第二章 能量与热量（2/2）
运动与毅力
我们的运动量真的减少了吗？前面已经讨论过这一说法，卡路里就是燃烧食物所释放的单位能量，摄入的能量没有作为能源完全消耗掉，就以脂肪的形式储存。那么在消耗能量的过程中运动的作用是什么？运动会让人健康，不用做复杂的荟萃分析（ta-analysis）也能说明这一点。专家和营养学家也一致同意，规律运动会改善心脏和肌肉的功能，延长寿命。不过他们还未就需要多大运动量这一点达成一致。推荐运动量为每周90分钟到6小时足以让人出汗的中等强度运动。另一些专家有不同意见，他们认为每天全速跑步或骑车几分钟就能让身体以为已经得到了充分的锻炼。 [32] 慢走的好处更不确切，但肯定比什么运动都不做要强。
但运动并不仅仅是毅力的问题。几年前，我们分析了欧洲和澳大利亚两地双胞胎随机对照研究的数据，研究近4000对成人双胞胎的运动习惯。21岁之后，父母和家庭的影响开始减弱，每周愿不愿意做几次运动约70是可遗传的——这也意味着它是高度基因性的。 [33] 也就是说坚持运动对某些人来说要容易得多，他们比那些看电视体育节目都会头晕的人更能享受运动的过程。当然人们的想法和身体反应会变，可是可能很不一样。
和在填调查表回想吃了什么、是否抽烟喝酒一样，我们对自身运动习惯的回忆并不可靠，而且人们倾向于夸大运动量。为了消除这些影响，方法之一是使用活动监测器，一种将心率与探测到的活动关联起来的新型仪器。它能精确计算每日活动量，揭示出有多少人高估了它。观察结果表明个体之间存在巨大差异。而且有些人即使休息时也会动来动去，这也会消耗能量。有些研究指出，坐不住的人不容易发胖，在老鼠体内发现的“活泼基因”也在人脑中发挥作用，那些坐不住的人比安静的人每天多消耗300千卡的热量。
我们用一款心跳活动监测仪来检测双胞胎受试，让他们佩戴腕带一星期，记录下脉搏和活动量。不出所料，人们自己估计的活动量70是由基因决定的，不过意外的是反映实际能量消耗的测量指标中只有不到50由基因决定，而闲坐这一项只有30。这意味着对实际能量消耗来说，环境比基因的影响稍微大一些。 [34]
有些研究不关注运动量，而将久坐视为风险因素。不管你运动量有多大，久坐看电视或乘车的时间都是心脏病和死亡率的独立风险因素。英美两国的大型观察性研究表明，即便考虑了其他风险因子的影响后，每天看电视两小时仍会使心脏病和糖尿病的风险增加20。
我父亲不看电视，但他一生都讨厌运动。在他成长的年代，人们认为运动对身体有害。他天生瘦弱，我祖母想尽办法，想让他长得强壮一些。我们小时候他会开玩笑地说：“年轻的时候我体重57千克，弱不禁风；现在我人到中年，体重76千克，还是弱不禁风。”他讨厌学校的家长体育活动日，总是找借口不参加。他有扁平足所以不能跑，平衡感很差所以不会溜冰滑雪或是骑车，他骨头太沉所以不会游泳。他说自己是不擅运动的犹太世家后代。
我们似乎忽略了，对健身和运动的热衷是最近才开始的，上世纪80年代，穿着酷似睡衣的跑步装的人会被当成怪物，受人嘲笑。美国马拉松始于1970年，当时只有137名选手参加；伦敦马拉松则始于1981年。而迄今为止，已经有85万人冲过了终点。到21世纪初参与健身或某项运动的人为数众多，而且还在不断增加。2014年，13的英国成年人是健身房和运动中心的会员，还有很多人在公园进行户外锻炼，或者参加团体运动项目。50岁以上的英国人中，超过1/3的人经常打理花园。
英国健身产业每年产值近30亿英镑，而美国有510多万健身会员，自上世纪70年代以来，这一产业的规模增长近20倍。很多国家也出现了类似的情况。可如果我们真的运动得越来越多，不是应该变瘦吗，怎么反而变胖了呢？——除非真实情况是，大部分人只是去健身房里看电视，躺在按摩浴缸里喝冰沙，心安理得地越来越胖。
那是不是像人们说的那样，尽管休闲活动增加了，但现在的我们与三四十年前相比，生活方式越来越静了？因为机器的使用，工作中的体力劳动是减少了，但我们比以前更有可能在业余时间去做运动。不过如果工作中的运动量可以预防肥胖的话，为什么消耗了更多体力的蓝领总是比办公室白领胖一些呢？由于无法收集和比较过去几十年里准确的热量消耗数据，我们只能推测大概情况。
对生活在明尼苏达州的主妇群体的一项长期研究表明，现在大多数主妇的生活都变得更轻松舒适了，与看电视之类安静的活动相比，日常家务耗能出现了大的变化。较之于1965年，现在她们每天少消耗200千卡。 [35] 但1981—2004年间，从荷兰收集的更详尽且更有代表性的调查数据显示，虽然这段时间里身体脂肪含量显著增加，但与预想不同，休闲活动的量也略微增加了。 [36] 回顾80年代以来美国和欧洲的研究数据，会发现，和普遍看法相反，人们每天消耗的总能量（包括工作时）和以前相比并没有总体差异，体力活动强度也没有下降。 [37]
运动和体力劳动与骨骼和肌肉的强健程度密切相关，后者又与骨折发生率的变化有关，特别是影响1/3女性的髋关节骨折。上世纪80年代，我和几名同事研究了四十年里英美两国髋关节骨折率变化的准确数据发现，校正年龄和人口变化的影响后，美国的骨折率直到60年代中期一直大幅上升，而后开始下降。而英国的骨折率在50年代开始上升，80年代达到顶峰，而且从同事开展的进一步研究来看，之后就再没上升过。 [38] 当时这样的结果对我们来说有些意外，但现在看来刚好与证据吻合。与人们普遍以为的相反，美国人的运动量至70年代后就没怎么变过，英国人的运动量80年代后也一直较为稳定。
运动真的有助于减肥吗？
营养师和健身教练常说，如果你通过运动额外消耗了3500千卡，就能甩掉1磅赘肉。“超越极限”这句口号可以激励那些健身狂人。但不幸的是，大部分人每周在健身房挥汗如雨的锻炼所消耗的能量，仅仅和事后为了犒劳自己而吃的一个甜甜圈的热量一样多。
为了弥补我为了写作本书连坐几小时所带来的健康危害，我尝试了三项全能训练，心想应该可以结结实实地消耗一些热量。在巴塞罗那休假期间，我享受着大量运动的乐趣，每天在海里游泳1英里，周末在附近的山上骑行40到60英里。每天走路半小时，有时候也跑步（在烦人的伤病间隙中）。根据gps运动手表的记录，我估计平均每周都消耗了3500千卡热量，我吃的和平常一样。10星期的时间我只瘦了1千克，而如果上述脂肪热量的转换公式无误，我应该要瘦45千克，显然这种计算公式不成立。 [39]
我的经历尽管不像科学研究那么可靠，但不是特例。在一项研究中，有人跟踪调查了12000名订阅了美国《跑步者世界》（runner&039;s world）杂志的跑步爱好者，记录他们每周跑的里程和每年的体重。尽管研究表明长跑和体型较瘦有相关性，但不管跑多远，几乎每个人的体重都在逐年缓慢增加。作者建议，如果每星期都多跑4～6公里你可能可以保持体重。到最后，你每星期可能要跑60多英里。 [40]
大多数人运动减肥失败的原因是身体的变化抵消了运动的作用。身体的自我保存机制会阻碍脂肪的消耗。减脂消耗的能量是减肌肉的5倍。 [41] 运动可能会将部分脂肪转化为肌肉，但体重却变化不大。小时候父母常常让我们到户外去玩，这样就会胃口大开。其实还有一个原因，运动后第二天我们仍然会很饿，身体的代谢也会不知不觉中下降。在一项精心设计的运动研究中，不爱动的志愿者们进行了6个月的高强度运动，与预期可以减少45千克体重相反，他们只减了15千克。他们的饥饿感和食物的摄入量也增加了，但每天只增加了100千卡，不能解释为何体重减轻得偏少。 [42] 其他多项研究表明，运动量增加后静息时的能量消耗会维持在一个较低的水平，如果运动量更大，甚至会下降多达30。其原因主要是代谢率降低或同样也会耗能的下意识动作（比如动来动去）减少了。
如果单靠运动不能有效减肥，那对那些在3～6个月里通过节食减肥成功的人来说，运动能不能防止反弹呢？简单说，不能。最近一篇文章对7个研究做了荟萃分析，这些研究比较了只运动或运动加节食的减肥，与只节食的减肥的功效差异。运动与安慰剂组或者对照组相比毫无减肥作用，只运动组的研究对象体重都反弹了，在不限制饮食的情况下，运动是无效的。 [43] [44]
健康还是肥胖？
如果运动不能减肥，那还有运动的必要吗？一直有个有意思的争论，是又瘦又不爱运动好，还是虽然胖但身体强健好？研究结果是一致的：后者心脏病和总死亡率风险都比前者要小。有些心脏病与不健康的生活方式有关，其中的主要风险因子——抽烟和不吃蔬菜——的危害比体脂超标的危害要大。一项针对30万欧洲人的研究发现，从不做任何运动的人，过早死亡的风险是肥胖者的2倍。每个星期快走20分钟，就可以将一个久坐不动的人（超过1/5的欧洲人如此）过早死亡的风险降低1/4。 [45] 因此找到正确的平衡非常重要，对超重的人同样如此。患糖尿病的风险是唯一的例外，即使你既不健康也不运动，只要体重较低，患糖尿病的风险就会持续降低。 [46] [47]
我父亲不胖也不抽烟，但他的生活方式很不健康，57岁时死于心脏病发作。这是沉痛的教训，哪怕对一些人来说克服天生不爱动的基因比其他人更难，也应该坚持运动。对大多数人来说，运动是一项划算的时间投资——每年运动270小时就能延长3年的寿命，并且推迟大多数疾病的发病。
爱动的微生物
运动之所以能减少疾病和早亡风险，微生物发挥了重要作用，但其机制还不清楚。可能是运动激活了免疫系统，随后传递信号给了肠道菌群。 [48] 但也可能是通过其他的途径，运动本身能直接影响肠道细菌的组成。
研究人员在运动的大鼠身上进行了一项实验。健康的大鼠喜欢奔跑，当被分成笼子里装有滚轮和没装滚轮的两组后，那些平均每天跑35公里的大鼠，肠道产生有益的丁酸盐（或称酪酸盐，butyrate）的比例是缺乏运动的大鼠的2倍。
丁酸盐是由肠道微生物生成的对免疫系统有益的一种短链脂肪酸（scfa），运动能促进它的生成。 [49] 拥有有益的肠道菌群的人跑得更快，游得更远。可能是因为丁酸盐有抗氧化作用。在阻止细胞释放自由基方面，抗氧化剂是一种重要的化学物质——自由基会引起一系列反应使细胞寿命缩短。因此抗氧化剂被认为是有益的化学物质，它存在于许多食物中，并能由微生物产生。或许将来能改变肠道微生物的药会成为体育界最新的热门禁药——尽管到目前为止，游泳健将鼠是唯一被抓获的违禁者。 [50]
在美国人肠道微生物项目和我们针对双胞胎的研究中（两者都是横断面[cross-sectional]研究），我们发现自称的运动量是已知影响3000多名观察对象的肠道微生物数量的最有力因素。不过在这种类型的研究中，无法将运动的影响与其他影响，例如健康饮食的影响区分开。迄今为止，最详尽的人类资料来自一项特别的研究，这项研究表明了高水平运动营养学界对微生物日益浓厚的兴趣。如今许多高水平运动员都会由营养师记录肠道微生物情况，并相应调整饮食。
在一项研究中，研究人员在爱尔兰国家橄榄球队队员们参加高强度的赛季前训练时，留取了他们的大便样本。 [51] 其中40名强壮的运动员，体重101千克，bi指数29，这表明其中有40的人符合肥胖的定义，而其他人则都超重（不过你可能不想当着他们的面指出这一点）。但实际上要在他们身上找到一丝赘肉都很难，他们的平均体脂只有极低的16。这说明bi并不可靠，在衡量人群的肥胖程度时腰臀比或者腰围可能是更有效的指标。研究人员想给运动员找一组情况相当的对照，但以失败告终。最后他们选取了23名来自科克市的拥有相同bi的同龄人，但是他们超标的bi主要来自脂肪（体脂含量33），而不是肌肉，因此研究人员又选取了一组体型瘦长的当地人作为额外的对照组。
结果差异很大，与其他两组相比，运动员拥有最丰富的肠道菌群多样性。运动员摄入卡路里较多，但拥有较正常的炎症标志物和代谢标志物水平，微生物的数量也较多。微生物多样性与更高的蛋白摄入量和高强度的运动呈正相关。选择高水平运动员作为对象并不能真正将运动和饮食的影响分离开，不过研究提示，运动和饮食都会影响微生物多样性。最重要的是，尽管运动不能减肥或减脂（除非你是专业运动员），但对健康有好处，能改善心脏功能，延长寿命。而且运动也会让你的肠道菌群更健康，更多样，对人有益。
健脑食品
对于那些因为基因或文化原因想到要运动就痛苦万分的人来说，还有一种耗能方式——苦苦思考。我们的脑日常消耗20～25的能量，比任何动物都多。猴子的脑相对于它们的身形来说，比我们的脑体积要小，也更节能，因为它们负担不了一个超级耗能的脑。要给一个与人脑比例相当的脑供能，猿猴需要一天进食20小时以上。大约2亿年前人类经历了一个演化步骤，这一过程中脑的体积增大而肠道缩短了1/3，特别是结肠缩短得更明显，相对于肠道的其他部分长度更短。这一变化是由烹饪带来的。
用烹饪来改变植物和肉类的成分，这一简单的想法让我们演化成了现代人类。突然之间，通过加热分解块根蔬菜和叶菜中的复杂淀粉分子，我们只需要以前一小半的时间，就能吸收能量和养分。我们不再需要像牛一样，把一天中大部分的时间都花在咀嚼食物上，因此可以冒险走得更远去打猎。这意味着我们不再需要维持复杂的人体内燃发动机——长度可观的肠道系统——的运行。肠道最初的功能是有充足的时间消化那些难消化的食物。和猿猴不同，我们不再依赖肠道微生物发酵植物释放出的能量（比如短链脂肪酸）。
肠道变短意味着有更多的能量可用于别的部位——显然大部分用于脑。现在人们认为发明烹饪，能以简单的方式获取能量，是导致脑的体积增大、现代人类出现以及随后统治地球的主要原因。脑耗能巨大，即使在不大量耗费脑力的情况下，一天也要消耗300千卡，这相当于一支功率较小的灯泡，而且还无法关闭——睡眠时大脑耗能与清醒时几乎一样。
脑的能量主要来自葡萄糖，即使在断食和睡眠期间，脑也会确保自身获得血液中一半以上的葡萄糖，从而正常运转。脑是最耗能的器官，尽管只占2的体重，却耗用了1/5的静息能量。 [52] 每天只是维持静息状态下身体的正常运行，就会消耗1300千卡。好在要消耗能量并不难，比如看电视1小时会耗能60千卡，读本章书需要80千卡以上，而如果你偏胖或者读得很艰难的话，耗能会更多。
我们前面讨论过，指望通过计算热量出入来减肥是不可靠的，纯靠运动减肥也是徒劳无功。不过直到设计出另一种更好的方法来研究能量之前，人们将继续沿用卡路里的概念，至少它能提供关于食物能量成分的大致信息。食品标签上的其他细节提供了食物中常量营养元素的信息，这些是食品工业和政府达成一致提供给公众的。有了营养成分表，人们可以判断哪些食物健康，哪些食物应该注意，但是这些我们以为理所当然的健康信息究竟有多可靠呢？
我会沿用传统的食品标签——这有点讽刺，因为这些标签过于简单化，而且容易误导消费者。所有营养元素——我指的是对身体的正常机能很关键的微量成分——都很重要，它们几乎存在于所有有益的食物中，而健康的食物是由不同种类的食物混合而成的。