盡管如此，霍爾認為這些研究有力地證明，肥胖人口增加的主要原因是生產商對食品的過度加工，而與營養成分的關系不是太大。霍爾堅稱自己不支持任何飲食方式，只是以研究結果為依據。他說：“一旦你進入某一個飲食陣營并被其中的選擇性偏見所禁錮后，就很難擺脫這些偏見。”由于霍爾的實驗室和研究都是由國家背景的研究所支持的，他表示：“無論研究結果如何，我都有改變自己想法的自由，但會優先以研究結果為基礎。”

2. 是碳水化合物的錯嗎

霍爾曾經一度非常認同，某些營養成分會導致肥胖，尤其是碳水化合物。“碳水化合物的攝入會使血液中的胰島素增加，而胰島素水平會影響脂肪的儲存和脂肪細胞，”他說，“因此，與其他的營養成分相比，碳水化合物對體重的影響更大是有一定道理的。但道理不是事實，所以我決定對此進行研究。”

在研究中，霍爾選擇了10名男性和9名女性志愿者，他們皆為肥胖患者。這些志愿者生活在美國國立衛生研究院（NIH）的一個醫院病房內。在連續兩周的時間內，他們的食物主要是高碳水化合物和低脂的飲食。隨后，他們會離開一段較短的時間，并再次回到病房，繼續吃兩周這種高碳水化合物和低脂的飲食。

在每個試驗周期的前5天，志愿者每天會攝入占比50％的碳水化合物、35％的脂肪和15％的蛋白質，而能量的攝入量需要與消耗量保持一致，并會在特別建造的代謝室內進行檢測，以確保志愿者的體重保持不變。在每個試驗周期結束后的六天里，志愿者會減少碳水化合物的攝入，進而減少30%的卡路里攝入。

霍爾說：“在控制志愿者的碳水化合物和脂肪量時，我們確實發現，志愿者體內的胰島素水平會呈現出很大的差異。”他曾預測，低碳水化合物飲食會降低胰島素活性，但是讓他感到詫異的是，“胰島素水平降低后，并沒有對卡路里和脂肪的消耗產生明顯影響。”傳統觀點認為，降低胰島素的水平會影響脂肪細胞消耗卡路里。然而，霍爾說：“我們發現，減少碳水化合物的飲食方式會輕微減緩脂肪的消耗。”這種飲食方式，也會導致去脂體重（即人體非脂肪部分的體重）的輕微降低。一年后，霍爾和同事做了一項類似的研究，這次他們將試驗周期延長到了8周，并將志愿者攝入的碳水化合物降低到非常低的水平。他們發現，與高碳水化合物或高糖飲食相比，志愿者在體脂的減少和卡路里的消耗上并沒有明顯的差異。

如果全球肥胖率的升高不是因為碳水化合物，那又是因為什么呢？當然，與幾十年前相比，如今食物的種類更加豐富，大部分人每天會攝入更多的食物和能量。食物的誘惑如此巨大，以至于絕大部分美國人都可能過量飲食——當然，也有一部分人不會過量。哪些因素可能影響人體天生的控制飽腹感的機制，從而使人們無法控制飲食？霍爾認為，這個問題才是營養學的難題。

3. 多吃的500卡

霍爾喜歡將人和汽車進行比較，二者都需要消耗多種形式的能源。對于汽車來說，能量的來源可能是柴油、汽油或者電。而人類能適應多種飲食習慣，這和文化氛圍和獲取食物的難易程度有關。比如，北極的因紐特人傳統的飲食形式是高脂和低碳水化合物，而日本人更喜歡低脂和高碳水化合物的飲食。盡管人類通過進化已能適應自然界中大部分的飲食環境，但近幾十年來，人類食物的供應方式發生了巨大變化，以至于人體內的基因和大腦沒有足夠的時間來適應。毫無意外，不同的人在面對這個挑戰時，產生了完全不同的反應。

19世紀末期，大多數美國人還生活在農村，其中一半的人在農場務工，他們日常的飲食都是新鮮或粗加工的食物。如今，大部分美國人生活在城市，飲食形式由種植轉變為購買，特別是購買即食食品。據統計，目前人類每天攝入的58%的卡路里和90%的糖分，來自工業加工的食品。而組成這些食品的大部分甚至全部的營養成分、纖維或者化學添加劑，在自然環境中并不存在類似的單體和化合物。而這些過度加工食品，包括垃圾食品，如薯片、含糖早餐谷物、糖果、蘇打水和某些糕點等，以及那些看似對健康有益的食品，如面包、加工肉制品、風味酸奶和能量棒等。

過度加工食品中含有大量的糖、脂肪和鹽，導致美國人自1970年以來每天至少多攝入了600卡路里。盡管這類食品的增加與增長的體重相關，但相關性并不意味著因果關系。很多美味但加工少的食品，如奶酪、肥肉、植物油和奶油等，可能對體重的增加產生相同甚至更大的影響。因此，霍爾想知道過度加工的食品是否導致了體重的增加，但是了解這個問題并不容易。傳統的營養學研究依賴于志愿者自己提供的報告，這些報告來自于他們的飲食記錄或根據記憶填寫的飲食問卷。但霍爾認為這種方式并不具備說服力。一方面，參與調查的人中經常會作弊，會宣稱自己吃了更多的西藍花，吃了較少的奧利奧餅干，甚至會忘記自己和朋友喝了三杯啤酒。另一方面，大部分美國人的日常飲食都是食用過度加工食品，很難找到具有明顯不同飲食習慣的人群作為對照。

為了避免這些問題，在2018年，霍爾再次利用代謝室，將20名成年志愿者隔離，并在兩周的試驗期內，分別提供過度加工和未加工食品。然后，研究人員會更換志愿者的飲食方式，繼續兩周的試驗。顯然，由20位志愿者的情況得到的結論并不完全適用于社會公眾，但這項初步研究旨在獲得一些證據，為后期的大規模研究奠定基礎。霍爾說：“在初步研究階段，嚴格控制很多人的飲食是不人道的。”營養師將過度加工的和未過度加工的食物進行嚴格匹配，包括卡路里和食物的能量密度，以及脂肪、碳水化合物、蛋白質、糖、鈉和纖維的含量。他們還確認了志愿者對他們提供的兩類食品都沒有特殊偏好。在兩種飲食方式中，志愿者可以根據自身喜好，選擇吃多少主食和零食。

今年春天，霍爾在辦公室里向我分享了每種食物的彩色照片。其中，過度加工的食品包括罐裝餛飩、熱狗、奶酪漢堡、白面包、人造黃油、包裝餅干等。而早餐涉及的食品有火雞培根、含糖的谷類食品、雞蛋替代品、炸薯球、果味飲料（主要是人造甜味劑）和斯帕姆午餐肉。未加工的食物包括烤牛肉、雜燴飯、蒸丸子、意大利面、堅果早餐、油炸蔬菜蛋卷、黃油煮土豆餅、全脂酸奶等。

對很多人來說，烤牛肉、意大利面和煎蛋非常具有吸引力。我們似乎可以猜到，人們吃掉的這些食物的數量，會多于過度加工的食品，比如午餐肉。然而事實并非如此。霍爾的研究結果表明（今年年初，發表在《細胞代謝》雜志上），食用過度加工食品的人，每天會多攝入500卡路里的能量，并且兩周內體重增加1千克左右。巴西圣保羅大學公共衛生學院營養與公共衛生專業教授卡洛斯·古斯托·蒙泰羅說：“霍爾研究的重要性在于，他發現了人們吃過度加工食品時，會多攝入多少卡路里。”

4. 擾亂腸腦信號

為什么大部分人會對過度加工食品情有獨鐘，而不選擇吃真正的食品？耶魯大學的神經科學家和精神病學教授達娜·斯莫爾通過研究過度加工食品對大腦回路的影響找到了一些線索。她提到，腸道中的神經細胞通過迷走神經向大腦發送信號。這些信號包含了胃和腸道攝入能量多少的信息。如果信號發生紊亂，混亂的信號可能導致人們暴飲暴食。斯莫爾說：“如果大腦沒有獲得來自腸道恰當的代謝信號，大腦甚至不知道食物在哪里。”

斯莫爾和其他科學家通過成像技術對大腦研究之后發現，高熱量的食物含有的氣味、顏色和口感會激活大腦中起決策功能的紋狀體，而在與紋狀體有關的決定中，就包括吃多少食物。這就是過度加工食品的問題所在。食用這些食物時，人體消耗的能量與感知攝入的能量不一致，這會造成大腦信號的混亂，導致人們攝入更多的食物。例如，蜂蜜、楓糖糖漿和食用糖等天然的甜味劑，都具有一定數量的卡路里。它們會促使大腦產生對甜味的預期，并向身體發出還需要攝入多少卡路里的信號。但是，像糖精這樣的人工甜味劑，在不增加能量的情況下，會讓大腦產生對甜味的預期和體驗。當預期卡路里沒有攝入時，大腦會感覺少了點什么，會促使人們繼續進食。

更加復雜的是，過度加工食品通常含有由營養成分和非營養成分組成的復合甜味劑，這會對代謝產生驚人的影響，導致一種特別強大的強化作用。換言之，食用這些食品后，我們會想吃更多。“顯然，食用含有這類甜味劑的食品和飲料時，其中的能量值并沒有準確地傳達給大腦，”斯莫爾強調說，“而霍爾已經證實食用過度加工食品會吃得更多。我的觀點是，過度加工食品不會讓大腦獲得食用低加工食品時的代謝信號，因此不會記錄攝入的總熱量，因此會導致人們吃得更多。”

斯莫爾表示，動物試驗證實了一個理論，即食用過度加工食品會阻斷腸腦信號，從而在整體上影響大腦對食物和總攝入量的感知。“我們曾堅信，攝入一份卡路里就是一份卡路里，但很多食物會導致無法預料的結果，”她接著說，“比如自然界中碳水化合物總是和纖維一起存在。而在過度加工食品中可能不存在纖維，或者其中的纖維完全是人造的。天然的食物中很少同時存在碳水化合物和脂肪，而過度加工食品中二者經常共存。我們用脂肪、糖、鹽和添加劑等制作了數不盡的美味食物，而我們也喜愛它們。但它們不一定會產生飽腹感，反而會挑起食欲。

斯莫爾認為，在某種意義上過度加工食品像容易上癮的藥物，因為食用這些食物不會產生滿足感，會促使人們想要更多。美國麻省理工學院的神經科學家安·格雷比爾也是一位研究習慣形成的知名專家。她提出，看到一根棒棒糖這種外界信號就能引發一種條件反射，使大腦自發鼓勵一種行為。她接著表示，“在學習行為模式時，大腦會對包括開始和結束標記在內的整個程序打包學習，以便以后不需要考慮它。”密歇根大學心理學和神經科學教授肯特·貝里奇補充道，食用大量的過度加工食品會改變腦回路，并增加大腦對食物信號的敏感性。“當給大鼠喂垃圾食品時，有些大鼠體重會增加，而另一些不會。那些體重增加的老鼠的多巴胺系統產生了變化，會對食物信號更加敏感，特別想吃垃圾食品。它們沒有表現出更多的愉悅，但確實有更多的渴望，這會驅使它們出現更多的覓食行為。”

5. 與食物的戰爭

并不是所有研究者都同意霍爾的觀點，認為過度加工食品是導致肥胖的主要原因。普渡大學營養科學教授、美國營養學會新任主任里克·馬特斯表示，他擔心霍爾在沒有充分原因的情況下，對整個食品行業造成不利影響。他說：“過度加工食品可能會導致暴飲暴食，但目前沒有足夠的證據支持這個結論。我認為，食物的制作方式，可能不是大腦對此做出反應的主要原因，反而食品中的營養成分是更相關的驅動力。”

霍爾指出，在研究中他確實考慮到了飲食中的營養成分，但馬特斯依然有一些反對意見。其中最突出的是，研究的每一個環節中，志愿者都只食用過度加工或未經過度加工的食物。他在一封郵件中提到：“在現實生活中，人們會混合食用多種不同的食物。研究本身沒有錯，但試圖將研究的結論擴大到公眾身上，會是一個嚴峻的問題。”

另一個導致過度食用過度加工食品的原因，是這類食物吃得很快，以至產生飽腹感的神經機制起作用前，人們已經吃了很多。而過度加工食品往往能量密度很大，即使很小的包裝也含有大量的卡路里，這也可能促使人們快速進食，進而繞過了飽腹機制。盡管如此，吃得快并不能解釋為什么人們在下一頓仍然能吃很多的過度加工食品。至少理論上，他們不應該那么饑餓。

如果過度加工食品確實是個大問題，我們對此應該采取些什么措施？當我向霍爾提出這一問題時，他表示不會要求對這些食品采取類似增加稅率之類的嚴厲措施。“我們每天60%的能量攝入來自過度加工食品，如果對這些食品提高稅率，可能會引起一些人對食品的恐慌，”他說，“我們發現了過度加工食品與過量飲食之間的聯系。目前，也有大量關于其中的因果機制的假設。但是，在完全厘清機制之前，干預還為時尚早。此外，食品添加劑和人造的風味物質也可能會產生影響，或者過度加工食品中缺乏的一些微量元素會被身體感知，并引起過量飲食。可能還有其他因素，但目前不得而知。”

同時，霍爾認為已有的有關過度加工食品對肥胖影響的證據依然值得關注。他說：“我們應該改變飲食習慣，將危害最小化。這才是目前需要關注的地方。”食品加工廠可以生成更多粗加工或不加工的食品，但人們也要有購買更多這類食品的意愿。霍爾說：“我不是一個布道者，但我相信公眾對食品體系的要求會比政府的規定更有效。”在霍爾看來，他所做的這些研究，是為了讓科學走在正確的道路上。

[作者埃倫·拉佩爾·謝爾是波士頓大學的科學新聞學教授，著有營養學相關的作品《饑餓基因：肥胖產業的內幕》（Grove出版社，2002年）和《激進變革：時代的工作及其未來》（Crown出版社，2018年）。譯者倪大偉是江南大學食品生物技術博士，研究方向為食品加工新技術原理和酶工程理論與技術。《環球科學》雜志社供稿]

《光明日報》（ 2019年11月14日 14版）