2017年11月17日 星期五

【新知】為什麼我不再認同胰島素假說

科學有個特色,它會不斷地自我修正。


如果有個學者提出了一套理論,世界各地的同行就會開始用研究檢驗它。假使得到的數據支持理論,那麼學界就會給這位學者拍拍手,或許還頒一座諾貝爾獎給他。如果實驗的結果推翻了該理論,學界也會毫不客氣地給予批評。


史考特今天也要來「自我修正」一下,對一直以來支持我的讀者負責。


熟悉一分鐘健身教室的朋友應該都知道,史考特過去在「糖與胰島素」、「為何計算卡路里沒有用」等多篇文章中提到「胰島素假說」,該學說的中心思想為:過高的胰島素會促進脂肪堆積,造成肥胖。


不過,胰島素假說畢竟是一個「假說」,隨著新的臨床研究被發表出來,胰島素假說的地位岌岌可危,我已經不再認同胰島素使人發胖的說法。


今天,我們將對胰島素假說的殞落做詳細介紹。





肥胖的近端與遠端因子


熱量進、熱量出,是決定人體脂肪存量的「近端因子」。


物理學的定律告訴我們,能量不會憑空出現或消失,能量僅會由一個形式轉換為另一種形式。例如人吃下肚的食物含有化學能,經消化吸收後可用來收縮肌肉產生「動能」、供應神經傳導的「電能」、維持體溫的「熱能」、或是原封不動以體脂肪的形式儲存「化學能」。


總而言之,這些能量一定得有個地方去,我們吃下去的熱量不是用掉就是儲存起來,沒有其他選擇。所以我們說,熱量進與熱量出是控制人體脂肪存量的「近端因子」。


那麼甚麼是影響肥胖的「遠端因子」呢?例如:


  • 美味食物:爸爸的廚藝(強調性別平權,下廚不一定是媽媽的責任)有點太好了,導致我每餐都吃三碗飯,人當然會胖。
  • 食物品質:早餐習慣吃高糖分穀片,因為精製澱粉的飽足感差,每天不到中午就忍不住吃點心,長期累積下來熱量超標,也會變胖。
  • 遺傳問題:家裡爸爸媽媽爺爺奶奶的體重全部超標,不意外地我的體重也特別難控制。
  • 睡眠太少:常常需要熬夜加班趕死線,所以也常吃高熱量的消夜,再加上之前提過的種種原因,人就胖了。


大家可以看到,要減肥絕對不是少吃多動那麼簡單,有太多因素會影響肥胖了。但說來說去,上述的「遠端因素」都是透過「近端因素」來產生影響,食物美味增加熱量攝取、遺傳不好可能降低熱量支出,肥胖的近端因素終究還是熱量的攝取與消耗。


但胰島素假說可不這麼認為。



胰島素假說的簡介


胰島素是一個「儲藏的激素」,它會促進脂肪囤積,還會阻礙脂肪燃燒。




也因此胰島素假說認為,長期濃度過高的胰島素會持續地促進脂肪製造,抑制脂肪燃燒。久而久之人不但變胖,還會產生一種弔詭的情況叫「內在飢餓」。


甚麼是內在飢餓?我們可以把胰島素想像成一個特大號的「守財奴」,每當小史賺了一百塊錢回家,竟然有99塊都被他強迫定存起來,剩下一塊錢連吃飯都不夠。久而久之儘管銀行帳戶看起來很多(體脂肪很高),但小史實際上可以運用的資金很稀少(可運用的熱量少,肚子餓)。


  • 守財奴(胰島素不停儲存脂肪,需要的時候還不給用)
  • 銀行帳戶帳面漂亮(體脂肪很高,肥肉很多)
  • 日子卻過得窮困(熱量都卡在脂肪細胞裡出不來,因此一直感到飢餓)


因此胰島素高的人,即使看起來胖胖的,還是會一天到晚肚子餓想吃東西,這就是所謂的內在飢餓。


注意到了嗎?胰島素假說認為胰島素可以直接調控人體的胖瘦,是肥胖真正的「近端因子」,而攝食與能量消耗,僅僅是胰島素作用下的被動者。


胰島素假說符合許多現實世界中的觀察(註1),因此史考特曾認為:隨著科學進步,總有一天胰島素假說會變成一個廣為接受的學說,甚至整個翻轉肥胖的治療觀念。


只是,我錯了。


(註1:例如肥胖者的空腹胰島素濃度往往較高、施打胰島素會造成病患體重上升等。)




挑戰胰島素假說的研究


知名的學者Kevin Hall等人,在2016年發表團隊研究成果在也很知名的美國臨床營養學期刊上(註2)


Hall招募了17位肥胖男性,將他們「拘禁」在研究室長達兩個月時間(他們是自願的~),這段期間的飲食、運動、一切日常活動皆經嚴密的監控,絕無多吃或少吃的可能。研究期間供應高糖高碳水化合物飲食(不是筆誤,每日攝取糖分147公克),與極低碳水生酮飲食,並比較兩者對每日能量消耗(TDEE)、脂肪燃燒、脂肪與肌肉量的影響。





兩種飲食的熱量、蛋白質含量完全相等。研究設計的想法很簡單:如果胰島素假說為真,那麼受試者轉換到生酮飲食後,代謝率應該迅速提高、且體脂肪加速燃燒才對。



實驗結果


首先,生酮飲食跟高糖高碳水飲食比起來,確實能降低胰島素分泌。


儘管研究設計是維持受試者原本的體重(剛好吃到TDEE),但意外地所有人的體重從一開始就像溜滑梯一樣往下滑。


如下圖所示,受試者的體脂肪從一開始的高糖高碳水飲食就往下掉。轉換到生酮飲食的前兩週雖然因脫水掉了不少體重,實際減脂的速度反而大幅減緩,執行生酮的四周累計減脂,竟然只與高碳水的最後兩周相同。



下圖是受試者的代謝率變化,可以看到在轉換到生酮飲食的前兩週代謝率確實有顯著上升,最高達每天100大卡。不過這個爬升相當短命,在研究結束前降回到每天20大卡,且在統計上無顯著差異。



過去的生酮飲食研究常被質疑時間不夠長,不足以觀察到「生酮」或是「脂肪適應」的產生。這篇研究的生酮期長達一個月,而且在進入生酮的三天受試者身體就已經轉用脂肪做為主要能量來源,沒有適應期不足的問題。


從上面幾張圖表,我們可以得知以下幾點:


  • 生酮飲食能降低胰島素分泌。
  • 轉換到生酮飲食可以讓代謝率短暫上升,但這個優勢兩周後即消失。
  • 體脂肪在生酮期間並沒有下降地比較快,真要說起來,其實是比較慢的。


(註2:值得一提的是,這篇所費不貲的研究背後贊助者是Nutrition Science Initiatives (NuSI),一個美國致力於營養學研究的非營利機構,兩位發起人Gary Taubes與Peter Attia都是低碳水化合物飲食的倡導者,他們募款來資助低碳水化合物飲食相關的研究。)




史考特的解讀


本篇研究採用嚴謹的方式,將受試者的熱量攝取、營養素、運動量嚴格控制,並採用極為先進準確的儀器測量代謝率、體脂肪變化,可說是此領域的登峰造極之作。據說這篇研究耗資數千萬美元,以一個17人的小規模研究來說,燒掉的錢可說是相當驚人!


我認為這篇研究的結論恰好與胰島素假說相違背,胰島素假說可能就此被推翻,或至少需要大幅度的補正。


有讀者可能會想說,欸可是代謝率真的有增加呀!每天一百大卡算不少了吧?


這個短暫的代謝上升可能是身體在醣類缺乏,生酮作用又還沒補上時,用蛋白質進行糖質新生所致。這也是為什麼在進入生酮的第一周,體脂肪降低的速率反而變低了:因為身體從肌肉裡挖出許多蛋白質來合成葡萄糖(註2)


而且在研究結束時,這個代謝率的短暫上升已然消失不見。


如果胰島素假說為真,我們應該在胰島素下降的同時看到體脂肪狂掉,代謝率飆升,但這兩個情形都沒有發生。


(註2:生酮飲食提高代謝率、消耗蛋白質的兩個效應都是短期的,所以倒不必特別害怕長期生酮飲食會減肌。)



所以生酮飲食...很糟糕嗎?


史考特過去寫過不少推崇低碳水化合物飲食的文章,包括「不吃碳水化合物=增脂減肌?」、「不吃澱粉絕對不會酮酸中毒」、「高脂 vs. 低脂,哪個才能又瘦又健康?」。這是否代表這些文章通通都錯了,應該全盤推翻?


倒也沒那麼嚴重。


低碳水化合物飲食對體重控制、代謝健康的好處已經被不少的研究證實,今天這篇文章並沒有否定低碳水飲食的優點,過去我為它辯護的種種論點依然成立。


低碳水有效,這點我並不懷疑。但低碳水為什麼有效?很可能跟胰島素一點關係也沒有,目前較為被接受的理由包括:




史考特常常接到讀者來訊,問我乳清蛋白、牛奶、或是各種蛋白質都會升高胰島素,是不是應該降低蛋白質攝取來幫助減重?


看完今天的文章,答案應該非常明顯了,在熱量控制得宜下,胰島素不是決定體重的主要因素,減重的朋友沒有理由因為一種食物會升高胰島素就不去吃它。



結語


胰島素假說認為胰島素過高是造成肥胖的關鍵,這個論點已被科學研究給否定。


低碳水化合物飲食能促進健康、控制體重,這點已有無數研究可證實,但它的效果可能跟胰島素一點關係也沒有。


不過,我們仍然應該盡量避免加工食品、精製澱粉、以及過量糖分的攝取。上述這些食物飽足感差、容易過量攝取,且營養價值低、更會排擠掉天然食物在飲食中佔的比例,吃多了還是會胖!

13 則留言:

  1. 您提到的這篇研究是個 pilot study, 方法學上可以討論的東西很多,也可以看出很多未來可能研究的方向,但可以確定的是非常的不嚴謹。
    研究的虛無假設是:在攝取同樣熱量的情況下,高碳水飲食和高脂肪飲食沒有差別;我看了實驗的詳細內容,研究的結果:
    “Compared with BD, the KD coincided with increased EE chamber (57+/-13 kcal/d, P = 0.0004) and SEE (89+/-14 kcal/d, P , 0.0001) and decreased RQ (-0.111 +/-0.003, P , 0.0001). EE DLW increased by 151+/-63 kcal/d (P = 0.03).Body fat loss slowed during the KD and coincided with increased protein utilization and loss of fat-free mass."
    結論是:高脂飲食,在總卡路里不變的情況下,在實驗的期間內,並不會增加脂肪分解;但有觀察到具有明顯統計意義的代謝率上升,雖然這個代謝率上升的幅度很接近目前科技可以偵測的極限。
    "The isocaloric KD was not accompanied by increased body fat loss but was associated with relatively small increases in EE that were near the limits of detection with the use of state-of-the-art technology."
    我覺得實驗者內心有點掙扎著在下結論:(希望)虛無假設是正確的,但有一些具有統計意義的差異,因為很小,所以請大家自行判斷。
    史考特您的結論和飲食建議我都很支持,但單以實驗來論,實驗者對自已虛無假設的檢定都有點飄移了,我覺得很難推論到胰島素的影響。

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  2. 史醫師,那一型糖尿病的情況應如何解釋?

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  3. 那請問牛奶中的乳糖呢?牛奶對我們是健康的..? (東方人的身體不是缺乏乳糖酶嗎?)

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  4. 這個實驗在實驗者進入生酮狀態時已經掉一部分體脂肪了 而體脂肪越低就越難降 所以沒有將受試者養胖到原來的體脂肪再進行生酮是個錯誤 不能說胰島素假說有誤 有可能是生酮時體脂肪本來就比較低所以下降變慢了

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  5. 我之前也吃了約2個月的生酮,僅下降2公斤,吃到都懷疑人生了
    後來補了一點好的碳水(地瓜.香蕉等等),體重又開始降了
    其實只要攝取天然原型食物,搭配運動跟好的睡眠,自然就會瘦
    生酮真的太極端了~

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  6. 結果看來..健康管理.
    熱量營養管控和強度足夠的運動..是基本..
    而各類的飲食法是建構在這基本上.

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  7. 個人看法參考一下 身為內分泌科醫師 我覺得胰島素假說過度簡化了胰島素與肥胖的關係 但是不可否認 糖尿病前期的代償性高胰島素狀態確實與肥胖有高度相關 也許是互為因果 如果就內分泌的角度來看 要解釋這些問題恐怕還要加上壓力荷爾蒙和皮質醇之類的因素 別忘了 morbid obesity 在 HPA axis 上是可以有Pseudo Cushing 的表現 而這些偏高的壓力荷爾蒙 除了干擾胰島素作用導致胰島素阻抗之外 也會影響脂肪的合成 在這類較極端的飲食法中 實驗者很少去測量相關的壓力荷爾蒙 生酮狀態下 是不是也被身體解釋為壓力 而產生相對應的防衛機制 就不得而知了 不過很感謝史考特醫師大方地分享最新文獻 受益良多

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  8. https://idmprogram.com/heres-5-kevin-hall-go-buy-clue/

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    1. 大家可以參考一下上面這連結,雖然標題很嘴~但是內容也是非常真切

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  9. 結論亂下一通,一個謹慎的科學研究者會因為一個研究不支持某個理論,就說該理論被否定???何況這研究還有一些明顯的confunding variable,即在bd期就掉了一些體重,缺乏控制組. 最多也只能說該理論不被這研究支持。這是最基本的研究方法學的abc。

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  10. 王醫師,您這篇文章的標題或許下了太快了。
    因為Kevin Hall在AJCN發表的論文,資料正確,但對資料的解讀偏頗,所以他的結論未必是可取信的。
    上面,Unkown提供的連結"https://idmprogram.com/heres-5-kevin-hall-go-buy-clue/”,是Dr. Jason Fung針對Kevin Hall 論文對資料解讀的指正。
    Dr. Fung的指正論點如下。

    首先,前四周的高糖高碳水飲食是建立比較基礎,後四周的低糖低碳的生酮飲食才是真正研究的主題,所要解答的問題是生酮飲食是否減少脂肪?
    測試結果是四周的生酮飲食確實減少脂肪。初期的體重大幅減少,大家或許可以同意是脫水。其次,生酮飲食降低胰島素分泌。再來,經由測量身體能量的消耗,代謝率是上升的。這些都是本研究得到的事實,也是好的成果。
    前四周高糖高碳水的磨合期,每天消耗2700大卡的熱量,本意是複製“標準的美國人飲食”(SAD),也是造成肥胖現象的起因。這樣的飲食,沒有人相信是健康的,也沒有人相信能減重。但實際上,受測者體重卻減少了。為什麼呢?每一個有經驗的研究員都知道為什麼。這是加入一項實驗,知道有人在測試你的效應。一種普遍的測試效應。這也是研究人員為實驗設計磨合期的真正原因。在受測者知道自己被測試的狀況下,為實驗建立一個適當的起始點。
    所以受測者在攝取SAD的磨合期,體重減少了。但是,不用減少後的體重做為研究的起始點,卻以磨合期體重減少的趨勢作為起始點,是可議的。因為這樣做,背後的假設前提是,如果受測者按照SAD,他們的體重會依照磨合期的趨勢持續不斷的減少。這個假設前提,你我都知道,是完全不合邏輯的。
    未完待續...

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  11. 第二個主要的問題是有關能量消耗(EE)。當受測者從SAD轉換成生酮飲食(KD)後,攝取的熱量還是一樣的。如果KD要持續減重,你會期待看到EE的增加,才能持續減重。這是所謂的“代謝優勢”。令人驚訝的,這正是實際發生的結果。但是Hall對於這項非常關鍵的EE增加,輕描淡寫的敘述為巧合。但受測者每天EE增加57大卡一點都不是巧合,因為EE chamber(57 ± 13 kcal/d, P= 0.0004)中P值是0.0004代表99.96%這不是巧合。
    再來EE增加了,但是EE增加的效果,隨時間而減弱。這是正常現象,減重過程中,EE本來就會逐漸減少。
    EE之所以具備如此非凡的重要性,是因為EE是體重減輕能持續維持的關鍵。紐約時報曾在封面報導過一篇Hall以EE檢測最大的減重失敗者。他們減重之後,又復重的原因就在於EE降的太低,完全抵銷熱量攝取減少的效果。所以KD的介入,造成EE的增加,是一項非常重大的成就。但是,Hall不這麼解讀,因為他在意自己的名聲,更勝於人們的健康和福利。
    有些人也注意到Hall的這項實驗控制熱量的攝取,所以抵銷了KD最主要的優勢,就是KD讓你攝取較少的熱量就覺得飽足。
    最後,這篇論文最主要的問題不在研究資料,資料是非常傑出的,而在,Hall的解讀。Hall的結論: “等熱量的生酮飲食並沒有傍隨更快速的脂肪減少,但是卻帶來相對小量EE的增加,那是接近最新科技能測試到的極限。"我拿掉Hall偏頗的解讀,留下研究的事實:“等熱量的生酮飲食帶來EE的增加。”
    Hall將正向的結果,解讀成負向,靠的是將目標改變。Hall說KD所減的重量並沒有比高糖高碳水飲食要多。難道高糖高碳水飲食減重的效果,能夠永久的持續下去嗎?
    Hall說EE的增加是相對的小量。這又如何,EE到底是增加還是減少?事實上,Hall自己在“最大減重失敗者"的研究建議,調降固定熱量攝取的減重,會傍隨著EE的降低。所以,就算只是維持EE的不變,已經是非常了不起的成果,更何況是增加。這是減重方法的聖杯,但Hall卻將它丟進垃圾桶。

    以上是我針對Dr. Fung的指正論點的重點翻譯。

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