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人類肥胖的主要原因究竟是什么，這點(diǎn)仍不確定。有幾個(gè)似是而非的解釋，包括流行的“碳水化合物-胰島素”模型（carbohydrate-insulin model, CIM），該模型認(rèn)為，身體脂肪增加是由于攝入碳水化合物刺激餐后胰島素，從而促進(jìn)能量儲(chǔ)存、增加進(jìn)一步攝入，形成惡性循環(huán)。CIM的理論基礎(chǔ)已被最近的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)所駁倒。盡管胰島素在體脂調(diào)節(jié)中起著重要作用，但CIM不成立的原因在于它關(guān)注的是胰島素在攝入碳水化合物后對脂肪組織的直接作用。然而，胰島素對多臟器有多種效用，而這些作用主要是由獨(dú)立于碳水化合物攝入的因素所驅(qū)動(dòng)的，故重新考慮、更好地理解胰島素在肥胖中的作用，可以提高我們對肥胖成因和治療的認(rèn)識(shí)。 CIM強(qiáng)調(diào)胰島素在促進(jìn)脂肪儲(chǔ)存和抑制其釋放方面的作用，將脂肪細(xì)胞置于核心部分。根據(jù)CIM模型，碳水化合物的攝入給循環(huán)帶來過多的能量，驅(qū)動(dòng)餐后胰島素升高，導(dǎo)致脂肪組織儲(chǔ)存脂肪。相應(yīng)的“解決方案”是用膳食脂肪代替碳水化合物，因?yàn)樯攀持静粫?huì)刺激餐后胰島素分泌：即所謂的低碳水化合物、高脂肪飲食，也被稱為“生酮”飲食。  從概念上講，測試CIM應(yīng)該很簡單：隨機(jī)選擇人群食用不同的飲食，這些飲食在碳水化合物和脂肪含量方面差異很大，然后檢測每個(gè)飲食組的肥胖率。但由于其對健康的潛在危害，如果延長試驗(yàn)時(shí)間會(huì)引起倫理上的擔(dān)憂，如果持續(xù)時(shí)間短又可能沒有效果。此外，保證參試者遵守指定的飲食也難度很大。一個(gè)好的解決方案是在動(dòng)物身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但可能會(huì)忽略真實(shí)人類飲食的復(fù)雜性。 在這種情況下，一項(xiàng)大型飲食操縱研究將小鼠暴露于29種不同的飲食中，以探究飲食成分對體脂的影響。其中16種飲食的蛋白質(zhì)保持不變，而脂肪和碳水化合物在10%到80%之間變化。這些飲食中的碳水化合物是玉米淀粉、麥芽糊精和蔗糖的混合物（通常被認(rèn)為是誘導(dǎo)高血糖和胰島素反應(yīng)的 “高糖指數(shù)”精制碳水化合物）。實(shí)驗(yàn)小鼠暴露在飲食中12周，大約相當(dāng)于人類的9年。CIM的預(yù)測是，隨著飲食中碳水化合物的增加，餐后胰島素也會(huì)增加，小鼠會(huì)變得肥胖，攝入更多的總熱量。然而，結(jié)果恰恰相反。盡管餐后胰島素水平較高，但攝入高比例碳水化合物的小鼠攝入的熱量卻較少，體重和體脂增加也較少。試驗(yàn)反駁了CIM假說，但人類是否也如此還不能斷定。  雖然在人類中進(jìn)行持續(xù)多年的控制飲食研究是不可行的，但短期試驗(yàn)來檢測CIM是可以的。例如，如果個(gè)體飲食中脂肪和碳水化合物比例差別較大，根據(jù)CIM的預(yù)測，高碳水化合物飲食將導(dǎo)致餐后胰島素水平增加，從而促進(jìn)脂肪組織中的脂肪積累，比低碳水化合物飲食更能令人感到饑餓、增加能量攝入。在一項(xiàng)為期一個(gè)月的研究中，20名成年人隨機(jī)接受“10%碳水化合物+75%脂肪”或“10%脂肪+75%碳水化合物”的飲食。兩周后，參試者開始互換飲食。根據(jù)CIM預(yù)測，高碳水化合物飲食將導(dǎo)致餐后胰島素水平更高，由此將更多能量分配給脂肪儲(chǔ)存，相比低碳水化合物飲食組，參試者會(huì)感到饑餓，并增加能量攝入。然而結(jié)果顯示，高碳水化合物飲食組每天攝入約700千卡，參試者報(bào)告兩種飲食都同樣令人滿意，而且令人愉快，饑餓/（或）飽腹感無差異。 雖然這項(xiàng)試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間相對較短，但另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)，與低碳水化合物飲食相比，高碳水化合物飲食10至15周后的飽腹感顯著增加。此外，一項(xiàng)為期一年的隨機(jī)研究發(fā)現(xiàn)，自由生活的個(gè)體在攝入低碳水化合物和高碳水化合物飲食時(shí)，在能量攝入方面沒有持續(xù)差異。因此，CIM的能量攝入預(yù)測在短期和長期研究中均未能實(shí)現(xiàn)。  根據(jù)CIM的預(yù)測，與同等熱量的高碳水化合物飲食相比，低碳水化合物飲食時(shí)胰島素分泌減少，此時(shí)可通過動(dòng)員脂肪來減少體脂，從而恢復(fù)對代謝活躍組織的能量供應(yīng)。有兩項(xiàng)研究將超重或肥胖的受試者送入嚴(yán)格控制食物攝入的代謝病房1至2個(gè)月，結(jié)果表明，盡管限制碳水化合物攝入導(dǎo)致每日餐后胰島素分泌顯著減少，但兩項(xiàng)研究都發(fā)現(xiàn)，與等熱量高碳水化合物飲食相比，限制碳水化合物攝入的人體脂流失得更少。在一項(xiàng)研究中，減少碳水化合物攝入導(dǎo)致能量消耗顯著減少。在另一項(xiàng)研究中，低碳水化合物生酮飲食導(dǎo)致能量消耗短暫增加，但在幾周內(nèi)這種效果就消失。 與上述住院控制飲食研究不同的是，兩項(xiàng)門診研究報(bào)告稱，在減肥一段時(shí)間后體重穩(wěn)定的人群中，低碳水化合物飲食期間的能量消耗增加。然而，這些結(jié)果可能是由于計(jì)算錯(cuò)誤。在29種飲食的小鼠研究中，不同碳水化合物含量對能量消耗或體力活動(dòng)沒有影響。 圖1 兩種體重調(diào)節(jié)模型 碳水化合物胰島素模型：富含碳水化合物的食物刺激餐后胰島素升高，將攝入食物給循環(huán)注入的能量分配到脂肪組織。這減少了這些能量流向非脂肪組織，導(dǎo)致細(xì)胞饑餓信號(hào)，產(chǎn)生兩個(gè)后果：減少能量消耗、進(jìn)一步刺激攝； 能量平衡模型：“致肥胖食物”引起能量攝入增加，驅(qū)動(dòng)了能量不平衡。胰島素促進(jìn)循環(huán)能量的吸收，并在肥胖超過臨界水平時(shí)，向大腦發(fā)出負(fù)反饋信號(hào)，與其他激素和來自脂肪組織的信號(hào)一起調(diào)節(jié)能量攝入 盡管最近的實(shí)驗(yàn)對CIM提出爭議，但這并不代表可以低估胰島素在調(diào)節(jié)體脂中的重要作用。在沒有糖尿病的情況下，操縱小鼠胰島素分泌基因、或用藥物抑制人體胰島素的分泌，均可以減少體脂。在糖尿病患者，他們在確診前常經(jīng)歷體重減輕，增加內(nèi)源性胰島素分泌的治療或外源性胰島素治療常導(dǎo)致體重恢復(fù)。然而，高胰島素血癥與肥胖癥無關(guān)，高胰島素血癥不一定導(dǎo)致體重增加，也不能可靠地預(yù)測未來的體重變化。此外，來自全基因組關(guān)聯(lián)研究（genome-wide association studies, GWAS）的遺傳多態(tài)性，并沒有將脂肪組織中與胰島素作用相關(guān)的靶點(diǎn)確定為導(dǎo)致肥胖的重要原因。因此，胰島素分泌或胰島素作用的差異在多大程度上能解釋肥胖易感性，這點(diǎn)尚不明確。但CIM所提出的觀點(diǎn)——碳水化合物驅(qū)動(dòng)的餐后胰島素對脂肪組織的直接作用，不太可能是肥胖的主要驅(qū)動(dòng)力。 餐后胰島素并不是調(diào)節(jié)脂肪攝取和儲(chǔ)存的最重要因素，在循環(huán)胰島素水平不高于基礎(chǔ)水平的情況下也會(huì)發(fā)生這種情況?；A(chǔ)胰島素可能更重要，因?yàn)橹窘M織對基礎(chǔ)胰島素水平的變化非常敏感，但胰島素的作用在餐后水平范圍內(nèi)很快飽和，因此可能對膳食碳水化合物相對不敏感。此外，飲食脂肪的減少使基礎(chǔ)胰島素減少的程度與等熱量碳水化合物的減少所帶來的胰島素改變程度相似，這表明基礎(chǔ)胰島素水平對能量平衡的反應(yīng)與飲食結(jié)構(gòu)本身一樣大。 胰島素對多個(gè)器官具有多種效用，其在體脂調(diào)節(jié)中的作用最好理解為控制和調(diào)節(jié)能量的一種動(dòng)態(tài)因素。例如，當(dāng)體脂上升到臨界閾值以上時(shí)，胰島素向大腦發(fā)出負(fù)反饋信號(hào)，與脂肪組織的信號(hào)一起，起到調(diào)節(jié)能量攝入的作用。脂肪組織和非脂肪組織中的異位脂肪沉積也可以驅(qū)動(dòng)胰島素抵抗，從而獨(dú)立于飲食碳水化合物影響循環(huán)胰島素水平。因此，胰島素對肥胖影響的機(jī)制比CIM提出的更為復(fù)雜。CIM的推翻并不意味著低碳水、高脂這樣的生酮飲食不利于減肥。然而，“碳水化合物-胰島素”軸不太可能是直接調(diào)節(jié)體脂的主要機(jī)制。胰島素在肥胖中的作用需要一個(gè)新的解釋。 參考文獻(xiàn)：Speakman JR, Hall KD. Carbohydrates, insulin, and obesity[J]. Science,2021,372(6542):577-578. 推薦 · 閱讀  |
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