微信运动骗了你

本文是「MINDS」周年答谢活动推送的 第 1 篇 精华内容。

推送标题： 微信运动骗了你

推送时间： 2018 年 1 月第 1 期

文献标题： Constrained Total Energy Expenditure and the Evolutionary Biology of Energy Balance

全文字数：     3400

阅读时间： 6-8 分钟

图片数目：       7

「一分耕耘，一分收获」、「No Pain No Gain」、「不要废话，就是练」……健身圈的风气，似乎总是崇尚练的越多越好。尤其是当谈到减脂这个话题，人们总是引用「少吃多动」这个老生常谈的经验——你身边一定有这样一种人，从微信运动强迫症似的的「每天至少一万步」，到不小心多吃了一块炸鸡，转身就去健身房跑两个小时的步，甚至一天四、五个小时泡在健身房里，汗流浃背的做着有氧，只为了多消耗几百卡的热量……「卡路里进，卡路里出」的概念，并没有错；然而，卡路里平衡，又远远比运动消耗的加加减减复杂很多。

人体每日所消耗的卡路里（TDEE），可以由以下等式概括：TDEE = BMR + NEAT + TEF + EAT

其中，TDEE 是每日总消耗，BMR 是基础代谢率，NEAT 是非运动活动消耗（翻身、抖脚，以及其他不自主运动），TEF 是食物热效应（消化食物所需要的热量），EAT 则是运动消耗的热量。公式非常简单明了——由于基础代谢和食物热效应是基本不可控的（基础代谢与体重、身体成分有关；食物热效应与进食总量有关），只需要提高运动消耗，就能提高相应的「卡路里缺口」。各个营销号宣传的「一包薯片等于跑步 5 公里」，似乎也非常合理。

然而，近年来，越来越多的研究发现， 人体向外界「支出能量」的能力，要远远比想象复杂的很多。

大部分人的直觉会认为，只要每天多走几千步，或者跑个两小时步，他们的身体，一定会「支出」更多能量——但其实，我们的身体，每天支出能量似乎是有上限的。在很多情况下，跑十公里所消耗的热量，可能并不比跑五公里多很多，甚至在极端情况下，可能减少一天的总消耗……为了解释这种现象，科学家建立了一些模型。

「动的越多，燃烧热量越多」，这个概念，在学术界有一个模型： 「叠加性能量消耗」 （Additive Model of Energy Expenditure），从示意图中很容易理解，当你的活动程度越高，每天身体燃烧的总热量也越多。

尽管乍一看，从理论上，这个模型并没什么缺陷，可越来越多的研究发现，它离现实生活情况，其实差得很远。比如在 2016 年发表的论文 [1] 中，研究者跟踪了美国及非洲 5 个不同群体的人，研究了他们的日常活动量，与能量总消耗的关系。以直觉来说，你肯定会觉得，农耕社会、获取食物方式更原始、步行更多的非洲人，因为日常活动量大，肯定比成天坐着不动的美国人口，消耗多很多。

然而，在校对了体重之后，研究者发现，「在相对落后地区的人群，包括劳作的农民、靠采集为生的猎人，与相对发达地区的人群，日常消耗非常相似」。

哪怕他们的日常活动量，平均是美国人口的 5-10 倍之多。这并不是测量精度问题——研究人员使用的不是微信运动等计步器，而是「双标记水」（doubly labeled water），可以直接测量人体燃烧的热量。

在很多动物模型中，同样的问题也相继被发现：比如，在实验中使大鼠需要进行一定活动才能获得食物，它们并不会比完全关在笼子里的大鼠消耗更多热量；[4] 动物园中圈养的动物，和野外自由生存的动物，日常消耗并没有差别……

基于这些数据，研究者在 2017 年建立了一个新模型： 「抑制性能量消耗」 （Constrained Model of Energy Expenditure）。[2] 同样，示意图非常容易理解：人体的新陈代谢，并不是简单的加加减减。如果你走了 10000 步，可能增加了 300 卡的「热量支出」；再走 10000 步，可能只会增加 200 卡；再走 10000 步，可能增加的只有 0-50 卡。

换句话说， 人体每天能够「支出」的热量是有上限的，越是增加活动量接近这个「上限」，身体便越会以其他方式减少热量消耗。

如果说基于「日常活动」的观察性研究不完全具有说服力，同年，同样一组研究人员进行的实验 [3] 则更贴近大部分健身者的日常：在跑步机上进行时长 20、40、60 分钟的匀速有氧，分别测量被试者的能量消耗与基础代谢，结果如右图，不仅实验数据更为贴近「抑制性能量消耗」模型，而且随着有氧时间越来越长，能量消耗也被抑制的越来越多。

人体远比我们想象的聪明很多——当你开始疯狂运动来增加日常消耗时，可能会在开始的几天或者几周里，取得良好的效果，而身体则会迅速适应这一新「运动量」，将日常能量支出的「平衡点」慢慢调回去。

造成这个现象的原因，尽管目前并没有定论，科学家给出了一些比较合理的说法：

「代谢补偿模式」 （Metabolic  Compensation）：节食、高强度、长时间运动，都会对身体造成一系列压力，而这些压力带来的一系列荷尔蒙变化，导致身体进入「节能模式」，降低代谢。

最著名的例子，莫过于 2016 年对美国真人秀节目「超级减肥王」（The Biggest Loser）参与者的研究：他们收集了 2009 年第 8 季的参与者各项数据，并跟踪调查至 2015 年。[5] 尽管参与者们通过疯狂节食与运动，在 30 周的时间里，平均减去了 50 公斤左右的重量（148.9 ± 40.5 kg 至 90.6 ± 24.5 kg），六年之后，他们平均 反弹了 40 公斤左右 的体重（131.6 ± 45.3 kg）。14 位参赛者中的 4 位，甚至反弹至比减肥前更高的重量。而这些反弹的体重， 绝大部分是脂肪 （节目开始时，他们的平均体脂为 49.3 ± 5.2%，在 30 周的时间里，降低至平均 28.1 ± 8.9%；6 年后，他们的平均体脂回升到了 44.7 ± 10%）， 并伴随着瘦体重的下降 （75.5 ± 21.1 kg 至 6 年后的 70.2 ± 18.3 kg）。

这仅仅是因为，这些参赛者很懒，「管不住嘴」「迈不开腿」吗？实际情况并没有这么简单： 他们并不懒， 平均日常活动量，比起参加节目前翻了一倍 （5.6 ± 1.8 kcal/kg/d 至 10.1 ± 4.0 kcal/kg/d）。可是，哪怕经过了 6 年之久，他们的每日消耗，却比同体重的没胖过的人，平均每天低了 500 大卡之多。而「瘦素」（leptin）这个关键荷尔蒙，在节目结束的时候降至了最低点，6 年之后，也仅仅恢复了 60%。瘦素的降低，会显著增加食欲、减低活动量，直接减少日常消耗。

「NEAT 及 TEF 适应」 ：在大量运动后，人体会急剧减少 NEAT 消耗——比如在等待时更少的焦躁不安、更少的踱步、睡眠时更少翻身……同时，在配合限制食物的条件下，食物的吸收率也会小幅度上升，意味着消化同样的食物，消耗的能力更少，吸收的能量更多。

「线粒体效率适应」 （Mitochondrial Efficiency）：在有氧代谢（身体产生能量的优先路径）中，细胞从储存的能量底物中产生 ATP——质子依靠 ATP 合酶，通过类似于解偶联蛋白（UCP）的通道进行运输。在这个过程中，质子在穿越线粒体内膜（IMM）时，可能通过「解偶联呼吸」（uncoupling respiration）的机理，发生「泄露」的现象，即能量底物被氧化、氧气被消耗，却没有产生 ATP。在老鼠模型中，这种「泄露」负责了大约 20-30% 的基础代谢消耗。而大量运动、控制饮食摄入时，这种机理会被显著抑制，导致基础代谢的降低。

「褐色脂肪组织热效应适应」 （Brown Adipose Tissue-Mediated Adaptive Thermogenesis）：在褐色脂肪组织中，UCP-1 和 UCP-3 蛋白的浓度都非常高，两者与体重、身体成分有着一定关联。在「能量不足」的情况下，UCP-1 的表达会受到抑制，可能间接影响人体的能量「支出」，但这个机理，目前并没有被研究透彻。

首先，比较令人沮丧的事实是：人体的总能量「支出」，似乎是有限的，多动并不能帮助你多消耗很多能量，通过「跑步一小时」来抵消一块炸鸡的热量，或者「大量有氧」增加显著的能量消耗，可能并不现实；

其次，研究再次证明了一点：对于减脂人群来说，饮食控制，远远比运动来的重要；每天的卡路里缺口，应该主要来自于「限制进食」，而非增加运动消耗；

尽管运动并不是减脂的首要手段，却对于生理及心理健康，有着非常积极的促进作用；所以，尽管不能期望通过运动增加消耗，它仍然是减脂的重要辅助手段；

尽管身体的「适应性」无法避免，却可以通过一些手段调节，比如：不要进行卡路里过低的节食（crash diet）、断食、辟谷、「果汁排毒」……，保持饮食中一定量的碳水化合物，并定期进行高碳水的「欺骗日」（Refeed），包括碳水循环类饮食，可以略微减缓瘦素降低的速度； 避免在控制饮食的同时进行大量（包括了高强度或高容量）有氧运动；保持足量的高质量睡眠，尽量减轻日常压力……