在卡路裏過剩的時代,減肥是許多人的口頭禪。不過,長期節食對人的大腦和身體(ti) 有什麽(me) 短期和長期影響?75年前的一個(ge) 史無前例的饑荒實驗給出了殘酷的答案。
你可能不知道,二戰中死於(yu) 饑荒的人數和戰死的軍(jun) 人數量不相上下。根據都柏林大學學院經濟學家 Cormac Ó Gráda 的估計,在二戰中至少有2千萬(wan) 人死於(yu) 饑餓。二戰期間,荷蘭(lan) 因為(wei) 納粹的控製而實行了口糧配給製,每人每天的能量攝入隻有400卡路裏,僅(jin) 為(wei) 現代人的五分之一不到。而在列寧格勒圍城戰期間,每天有近一千人死於(yu) 饑餓。平民不僅(jin) 開始吃寵物、皮帶和書(shu) ,甚至開始吃人。為(wei) 了為(wei) 歐亞(ya) 戰後紓困和重建做準備,盟軍(jun) 迫切需要營養(yang) 學的指導。但是,當時和饑荒相關(guan) 的科學研究少得可憐。雖然19世紀時就有科學家開始研究斷食,不過那時候的研究手段比較原始,大多是稱稱體(ti) 重,測一測尿裏的氮含量,大家並不知道饑餓對身心的更具體(ti) 的影響,也不知道什麽(me) 樣的方案才能恢複患者的健康。為(wei) 了尋找答案,美國政府找到了在生理學界小有名氣,並曾經為(wei) 美軍(jun) 設計了行軍(jun) 盒飯K-口糧(K-ration)的明尼蘇達大學的生理學家 Ancel Keys。
1941年Keys為(wei) 美軍(jun) 設計的K-口糧早飯,圖片來源 wikipedia
在美國軍(jun) 方的資助下,1944年11月 Ancel Keys 開始做一個(ge) 現在沒有科研機構敢做的實驗:嚴(yan) 格控製36個(ge) 健康年輕人的卡路裏攝入,讓他們(men) 經曆6個(ge) 月的饑荒。而因為(wei) 這個(ge) 研究是在明尼蘇達大學的足球場做的,它後來被稱為(wei) 明尼蘇達饑荒實驗(Minnesota Starvation Experiment)。這是人類首次用科學的方法研究長期節食對人體(ti) 的影響。
一年後,32個(ge) 參與(yu) 者離開了明尼蘇達大學,他們(men) 的經曆永遠改變了世界,也改變了他們(men) 自己。前無古人的饑荒實驗
明尼蘇達饑荒實驗的招募廣告:你願不願意為(wei) 了這些孩子能吃上飯而挨餓? 圖片來源 Mad Science Museum
在招募誌願者的時候,Keys 發出警告:實驗可能會(hui) 對健康有嚴(yan) 重的影響,也沒有補貼,但是依然有400多個(ge) 人報名。
Keys 從(cong) 中選了36個(ge) 精神和體(ti) 能都極為(wei) 健全的年輕人,他認為(wei) 這樣才能保證這些人不會(hui) 因為(wei) 節食而倒下。
明尼蘇達饑荒實驗參與(yu) 者留影,圖片來源 Mad Science Museum
在實驗前,所有36個(ge) 人都未曾經曆饑荒,也從(cong) 未節食。這36人大多是20歲出頭的熱血漢子,最年長的也不過33歲。他們(men) 的智商均值為(wei) 130,超過普通人(人群IQ均值為(wei) 100),等同於(yu) 哥倫(lun) 比亞(ya) 大學統計學研究生的腦力。
Keys 設計了一個(ge) 被試內(nei) 設計的實驗,先給參與(yu) 者3個(ge) 月的控製期,然後再讓他們(men) 吃嚴(yan) 格的減肥食譜,最後再讓他們(men) 逐漸恢複飲食。
在3個(ge) 月的控製期內(nei) ,每個(ge) 人每天的攝入大約3200千卡路裏的食物,超重或體(ti) 重不足的人的飲食會(hui) 相應地調整。
參與(yu) 者隻能在大學食堂裏吃分量和內(nei) 容被嚴(yan) 格規定的食物,而且一定要在研究者眼皮底下吃完。他們(men) 的食譜和普通西餐差不多,比如牛排、羊肉、蔬菜沙拉、冰淇淩什麽(me) 的。
接下來就是節食期。
1945年2月12日,這些人開始為(wei) 期6個(ge) 月的節食。Keys 的目標是通過飲食把這些小夥(huo) 子的體(ti) 重減少25%。
為(wei) 了達到這個(ge) 目標,他把每人每天攝入的能量控製在1570千卡路裏左右,每天隻能吃2頓。從(cong) 現在的標準看,每天1570千卡路裏的能量攝入是普通男性每日攝入(約2500千卡)的六成。研究者會(hui) 根據每個(ge) 人每天的體(ti) 重調整他們(men) 的飲食,使其體(ti) 重符合預期的曲線。
而節食食譜也是相當單調,幾乎還原了戰爭(zheng) 時期歐洲平民的生存狀態:卷心菜、土豆、豆子湯、通心粉和奶酪,飲食主要是由碳水化合物構成的,蛋白質含量比較少。
為(wei) 了模擬真實的日常生活的能量消耗,在整個(ge) 實驗期間他們(men) 每周要在跑步機上散步35千米,從(cong) 事15小時和學習(xi) 有關(guan) 的活動,比如在大學聽課。其他時間,他們(men) 可以在校園裏自由活動,看電影或者找點事做。
在實驗期間,Keys 對他們(men) 進行了極為(wei) 細致的檢查,智商、性格(用的是明尼蘇達多項人格測驗)、心髒大小、血容量、聽力視力、體(ti) 脂率,甚至精子數量都被詳細記錄下來。他們(men) 每天還被要求記日記,寫(xie) 下自己的內(nei) 心感受。
研究人員正在測量參與(yu) 者的生理指標,圖片來源 Mad Science Museum1950年,Keys 把這項研究整理成了2冊(ce) 出版,書(shu) 名為(wei) The Biology of Human Starvation。這個(ge) 研究使他在生理學界聲名鵲起。而明尼蘇達饑餓實驗的重要結論也被美軍(jun) 製作成了小冊(ce) 子,在戰後的歐亞(ya) 分發。
可以說,到目前為(wei) 止這是饑荒研究史上最為(wei) 細致的案例。現在要想複製這個(ge) 研究的話,不論從(cong) 規模還是倫(lun) 理上來看都不太可能。
我們(men) 一起來看看這個(ge) 研究得到的一些重要結論。
餓到心髒縮水
在節食期,研究人員對參與(yu) 者的體(ti) 能和腦力進行測量,圖片來源 Mad Science Museum
在節食開始前,所有36人的體(ti) 重都在正常範圍內(nei) ,平均是69千克,身高體(ti) 重指數BMI(體(ti) 重除以身高的平方)在18.4-25.4之間,平均是21.9,不胖不瘦。 而節食開始後,本來身材勻稱的他們(men) 看起來瘦骨嶙峋,身體(ti) 棱角分明,非常可怕。
節食期結束後,他們(men) 的BMI均值為(wei) 16.4,有人甚至隻有14.9。要知道根據世界衛生組織的建議,BMI在18.5以下屬於(yu) 體(ti) 重過輕,和患有神經性厭食症的人的BMI差不多。
和後來許多研究的結果一致,這些人的基礎代謝率(什麽(me) 都不做的情況下身體(ti) 消耗的能量)也下降了。比如,這些人的心率顯著下降,從(cong) 每分鍾55掉到35下。為(wei) 了保存能量,他們(men) 的便便次數也降低到了每周一次。血容量下降了10%,心髒也縮水了。
節食帶來的另一個(ge) 可怕的影響,就是他們(men) 眼球中的血管收縮,這導致他們(men) 的眼球變白。根據 Keys 的描述,他們(men) 的眼睛在節食末期看起來亮白得不自然,像是瓷器做的。
其中一些人皮膚還變得粗糙,常感到眩暈耳鳴,身體(ti) 不協調,還會(hui) 發冷。而因為(wei) 臀部缺乏脂肪,他們(men) 也無法久坐。
節食對身體(ti) 造成的另一個(ge) 顯而易見的後果就是體(ti) 能衰退。從(cong) 後擺腿測力計測得的數值來看,他們(men) 的力量減少了21%。這些人也抱怨感到衰老無力。Keys 認為(wei) ,這些人的生理狀態和患有飲食障礙的人十分相似,他進而提出,一些心理障礙可能是營養(yang) 不良的結果。
挨餓的實驗參與(yu) 者,圖片來源 Mad Science Museum
Keys 還發現了一個(ge) 節食帶來的有趣現象。
在這個(ge) 研究之前,民間有一種說法,那就是饑餓的人的感官會(hui) 變得敏銳。為(wei) 了驗證這種說法是否科學,Keys 也測量了他們(men) 的聽力和視力。 和傳(chuan) 言相反,Keys 發現饑餓對視力沒有影響,但是卻奇怪地提高了聽力,尤其是對低頻聲音的敏感度。Keys 對此的解釋是,由於(yu) 耳部組織萎縮,耳道變大,耳屎變少,因此聽力有所提升。
餓著,笨著
喬(qiao) 布斯有句名言:Stay hungry, stay foolish,他的本意是鼓勵大家求知若渴。但是放到明尼蘇達饑荒實驗的語境中,這句話就有了別樣的理解:餓著的人的學習(xi) 能力反而衰退了。
節食對這些人認知能力的打擊讓 Keys 感到錯愕。Keys 發現,在進入節食期短短幾周後,這些人的注意力、學習(xi) 效率和判斷力都下降了。在2003年的斯坦福大學的精神病學家 Regina C Casper 和同事的回訪研究中,所有18人都同意這個(ge) 結論。其中12人還表示,他們(men) 在節食期間對智力活動的需求降低了,也就是說他們(men) 不再那麽(me) 愛學習(xi) 了。
實驗參與(yu) 者在曬太陽,圖片來源 Mad Science Museum
好奇心的減弱伴隨著抑鬱的爆發。節食幾周後,36個(ge) 參與(yu) 者很快陷入了抑鬱。他們(men) 在日記裏記錄下兩(liang) 餐之間的時間是多麽(me) 難熬,他們(men) 感覺多麽(me) 無力疲勞。
Keys 記錄道,在實驗前,這些小夥(huo) 子都有強硬的政治觀點,但是進入節食階段後,他們(men) 關(guan) 心的話題就剩下了食物,世界局勢對他們(men) 來說變成了身外之事。
在控製期,他們(men) 中的一些人還會(hui) 社交和戀愛,但隨著節食的深入,他們(men) 變得社恐孤僻,不願意和別人互動,戀愛的衝(chong) 動似乎也成了上輩子的事,溫飽思淫欲看來沒有說錯。
一些參與(yu) 者開始收藏烹飪書(shu) ,每天晚上挑燈夜讀,仿佛這樣可以畫餅充饑。他們(men) 的夢境也統一更換成了食物相關(guan) 的主題。在白天,他們(men) 因為(wei) 腦子裏想著吃的而無法專(zhuan) 心做事,甚至連聽到笑話也笑不出來。
一天的兩(liang) 頓飯變成了高光時刻。為(wei) 了讓食物看起來份量更足,他們(men) 常常會(hui) 兌(dui) 水,舔盤也是常規操作。
晚餐時,參與(yu) 者在舔盤,圖片來源 Mad Science Museum
雖然被招募時這36人被認為(wei) 有堅強的意誌,但節食真正開始後,有兩(liang) 人出現了嚴(yan) 重的精神問題,被送到了大學醫院的精神科。
其中一個(ge) 叫做 Samuel Legg 的參與(yu) 者用斧頭砍掉了自己的手指。另一個(ge) 叫做 Franklin Watkins 的24歲小夥(huo) 餓到開始做吃人的夢,而他也在自由活動時間瘋狂作弊,跑到鎮上偷吃冰淇淋和奶昔,甚至威脅要殺掉 Keys。最後,Keys 不得不把他倆(lia) ,以及另外兩(liang) 個(ge) 疑似作弊者的數據剔除。後來因為(wei) 精神異常而退出實驗的 Sam Legg 在節食前和節食中的樣子,圖片來源 Mad Science MuseumKeys 還發現,雖然在常人眼中這些人已經瘦到皮包骨頭,但是他們(men) 並不覺得自己體(ti) 重過低,相反還認為(wei) 別人都太胖了。後來的研究者發現,這一點在厭食症患者身上普遍適用,厭食症患者並不覺得自己瘦削,反而覺得他人肥胖。
反彈的脂肪
糟糕的事還在後頭。
節食期過後進入了12周的恢複期,Keys 開始慢慢增加他們(men) 的每日攝入能量,並觀察他們(men) 的變化。
除去離開的4人,32個(ge) 參與(yu) 者被分成了4組,每組采用不同的營養(yang) 補充方式,每天分別比節食期增加400、800、1200和1600千卡路裏攝入。
實驗參與(yu) 者Dan Miller 在節食期(左)和恢複期(右)的體(ti) 型,圖片來源 Mad Science Museum
幾周後 Keys 發現,每天增加400千卡路裏的那個(ge) 組的組員身體(ti) 根本沒有恢複,而他們(men) 的抑鬱情緒的持續時間也最長。一番考慮後,他為(wei) 所有4個(ge) 組又增加了每天800千卡路裏的能量。 這樣一波操作後,大家看起來才有了元氣。因此 Keys 總結道,對於(yu) 經曆過饑荒的人,每人每天需要4000千卡路裏才能恢複健康。但是細究的話,這種“康複”實際上是病態的。
首先,在3個(ge) 月的恢複期結束後,32人中沒有任何一人的體(ti) 重恢複到控製期的水平,他們(men) 的平均BMI隻有18.4,依舊體(ti) 重過輕。
更令人意想不到的是,這些“瘦子”恢複的體(ti) 重大多是脂肪,他們(men) 身體(ti) 的脂肪含量是控製期的1.4倍。這可是真的“越減越肥”。相對於(yu) 控製期體(ti) 重(黑點)和身體(ti) 脂肪數量(白點)的變化(%),C代表控製期,S代表節食期,R代表恢複期,數字代表周,圖片來源 Keys et al. (1950)
1945年10月20日,到了離別的日子,大家可以放開肚皮隨便吃了。
雖然已經恢複了飲食上的“自由”,而在接下來的幾個(ge) 月裏,這些人依舊感到饑腸轆轆。Keys 對其中12個(ge) 人進行了8周的追蹤,他發現這一打人每天吃超過5000千卡路裏的食物;有人甚至一天饕餮了11500千卡路裏,相當於(yu) 吃了5人份的食物。
而在實驗結束後的第10周(也就是圖片中的第58周),其中8人的體(ti) 脂量依舊超過控製期,其他人因為(wei) 沒有繼續參加後續研究而沒有留下數據。
實驗結束後,Keys 本以為(wei) 他們(men) 會(hui) 很快回歸正常生活,但是他的預計錯了。
2003年,36人中還有19人還在世,同年斯坦福大學醫學院的精神病學家 Regina C Casper 、明尼蘇達大學的精神病學家 Elke Eckert 和同事對其中18人進行了回訪。根據訪談,其中一人出現了暴食症,有次因為(wei) 吃太多進了醫院,還差點死掉。
雖然這18條好漢都不後悔當初參與(yu) 這個(ge) 饑荒實驗,但和實驗前的體(ti) 重相比,回訪的18人回憶,他們(men) 在實驗結束的10周後平均增重10千克,許多人在接下來的半年到5年裏一直在和不正常的飲食習(xi) 慣作鬥爭(zheng) 。
這就是長期節食的真相。
懂了,食物可以增強意誌力,所以減肥的決(jue) 心要在吃完飯後下!
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