提到如何减肥,很多人会说:少吃多动。对几乎每个想要减肥的人来说,这句话可能都已是老生常谈,却没有太大作用。大家想知道的是:为什么减肥这么难?为什么减重速度会随着时间推移越来越慢?一旦达到减肥目标,要如何保持体重?本文关于能量平衡的事实,可以让你更深入地了解能量代谢,帮助你科学减重和管理体重。
影响我们体重和身体成分的因素很多,“少吃多动”确实是减肥的大道理,却无法考虑到所有因素。要真正了解减肥的原理,就要理解能量代谢和能量平衡。在几乎所有营养或运动科学教科书上,你都可以看到能量平衡方程(图1)。
1)能量平衡方程
▼能量平衡方程一侧是能量摄入,即我们吃了什么。另一侧为能量消耗,包括基础代谢(约占60%-75%)、食物热效应(10%)、体力活动消耗(15%-30%)。体重增减取决于能量消耗和能量摄入之间的关系。能量消耗大于能量摄入,体重减少;反之,体重增加。
图1:能量平衡方程
图2:能量消耗组成
2)动态能量平衡
▼根据能量平衡原理,体重增减,是由于能量平衡方程式一侧的变化多于另一侧。这里存在一个假设:能量平衡是静态的——当你改变能量摄入或能量消耗时,等式的另一侧不受影响。然而,能量平衡并没有那么简单。它是动态的,尤其是在体重变化期间。由于能量平衡受到多种因素影响,当能量摄入改变时,即使你没有刻意采取任何措施改变能量消耗,能量消耗仍然会发生改变。
表1:静态和动态能量平衡的定义
以下关于能量平衡的事实,可以让你更深入地了解能量代谢,帮助你科学减重和管理体重。
减肥期间,能量平衡是动态的
前文已经提到,能量平衡方程是动态的。减肥期间也是如此。举例来说:一个75公斤的人每天多吃100千卡,持续40年,那么他多摄入的能量约为146万千卡;理论上,在40年间,他的体重应该增加了417磅(约190公斤)(146万除以每磅3,500千卡)。单凭直觉,你也知道这不太可能。那到底发生了什么呢?(1磅=0.45kg)如果能量平衡是静态不变的,只增加能量摄入,能量消耗不变,那么这个人确实会持续增重。但事实并非如此。随着额外能量的摄入,体重会增加,体型会变大。由于运行和移动更大的身体,需要更多能量,静息代谢率会提高,总能量消耗也会增加。一个人每天持续多摄入100千卡,体重会增加,能量消耗也随之增加,直到能量消耗最终平衡能量摄入(每天多摄入的100千卡)。因此,这个人最终会在更高的体重下保持体重稳定。他确实增重了,但这个数字并不是417磅,而可能是6磅(约 2.7 公斤)。对于个体来说,实际增加的体重取决于许多因素,包括摄入的热量、饮食构成、身体成分、运动类型和日常体力活动水平。影响能量平衡方程的一些关键因素如图3所示。个体对每个因素的反应取决于遗传、调节能量和食欲的激素、肠道健康,以及饮食和运动情况(二者又影响身体成分)。
图3:调节和影响能量平衡的关键因素
3,500千卡能量缺口 ≠ 减掉1磅体重
减肥需要创造能量缺口,即能量消耗大于能量摄入。你可能听说过,要减轻一磅体重,需要3,500千卡能量缺口。这个数字怎么来的?1958 年,医学博士Max Wishnofsky回顾了关于肥胖久坐者减肥的文献,这些人在临床环境中食用低热量、高蛋白饮食。基于这些研究,他得出结论“减轻1磅体重的卡路里约为3,500千卡。” 多年来,我们已将这个数字视为规则,而未质疑它是否适用于所有人,虽然不同个体之间体型大小、体力活动水平、年龄、性别或遗传因素存在差异。我们现在知道,减重1磅(1磅=0.45kg)所需的能量缺口,会因为减肥持续时间、饮食类型、减肥者是否进行体力活动而发生变化。例如,Pennington生物医学研究所的研究人员对超重男性和女性的减重情况进行了研究,受试者通过进食极低热量的饮食(每天890千卡),或减少25%的能量摄入,减掉15%的体重。在这个过程中,没有进行体力活动。
图4:Wishnofsky规则-减重一磅的能量含量
研究发现,在减肥的早期阶段(第1周到第4周),减重一磅的能量缺口为2,208千卡。从第6周开始,减重一磅的能量缺口遵循Wishnofsky规则(图4)随时间推移逐渐增大。研究者推测,在减肥的早期阶段,水、糖原、蛋白质和脂肪都会流失;而在减肥后期,减轻的体重中,更多为脂肪。脂肪组织大约含有85%的脂肪(甘油三酯),因此,减掉1磅体脂肪的能量约为3,470千卡。然而,如果减轻的体重大部分是水分、瘦组织(如肌肉)和糖原,那么能量含量就会很低。例如,肌肉中有65%至70%的水,每磅肌肉的能量含量仅约为550千卡。因此,减重需要多少能量缺口,取决于减掉的身份成分,以及身体如何适应能量限制。在减肥计划中增加体力活动,也会影响减掉的身体成分组成、身体使用的能量基质(脂肪、糖或蛋白质)以及减重速度。
在限制能量摄入期间,蛋白质需求增加
为了减肥而限制能量摄入(能量限制)时,蛋白质摄入通常也会减少,除非特别注意摄入更多蛋白质。在能量限制期间,蛋白质可能被分解供能,这取决于能量摄入的水平以及体力活动的类型和数量。蛋白质需求会随着能量限制而增加,包括绝对量(每天每公斤体重的克数)和相对量(蛋白质占总能量的百分比)。目前推荐的蛋白质膳食摄入量为每天0.8克/公斤体重,或总能量摄入的20%至35%。对于活动量更高人士,蛋白质推荐摄入量更高(每天1.4-1.7克/公斤体重)。在能量限制期间,蛋白质摄入目标是达到或超过以上推荐水平,以保护身体瘦组织。如果能量受到严重限制,或个人体力活动水平高,则对蛋白质的需求可能会更高。例如,研究人员让20名抗阻训练的健康男性运动员(体重指数23-24 kg/m2)食用能量限制饮食(日常能量摄入的60%)。他们被随机分配到对照组(蛋白质摄入1克/公斤体重;n = 10)或实验组(蛋白质摄入2.3 克/公斤体重;n = 10)。结果显示,与实验组(1周内-0.3 kg)相比,对照组(1周内-1.6 kg)的瘦体重损失更大。因此,当能量摄入在短时间内受到严格限制时,较高的蛋白质摄入量(能量摄入占比约35%)有助于保护瘦组织。然而,目前没有数据支持,大众人群在减肥期间,蛋白质摄入量需高于每天2.5克/公斤体重。蛋白质的摄入时间也很重要,特别是当减肥计划中包括体育活动。全天分散摄入食物和蛋白质,可确保有足够的蛋白质用于构建、修复和维护瘦组织。此外,高蛋白饮食可以增加饱腹感、减少能量摄入。例如,研究人员让19名健康久坐的受试者(体重指数范围在22.5-30.1kg/m2)按顺序进行三种不同的饮食。前2周,他们食用保持体重的饮食(能量分布=15%蛋白质、35%脂肪和50%碳水化合物);之后2周,他们摄入等热量的饮食(能量分布=30%蛋白质、20%脂肪和50%碳水化合物);之后12周,他们可以随意饮食(能量分布= 30%蛋白质、20%脂肪和50%碳水化合物)。当受试者被允许随意进食高蛋白饮食(能量摄入的30%)时,他们在12周期间自发地减少了能量摄入(-441 ± 64 kcals/天)。因此,即使在碳水化合物保持不变的情况下,高蛋白质饮食也更容易让人饱足,从而降低总能量摄入。
低能量高密度食物可以增强饱腹感
对于所有减肥计划,改变饮食都是最难的挑战之一。增加减肥饮食的饱腹感,可以让饮食方案更容易长期坚持。食物的能量密度(千卡每克)是通过测量给定数量食物的能量来确定的。低能量密度食物,即每克食物所含热量较低。低能量密度饮食,富含水果、蔬菜和全谷物,包括低脂乳制品、豆类和瘦肉。总的来说,饮食中脂肪含量较低,纤维和水含量较高,同时减少或避免含有热量的饮料,尤其是含糖饮料和酒精。这种饮食模式意味着一个人可以摄入更多的食物并感到满足,而整体能量摄入量较低。证据表明,低能量密度饮食可增加饱腹感、有效减少能量摄入、促进体重减轻和防止体重反弹。Rolls已经证明了低能量密度饮食计划可以有效限制能量摄入和促进减肥。他们发现,通过将能量密度降低指定的量(例如~25%),能量摄入减少了相似的百分比(23%-24%;在2,000千卡/天的饮食中,每天的赤字约为-500千卡)。但根据参与者的反馈,与对照组相比,饱腹感和对膳食的享受程度相差不大。因此,降低饮食的能量密度可以提供饱足感,同时显著减少能量摄入。低能量密度饮食计划的关键是多摄入水分和纤维含量高的食物,以增强饱腹感;同时少摄入高脂肪食物(比如,薯片、奶酪、饼干)和低水分低纤维食物(比如,烤玉米片、椒盐脆饼)。这种饮食方法可以帮助个人更好地坚持更健康的饮食计划,并降低能量摄入,而无需计算卡路里。
高强度运动会影响食欲
运动类型和强度也会影响运动后的饥饿感和能量摄入。高强度运动(>60% VO2max)会在运动后2至10小时内改变肠道食欲调节激素,从而抑制食欲。然而,研究结果并不一致,取决于受试者的特征(例如,体脂、健康水平、年龄或性别)和运动持续时间、强度、类型和模式。总体而言,在接受过运动训练的男性中,更高强度的运动会引起肠道食欲激素的抑制,但对女性的研究结果无定论。如果运动确实抑制食欲,它可以降低下一餐的能量摄入,从而降低整体能量摄入。