燃烧我的卡路里：为什么每天运动，还瘦不下来？

2022-04-06 13:18:06 来源：科普中国

许多人依靠运动减肥，却发现自己运动很多却瘦不下来。有时这是因为自己练得太累而多吃了更多的美食，但有时这很可能是你高估了你身体的消耗。事实上，身体有自己独特的“算法”——研究显示，运动越多并非能消耗更多的卡路里，基础代谢也并非会人到中年就下降许多。因此想减肥，“管住嘴”可能是更重要的；而“迈开腿”，则会让我们更健康。

撰文 | 顾舒晨

“管住嘴、迈开腿”一直被奉为减肥的金规铁律。面对美食（卡路里）的诱惑，你要么被同伴说服，要么安慰自己：“没关系，回头多运动一下，把多吃的消耗掉！”因为，运动可以燃烧卡路里。但你有没有发现，“迈开腿”的效果却很玄学——天天运动，体重却岿然不动？正所谓：你有你的减肥计划，身体有它的独特算法。

想有效减肥，我们很有必要先弄清楚身体的能量消耗到底是怎么进行的。人体总能量消耗（Total energy expenditure，TEE）是人体37万亿个细胞在24小时内消耗的热量，是包括基础能量消耗（Basal energy expenditure ，BEE）和体力活动在内的能量消耗总和。基础能量消耗是维持生命所需的能量，比如呼吸和消化。而体力活动是能量消耗的主要部分，消耗多少取决于体力活动的强度和持续的时间。

寻找准确的能量代谢测量方法

长期以来，公共卫生专家一直告诉我们，由于现代生活方式的改变，人们在日常生活中运动量太少，没有消耗掉的能量转变成脂肪，从而造成了现代社会肥胖病流行，所以要多运动、少吃饭来控制体重。但实际上总能量消耗累加模型并没有精准的实验数据支持，因为以前我们没有办法准确测量人体的能量消耗值。

能量代谢的测量方法有很多，比如直接测热法、间接测热法、心率检测法、运动传感器法、自我报告法等，曾经间接测热法使用较为广泛。它的原理是通过一些装置，测量氧气消耗量以及二氧化碳产生量来计算能量消耗。经典的有道格拉斯袋（Douglas bag），但是这种装置使用较为繁琐。其他的设备还有人体能量代谢测试舱，其原理是用近似密闭的舱室来连续收集氧气和二氧化碳，以此来分析舱内两种气体含量的变化，从而计算能量消耗。不过，间接热量测试方法具体使用时有很多局限性，只有在安静时或者稳定状态运动时的测量才相对准确。

直到上世纪八九十年代，双标水方法（Doubly labelled water，DLW）的出现，使得准确测定能量消耗变为可能。双标水的原理是让测试者饮用含有稳定同位素氘（2H）和重氧（18O）的水，再通过分析尿液中标记物的峰度值变化，了解机体的能量代谢情况[1]。这种方法更简便也更加准确，是目前测量能量代谢的金标准。然而，正是由于这种精确的测量的出现，我们发现了一些“扎心”的事实。

运动多消耗多？

让我们从总能量消耗的两个方面分别看看这些颠覆三观的卡路里燃烧的冷知识。首先是体力活动方面，运动越多就真的会消耗更多能量吗？

2012年，美国进化人类学家庞泽（Herman Pontzer）和他的团队调查了坦桑尼亚平原上哈德扎人的运动能量消耗。这是一个以狩猎采集为生的部落，保持了万年前的生活方式，男人每天平均步行10公里狩猎，女人则每天四处挖野菜和采摘浆果。按照我们的理解，他们每天消耗的能量肯定比坐办公室的白领高多了，然而研究结果却让人非常惊讶：哈德扎人每天消耗的热量仅比那些整天坐在办公室里的人多一点点[2]。

另一位芝加哥洛约拉大学教授劳拉·杜加斯（Lara Dugas）和她的团队对来自美国、加纳、牙买加、南非和塞舌尔的近2,000名居民进行了为期8天的活动监测，评估了他们的基本身体活动模式，并在随后的几年中跟踪了他们的体重。结果显示，一个人的运动量和体重之间没有明显的相关性；根据监测数据，每周进行150分钟中等强度锻炼的人甚至比运动量较少的人体重增加更多[3]。

起初，科学家们推测人们在运动后有一种“补偿心理”或“犒赏心理”，他们通过吃更多的东西来安慰自己，结果把运动中消耗的能量吃回来，所以体重没有下降，甚至还会上升。然而，这并不能解释哈德扎人的研究结果，即运动量和卡路里消耗并不成正比。

为了研究这种运动悖论，2016年上述两位科学家开始联手，对杜加斯教授之前研究人群中的300多人进行了更详细地观察。结果发现，刚开始的时候，那些运动的人每天消耗的热量比久坐不动的人多200卡路里，但很快，运动人群的能量消耗就稳定下来了，这意味着那些每天运动的人消耗的卡路里并不比那些一周只运动几次的人多。也就是说，当你达到一定的运动量时，你的身体会主动减少卡路里的消耗，并随着时间推移稳定下来，运动与能量消耗之间的关系似乎不成正比了。

为了进一步验证结果，他们研究了“世界上最长的长跑”——横穿美国赛（Race Across the USA），这是一场从太平洋沿岸加利福尼亚州到大西洋沿岸华盛顿的超级魔鬼项目赛跑，参赛者基本上需要在140天里每天跑个马拉松。研究发现，在比赛的第一周，参赛者总体耗能较高，每天平均约6200Kcal，之后逐步稳定下来，在比赛结束时下降到每天约4900Kcal。换句话说，参赛者每天的运动量是一样的，但是他们的身体消耗的能量却越来越少了。人体似乎开启了某种“节能”方式，通过降低身体其他地方消耗的能量来保持总的能量消耗在一个相对稳定的水平，这也就是总能量消耗限制（Constrained）模型[4]。

但为什么会出现这种状况呢？人体的能量消耗机制有着自己的“算法”，比我们想象的要复杂得多，但其核心逻辑是保证我们的“生存”，而不是减肥。如果运动消耗太多的能量，我们就会面临能量耗尽，影响健康甚至危及生命，而人体的“算法”本质上是优先保证基本的生存。

图1：总能量消耗累加（addtiive）模型和总能量消耗限制（Constrained）模型[4]

有趣的是，人类并不是唯一保持相同能量消耗的物种。科学家们发现，尽管动物园或实验室中人工饲养的野生灵长类动物（猴子、猿类和狐猴等）的活动水平相差很大，但它们的能量消耗是基本相同的[5]。中国科学家在圈养和野生大熊猫中也发现了类似的现象[6]。

不过，科学家还不清楚人体是通过何种机制来保证在运动量增加的情况下维持能量消耗水平不变。可能的一个解释是，身体会在运动量增加的时候，减少其他方面的能量消耗，比如细胞的修复等。所以，胖不是因为动得少而是因为吃得多！

“中年发福”：基础代谢不背锅

当然也会有人说自己吃得不多，但随着年龄的增长，体重还是不可控制的增加了，也就是所谓的 “中年发福”。这应该是总能量消耗中的另一个方面——基础能量的消耗出现了问题，是因为随着年龄的增加而基础代谢降低，能量消耗少了，自然更容易发胖。

然而事实真的是这样吗？新陈代谢表示“中年发福”的这个锅我不背。2021年8月24日，中国科学院深圳先进技术研究院、美国杜克大学、日本京都先端科学大学等100多个国际团队的研究人员在顶级学术期刊《科学》（Science）上在线发表了一项题为：“Daily energy expenditure through the human life course”的研究。研究团队分析了来自全球 29个国家和地区，年龄从一周大的婴儿到 95岁，共6600多人在日常生活中消耗的平均卡路里。

研究发现，人体总的能量消耗随着“去脂体重”（Fat-free body）的增加呈幂律增长。去脂体重是除脂肪以外身体其他成分的重量，肌肉是其中的主要部分。研究者们在利用数学方法进行调整后，排除了体型等差异，使年龄作为单一变量，汇总和分析了参与者的每日能量消耗，并根据代谢水平的变化将人的一生分为四个阶段：0-1岁，1-20岁，20-60岁和高于60岁。结果发现新生儿的能耗水平与成年人类似，从出生到1岁期间新陈代谢水平迅速攀升至成年时期的150%，过了1岁后新陈代谢会慢慢开始降低，到20岁趋于平静，并在20-60岁期间保持稳定，60岁后才开始再次缓慢下降，90岁之后新陈代谢能力下降到成年人的75%[7]。所以新陈代谢在中年远没有开始下降，中年油腻可能还是因为过多的食物摄入。

图2：能量消耗变化示意图（A：调整后的每日能量消耗B：调整后的基础代谢）

为了健康，动起来

那我们到底该怎么减肥？

事实上，“管住嘴、迈开腿”仍然是最好的办法。前文所述的研究结果都表明相对于运动来说，更少更合理的摄入才能更容易让你减肥成功。但我们就不用运动了吗？当然不是。

哈德扎人的体力活动大约是西方人的三倍，虽然总消耗差异不大，但他们的心脏很好，也并发现他们有糖尿病等疾病，非常健康地老去（当然由于生活条件和医疗卫生条件的原因，他们的平均寿命并没有比现代人更长，甚至更短）。锻炼会减少身体的炎症反应和生殖激素的水平。动物实验也表明，增加日常锻炼不会增加能量消耗，能提高心肺功能、提高免疫系统能力、改善大脑功能等等。所以，积极运动可以改善我们整体的健康、行动能力和大脑功能。许多研究显示，运动会降低患阿尔茨海默病等许多慢性疾病的风险，对健康的促进作用远远超过了它调节体重的能力。

根据《中国肥胖和预防控制蓝皮书》中的运动建议，每周应进行不少于150分钟的中等强度有氧运动，锻炼一下心肺功能，比如慢跑、游泳等等；同时进行不少于2次的抗阻运动，加强一下你骨骼肌肉，比如做做俯卧撑、或者拎一拎哑铃。研究显示，为期12周的运动干预过程中，抗阻运动和有氧运动联合的干预方式（每周5次，每次15分钟较低强度的抗阻运动+15分钟的中等强度有氧运动）效果最佳。庞泽教授也提出过提高我们的静息代谢率（Resting metabolic rate，RMR）的减肥方案。静息代谢率是人体在休息时维持身体所有机能所消耗的总热量比率，而这一方案也需要通过力量训练来增加身体的肌肉含量，从而提高静息代谢率。

关于许多人关心的中年发福问题，可能的原因有很多，例如压力、活动水平、疾病、生活习惯改变等等，所以不要再把代谢变慢当借口了。每当你多长一斤肉，请扪心自问：管住嘴了吗？

参考文献

[1] Wikipedia " Double labeled water" https://en.wikipedia.org/wiki/Doubly_labeled_water

[2] Pontz, H., et al., Hunter-Gatherer Energetics and Human Obesity, PLOS ONE, Vol. 7, No. 7, Article No. e40503.

[3] Luke, A., et al., Energy expenditure in adults living in developing compared with industrialized countries: a meta-analysis of doubly labeled water studies, Am J Clin Nutr. 2011 Feb; 93(2): 427–441.

[4] Pontzer H., et al., Constrained Total Energy Expenditure and Metabolic Adaptation to Physical Activity in Adult Humans, Curr Biol. 2016 Feb 8;26(3):410-7.

[5] Pontzer, H., Energy Expenditure in Humans and Other Primates: A New Synthesis, Annual Review of Anthropology, Vol. 44:169-187

[6] Nie Y, et al., ANIMAL PHYSIOLOGY. Exceptionally low daily energy expenditure in the bamboo-eating giant panda. Science. 2015 Jul 10;349(6244):171-4.

[7] Pontzer, H., et al., Daily energy expenditure through the human life course. Science. 2021 Aug 13;373(6556):808-812.

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关键词：能量消耗新陈代谢能量代谢