- 很多營養學家將如今全球增長的肥胖率，歸因為食用了過量的脂肪和碳水化合物。
- 但一系列研究指出，過量食用過度加工食物才是引起肥胖的主要原因。
- 這些科學家認為，過度加工食品會擾亂腸道和大腦之間傳遞的、攝入能量的神經信號，進而導致人們暴飲暴食，產生肥胖。
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。有一種觀點認為，某些營養成分，如脂肪、碳水化合物等是造成肥胖流行的主要原因。但美國糖尿病、消化及腎臟疾病研究中心綜合生理部的主任凱文·霍爾（Kevin Hall）通過試驗提出，肥胖症的流行另有其因。
霍爾的研究表明，食物在製作過程中會發生巨大的改變，各種成分會被分開，然後重新組合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，得到的結果並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，志願者需要住院幾周，並嚴格控制飲食。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：即志願者自己報告的飲食情況與他們真正攝入的飲食並不一致。
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。當志願者根據他們的意願，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願者攝入的熱量，會比吃未加工食物的志願者多數百卡路里。在短短兩周內，前者的體重就會增加一千克左右。
霍爾表示，他無意去改變美國人的飲食習慣，但這些研究有力地證明，肥胖人口增加的主要原因是由於生產商對食品的過度加工，而與營養成分沒有太大的關係。他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並被其中的選擇性偏見所禁錮後，就很難擺脫這些偏見。」
碳水化合物測試
霍爾曾經非常認同，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名女性志願者，他們皆為肥胖患者。這些志願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飲食。隨後，他們會離開較短的時間，並再次回到病房，繼續兩周的高碳水化合物和低脂飲食。在每個試驗周期的前5天，志願者每天會攝入占比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，並會在特別建造的代謝室內進行檢測，以確保志願者的體重保持不變。在每個試驗周期結束後的六天裡，志願者會減少碳水化合物的攝入，進而使卡路里的攝入量減少30%。
霍爾說：「我們在控制志願者的碳水化合物和脂肪量時發現，志願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，「胰島素水平降低後，並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。
一年後，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，並將志願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，志願者在體脂的減少和卡路里的消耗上並沒有明顯的差異。2015年，他們將前一項研究的結果發表在了《細胞代謝》（Cell Metabolism）雜誌上，並在2016年將第二項研究的成果發表在《美國臨床營養》（American Journal of Clinical Nutrition）雜誌上。
如果全球肥胖率的升高不是因為碳水化合物，那又是因為什麼呢？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，以至於絕大部分美國人都可能過量飲食。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。
多攝入的500卡路里
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。儘管人類通過進化已能適應自然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，以至於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，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，在自然環境中並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、含糖早餐穀物、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，如麵包、加工肉製品、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。儘管這類食品的增加與增長的體重相關，但相關性並不意味著因果關係。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，霍爾想知道是過度加工的食品是否導致了體重的增加。他說：「我們想知道，人們吃過度加工的食品時，是否會攝入更多的能量。」
解決這個問題並不容易。如前所述，傳統的營養學研究依賴於志願者自己提供的報告，這些報告來自於他們的個人飲食記錄或根據記憶填寫的飲食問卷。但霍爾知道，以這種方式研究過度加工食品，並不具備說服力。一方面，參與營養研究的志願者在飲食調查中經常會作弊，比如宣稱自己吃了更多的西蘭花，瞞報吃下的奧利奧餅乾，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名成年志願者進行隔離，並在兩周的試驗期內，分別提供過度加工和未加工食品。然後，研究人員會更換志願者的飲食方式，繼續兩周的試驗。顯然，只有20位志願者的研究得到的結論並不完全適用於社會公眾，但這項初步研究旨在獲得一些證據，為後期的大規模研究奠定基礎。營養師將過度加工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。他們還確認了志願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，志願者可以根據自身喜好，選擇吃多少主食和零食。
2019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、白麵包、人造黃油、包裝餅乾等。而早餐涉及的食品有火雞培根、含糖穀類食品、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、意大利麵、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、意大利麵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，會多於過度加工的食品，比如午餐肉。然而事實並非如此。霍爾的研究結果表明，食用過度加工食品的人，每天會多攝入500卡路里的能量，並且兩周內體重增加1千克左右。巴西聖保羅大學公共衛生學院營養與公共衛生專業教授卡洛斯·奧古斯托·蒙泰羅（Carlos Augusto Monteiro）說：「霍爾的研究的重要性在於，他發現了人們吃過度加工食品時，會多攝入多少卡路里。」
擾亂腸腦信號
為什麼大部分人會對雞蛋替代品和火雞培根情有獨鍾，而不選擇吃真正的雞蛋和黃油炸的土豆泥？耶魯大學的神經科學家和精神病學教授達娜·斯莫爾（Dana Small）相信，通過研究過度加工食品對大腦迴路的影響，她已經找到了一些線索。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的能量多少的信息。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的恰當的代謝信號，大腦甚至不知道食物在哪裡。」
斯莫爾和其他科學家通過成像技術對大腦研究之後發現，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。
斯莫爾說，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，都含有一定的卡路里。它們會促使大腦產生對甜味的預期，並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。當沒有攝入預期的卡路里時，大腦會感覺少了點什麼，會促使人們繼續進食。
更加複雜的是，過度加工食品通常含有由營養成分和非營養成分組成的複合甜味劑。斯莫爾表示，這會對代謝產生驚人的影響，導致一種特彆強大的強化作用。換言之，食用這些食品後，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，其中的能量值並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，從而導致人們吃得更多。」
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、鹽和添加劑等製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，反而會挑起食慾。
密西根大學心理學和神經科學教授肯特·貝里奇（Kent Berridge）說，食用大量的過度加工食品會改變腦迴路，並增加大腦對食物信號的敏感性。他通過齧齒動物展示了這種效應。「當給大鼠餵垃圾食品時，有些大鼠體重會增加，而另一些不會。那些體重增加的大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。」
與食物的戰爭
並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（Rick Mattes）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，食物的製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，志願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。但研究本身沒有錯，但試圖將研究的結論擴大到公眾身上，會帶來嚴峻的問題。」
另一個導致過量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，這也可能會促使人們快速進食，進而繞過了飽腹機制。儘管如此，吃得快並不能解釋為什麼人們在下一頓仍然能吃很多的過度加工食品。
如果過度加工食品確實是個大問題，我們對此應該採取些什麼措施？當我向霍爾提出這一問題時，他表示不會要求對這些食品採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繫。目前，也有大量關於其中的因果機制的假設。但是，在完全理清機制之前，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，並引起過量飲食。可能還有其他因素，但目前還不得而知。」
同時，霍爾認為已有的有關過度加工食品對肥胖產生影響的結果依然值得關注。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願。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。
撰文：埃倫·拉佩爾·謝爾（Ellen Ruppel Shell）
翻譯：倪大偉