明尼蘇達州飢餓實驗

1944年時，明尼蘇達大學的研究人員，在剛嶄露頭角的年輕營養學家安塞爾．凱斯（Ancel Keys）的帶領下，進行了一項研究，觀察人們在飢餓期間的新陳代謝變化（參10）。當二次大戰接近尾聲時，美國認為數百萬歐洲人可能面臨飢荒問題，因此他們想瞭解維持最低基本生存的最佳「節食」法。明尼蘇達州飢荒實驗（The Minnesota Starvation Experiment）便因這項研究而廣為人知。該實驗招募了三十六名男性志願者，他們是一群拒服兵役但仍希望可以為戰後和平盡一份心力的人。因此他們簽署了協議，限制居住在大學足球場內被分配的生活區中，在研究人員觀察下住了一整年。

科學家先對他們進行了為期十二週的監測（研究指出，此時每天3200大卡的攝入熱量似乎過高，但受試者當時正在進行體力勞動）。接著，在持續進行體力勞動的情況下，每天限制飲食為大約1500大卡的熱量，並持續節食約二十四週，然後測量他們的體重、情緒和新陳代謝率。接著在節食期之後，改成在不限制飲食的情況下繼續觀察他們二十四週。

按照原訂計畫，在二十四週的節食中，受試者的體重果然都減輕了約25%。然而根據科學家的觀察指出，這些人的新陳代謝幅度驟降，遠遠超過他們身體變瘦的程度，因為他們的BMR平均下降率是起始值的50%（原先期望較瘦小的人BMR值應該比較肥胖的人低25%）。這些受試者的體重變化，無法解釋其新陳代謝率多降低了一倍（本來應該跟體重一樣剩下75%，但現在只剩50%）的原因，彷彿他們的身體正在試圖適應自身所處的飢餓環境：將能量消耗降到最低限度（BMR降低為體重降低的兩倍）。因此他們的心跳和呼吸變得更緩慢，體溫也變低了。

而當這些受試者恢復正常飲食後，其體重增加的速度也比預期快得多。科學家將體重快速增加歸因於強制飲食產生的新陳代謝緩慢所致。所有受試者的體重不但恢復，也都超過研究開始時的初始體重。不過他們的體重分布發生了變化：受試者失去了一些肌肉沒有長回來，所有的體重恢復都是以脂肪堆積的形式出現（嘗試過極端節食的讀者可能會對這種結果感到相當熟悉）。

任何對這種節食實驗感興趣的人，可以參考一下強迫節食帶給受試者心理變化的報告。這些受試者開始患有憂鬱症和焦慮症，難以集中注意力。他們的個性變得憂鬱，擔心自己的健康。有些人還會晝夜幻想著高熱量食物，而且會完全失去性慾。其中一名受試者變得非常沮喪，據報導他竟然用斧頭砍下了三根手指。經常節食的人應該會同意節食所帶來的瘋狂心態。明尼蘇達州飢餓實驗是第一個證明當你限制一個人攝取的卡路里時，他們會透過降低BMR來回應或說「適應」的一項研究。亦即你攝入的能量變少，會導致你的能量消耗變得更少。

近期的研究也證實了這些現象（參11）。哥倫比亞大學人類營養研究所的魯迪．雷貝爾（Rudy Leibel）教授（之前是在紐約洛克菲勒大學）及其團隊，從1980年代中期開始，一直在研究節食和飲食過量所引起的代謝率變化。他的實驗室進行了一項開創性研究，招募學生到醫院住上三個月到兩年的時間不等（我希望他們後來都有得到不錯的成績）。他的研究非常仔細，並使用最新技術來準確測量新陳代謝率，例如當一個人暴飲暴食讓體重增加了10%，其新陳代謝率會如何變化。以及節食並減少體重10%，或節食更久直到體重減少20%之後的變化。在實驗室中的每次新陳代謝測試成本為五百美元，因此這項實驗的運作成本很高，所以並沒有其他實驗室重複進行這項研究。雷貝爾發現，當一個人暴飲暴食並增加10%的體重時，其新陳代謝每天會增加500大卡，其結果就如同佛蒙特監獄所進行的暴飲暴食實驗。而當學生節食並持續減重到體重比最初減輕10%時，他發現這些學生的BMR降低了15%（或說每天約250大卡），同樣超過減輕體重所能解釋的比例。

這項實驗說明了人體對於攝入熱量限制的反應是「減少」能量消耗，就像在明尼蘇達州做的飢餓實驗一樣。從我們觀察到的這些實驗結果來看，能量調節是否具有天然的負回饋機制，以阻止失控的體重增加或體重減輕呢？雷貝爾在學生減重20%後，測量他們的新陳代謝時發現，每天只會繼續降低至300大卡（如表格所示），彷彿人體的保護機制（負回饋開關）在體重減輕10%時被開啟了。

關於暴飲暴食和節食的研究都得在封閉環境中進行，而且因為許多志願者不得不長期放棄正常生活，因此這類研究很難招募到夠多的受試對象，導致相關研究不僅極少，而且也很少被引用。

有許多研究會觀察節食對代謝的短期影響，但它們與我們解釋真實節食者的經歷無關。長期研究才是驗證和以科學解釋節食者經歷的重點。不過，這樣也只算看到真實情況的一半，因為到目前為止，我們只討論了體重調節負回饋機制中的兩個開關之一：新陳代謝開關。

第二個開關的本質意味著，直到現在只有囚犯、反戰拒服兵役者和絕望的研究生，才可能同意參加這種研究。因為這個開關的功能太過強大而難以控制，因此人們必須被限制住所或真的被監禁，才能防止他們私底下偷偷行動。

飢餓開關

明尼蘇達州飢餓實驗最引人注目的重點，是志願者減輕體重、克服飢餓感所帶來的心理變化。受試者失去熱情並對周遭環境失去興趣，他們會沉迷於食物，並不斷盯著食譜，像渴望某種另類情色作品一樣幻想著食物。如果分配給他們的這些少量食物遲到的話，他們就會變得焦慮易怒。其中一名受試者甚至開始出現想吃人的妄想症，而且當主試的科學家「逮到」有囚犯在活動時間偷偷跑去購買食物時，囚犯甚至威脅要殺死他。因此這名囚犯立即從研究的監禁中被釋放出來，轉移到精神病房裡。經過幾天的正常進食後，他的病情就迅速復原了。

當人體試圖保護我們防止體重減輕時，「飢餓感」可能是比新陳代謝更強大的開關。我們現已知道，飢餓開關是大腦控制體重的一部分，其位置在大腦底部一個豌豆大小的區域，就在眼睛後面，稱為下視丘。但我們千萬不能因為它的體積很小就產生誤解，因為它包含了強大的基本需求開關，包括產生絕望的口渴感和旺盛的食慾。一旦低估這兩個開關的能力，它便可能將人類帶到極端危險的行為中，以確保能夠完成為身體提供水或能量的目標。大多數生活在已開發國家的人，只有在自願節食的情況下才會感到飢餓。我也對某些患者的自我控制能力感到驚訝，他們有時甚至能把自己餓上幾週。飢餓信號的強度對於已減掉相當體重的人來說，就像強烈口渴的感受一樣，其心理影響甚至可以控制你的生活。如果你所處的環境充滿著美味的高熱量食物圖像、廣告或氣味，那麼在節食比賽裡只會有一個贏家，就是你的「飢餓感」。

我所描述的這些主要研究，很少提及體重增加和減輕在新陳代謝方面的影響。因為當受試者必須面對貪婪的飢餓感或噁心的腹漲感時，確實很難招募到持久的研究對象，這也就是為何這類研究的志願受試者少之又少的緣故。然而有許多動物研究，都證實了面對飲食過量和飲食不足的代謝適應性，亦即負回饋也會作用於許多物種上，以防止極端的體重增加或體重減輕。1990年時，科學家發現由脂肪細胞產生的一種荷爾蒙，似乎在下視丘中起了作用，可以打開或關閉飢餓感和新陳代謝，這項發現也讓我們對代謝適應的理解有了突破。現在我們終於在整片拼圖中有了最後一塊拼圖，可以用來證明代謝存在負回饋機制，科學家發現的這種荷爾蒙被稱為瘦素（leptin）。

作者簡介

安德魯‧詹金森醫師　DR. ANDREW JENKINSON

　　英國倫敦大學學院醫院（University College London Hospital）的減肥外科（減重手術）與一般外科顧問，經常受邀至各國推廣研究並教授減重手術，他的專長領域為減肥與飲食調控，執行減肥手術超過十五年以上的經歷，包括看診、治療，以及最重要的，仔細聆聽三千多名現代肥胖症患者的病況敘述。

譯者簡介

吳國慶

　　中興大學外文系，台北藝術大學戲劇研究所畢業。曾任Hi-Fi Choice國際中文版副總編輯、《錢Money雜誌》美術總監、《潮人物雜誌》美劇專欄作家，現任醒吾科大商業設計系講師。譯有《比特幤標準》、《區塊鏈的商業應用》、《天天都是自然課》、《自然界的設計力》、《互動x人本設計》、《設計幾何學：發現黃金比例的永恆之美》。

※本文擷取自《我們為何吃太多？全新的食慾科學與現代節食迷思》