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我们也从未适应于体力活动很少的情况，但运动与肥胖之间的关系经常被误解，有时这种误解令人感到悲哀。如果你现在蹦起来，慢跑4公里，你会燃烧大约300大卡的热量，具体数值取决于你的体重。你可能认为这些额外消耗的热量会帮助你减肥，但是许多研究显示，中度至剧烈程度的运动只能引起体重中度下降（通常为1～2千克）。针对这种现象，有一种解释是：每周几次额外消耗300大卡热量，与身体的总代谢预算相比，是个相对较小的量，尤其是如果你已经超重的话。更重要的是，运动会刺激暂时抑制食欲的激素，但也会刺激让你感到饥饿的其他激素，如皮质醇。所以如果你一周跑16公里，要保持能量平衡的话，你需要额外吃进或喝进1 000大卡热量，大约相当于两三个松饼，只有在你能够克服这种自然冲动时，你的体重才会减轻。
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此外，有些类型的运动会使脂肪替代肌肉，导致体重没有净减少，尽管这是一种健康的情况。增加体力活动可能无法帮你轻易地减掉体重，但它确实能帮助你避免体重增加。体力活动的最重要机制之一是增加肌肉对胰岛素的敏感性，但并不会提升脂肪细胞对胰岛素的敏感度，从而导致你的肌肉摄取脂肪，而不是你的肚子。体力活动也会增加线粒体的数量，它们能燃烧脂肪和糖。这些和其他一些代谢的转变有助于解释为什么体力活动多的人能吃这么多，却不会产生什么明显的不良影响。
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最后一个环境因素几乎没有被研究过，那就是我们吃下去的食物不仅仅是给我们自己享用的。人体肠道内充满着数十亿微生物，它们能消化蛋白质、脂肪和碳水化合物，并提供酶来帮助身体吸收热量和营养素，它们甚至能合成维生素。跟我们每天观察到的植物和动物一样，肠道微生物也是我们所处环境的一部分，天然存在，至关重要。有切实的证据可以表明，饮食结构变化以及广谱抗生素的使用可能会改变人们体内的微生物群，从而导致肥胖。事实上，给工业化饲养的动物使用抗生素的原因之一就是促进体重增加。
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不管你如何看待，人类就是适应于存储大量的脂肪，但主要是皮下脂肪。从进化角度看待人体的新陈代谢，也有助于解释为什么超重的人想减轻体重非常困难。试想一下，超重或肥胖者的体重如果不再增加，那么他们就不是处于能量正平衡状态，而是跟骨瘦如柴的人一样，处于中性的能量平衡状态。如果他们开始节食或增加运动量，这就意味着他们摄入的热量少于消耗的，那么就会不可避免地变得又饿又累，而这又会激活他们体内的原始冲动：增加食量、减少运动。饥饿和嗜睡是古代的适应机制。
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在人类的进化史上，恐怕没有什么时候是适应于无视或克服饥饿的。但这并不意味着我们适应于过度肥胖。正如我们接下来将看到的，有些人即使超重也很健康，但肥胖则与2型糖尿病、心血管疾病和生殖系统癌症等代谢性疾病有关，尤其是内脏脂肪过多。为什么呢？而我们采用的治疗这些疾病症状的方法，在有些时候又是如何促进不良进化的呢？
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糖是“毒药”吗
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我的祖母患2型糖尿病几十年了，她认为糖是一种毒药，毒性跟颠茄一样强。为了让我和弟弟明白糖的危险性，她一直把一碗糖放在厨房桌子上作为诱饵，只要我们敢用这个糖来给我们的茶或早餐麦片增加点甜味，她就会骂我们。我祖母的态度有一定的道理，因为血液中糖分太多对全身各处组织都是有毒性的。但童年时代的我并没有理会祖母的警告。我认识的其他人，包括我的祖辈中的其他人，都会食用大量的糖，并且他们中间没有人患糖尿病。
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糖尿病实际上是一组疾病，其特点都是无法产生足够的胰岛素。1型糖尿病主要发生在儿童身上，是因免疫系统破坏了胰腺中产生胰岛素的细胞。妊娠期糖尿病会在怀孕期间偶尔发生，是由于孕妇体内的胰腺产生的胰岛素太少，从而使得孕妇和胎儿处于危险的长期高血糖状态。我祖母患的是第三种，也是最常见的类型，2型糖尿病，又叫成年发病型糖尿病，这也是我们讨论的重点，因为它是一种在过去较为罕见的失配性疾病，与代谢综合征有关，而现在它却是世界上患病人数增长最快的疾病之一。从1975年到2005年，全世界2型糖尿病的发病率提升了6倍多，速度也在不断加快，不仅在发达国家，在发展中国家也是如此。我的祖母认为2型糖尿病是由太多糖引起的，这可以说是部分正确的，但这种疾病还有其他病因，如内脏脂肪过多和体力活动太少。
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从根本上说，当脂肪、肌肉和肝细胞对胰岛素的敏感性下降时，2型糖尿病就开始了。这种敏感性的下降被称为胰岛素抵抗，这会触发一个危险的反馈回路。通常情况下，在饱餐一顿之后，人体内的血糖水平会上升，导致胰腺分泌胰岛素，后者指挥肝脏、脂肪和肌肉细胞从血液中吸收葡萄糖。但如果这些细胞不能对胰岛素作出适当反应，那么血糖水平将持续保持高位。如果吃得多的话，还有可能继续上升，这会刺激胰腺产生更多的胰岛素进行代偿。高血糖给2型糖尿病患者带来的症状包括经常需要小便、极度口渴、视力模糊、心悸和其他问题。
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在疾病的早期阶段，饮食和运动可以逆转或阻止其进展，但如果反馈回路持续时间较长，那么胰岛素抵抗在全身各处都会加剧，合成胰岛素的胰腺细胞会因工作负担过重而变得疲惫不堪。最终，胰腺细胞就会停止运作，所以晚期2型糖尿病患者需要定期注射胰岛素以保证血糖水平得到控制，避免心脏病、肾衰竭、失明、肢体感觉丧失、神经退行和其他一些可怕的并发症。在许多国家，糖尿病在死亡和伤残等致病致死原因中排名前列，并且治疗费用相当高昂。
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由于2型糖尿病造成的病痛，所以这是一种令人痛苦的疾病；它又是一种令人沮丧的疾病，因为这种病大多可以避免，且在过去很少见，现在却因生活富足变得几乎不可避免，这可谓流行病学转变的一种附加产物（关于这种转变的讨论见第8章）。事实上，我们已经知道如何预防大多数病例，甚至知道如何在其早期阶段治愈这些疾病。在寻找治疗方法的过程中，许多医学科学家着眼于如何帮助糖尿病患者应付其病症，以及探索有些人患糖尿病而有些人得以避免的原因。这些都是关键性问题，但是在如何预防糖尿病，让它一开始就不要发生这方面，有关的严肃思考却比较少。而进化视角能给这一问题带来什么启示呢？
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为了评估这些问题，我们先来了解一下引起胰岛素抵抗这一2型糖尿病的基因和环境因素之间的相互作用方式。正如我们多次讨论过的，当身体消化吃下的食物时，血糖水平会上升并给细胞提供燃烧所需的燃料。为了让葡萄糖从血液进入每个细胞，需要有一种特殊的蛋白质来运送葡萄糖穿过细胞外膜，这种蛋白质被称为葡萄糖转运蛋白，几乎存在于身体的每一个细胞中。肝脏和胰腺细胞中的葡萄糖转运蛋白是被动的，只是让葡萄糖自由流入，就像小颗粒通过筛子一样。而脂肪和肌肉细胞中的葡萄糖转运蛋白在胰岛素未与其附近的受体结合的情况下，不会让任何葡萄糖分子进入细胞。
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如图9-1所示，当一个胰岛素分子与这些受体的其中一个结合时，细胞内会发生一系列级联反应，导致葡萄糖转运蛋白允许血液中的糖进入细胞。葡萄糖分子进入细胞后，会迅速燃烧或转化为糖原或脂肪，这一过程也由胰岛素引导。概括地说，在正常条件下，脂肪、肝脏和肌肉细胞中只要有胰岛素存在就会摄取糖，尤其是在餐后。
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胰岛素抵抗可发生于许多不同种类的细胞中，包括肌肉、脂肪和肝脏细胞，甚至是脑部细胞。虽然胰岛素抵抗的确切原因尚未完全清楚，但是肌肉、脂肪和肝细胞的胰岛素抵抗与过多内脏脂肪中的高甘油三酯水平密切相关。最值得注意的是，内脏脂肪多的人，尤其是有脂肪肝的人，以及采用容易导致血液中甘油三酯水平升高饮食的人，他们发生胰岛素抵抗的风险显著较高。在实际意义上，苹果形身材的人大多把脂肪存储在腹部，患糖尿病的风险往往要高于梨形身材的人，后者大多是将脂肪存储在臀部或大腿。
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事实上，有些发生胰岛素抵抗的人表面上并不胖，他们的体重指数是正常的，但他们确实有脂肪肝。如我们已经看到的，对脂肪肝和其他形式的内脏脂肪贡献最大的，是含有大量可迅速消化的葡萄糖和果糖的食物，这些糖通常来自高果糖玉米糖浆或蔗糖。在这方面，含有大量果糖却不含纤维的碳酸饮料、汽水、果汁和其他含糖食物尤其危险，因为肝脏容易将大部分果糖转化为甘油三酯，后者会在肝脏中堆积，还会被直接排入血液。低不饱和脂肪酸饮食和缺乏体力活动对内脏脂肪，以及随之发生的胰岛素抵抗也有贡献。
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图9-1 胰岛素对细胞摄取葡萄糖的影响机制
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肌肉、脂肪和其他细胞类型中含有胰岛素受体，后者位于细胞表面的葡萄糖转运蛋白附近。通常情况下，血液中的胰岛素与胰岛素受体结合，然后后者传递信号给葡萄糖转运蛋白用以摄取葡萄糖。在胰岛素抵抗发生时（如图右侧所示），胰岛素受体变得不敏感，会阻止葡萄糖转运蛋白摄取葡萄糖，导致血糖水平升高。
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认识到过量内脏脂肪会引起胰岛素抵抗，后者又是2型糖尿病的发病基础，就可以理解为什么这种失配性疾病几乎是完全可以预防的，以及为什么一些相互关联的因素会导致有些人患这种疾病，而另一些人不会。我们无法控制这些因素中的其中两个：基因和出生前的环境。但我们对另两个因素能够有一定程度的控制，这两个因素对于决定身体的能量平衡来说也更为重要：饮食和运动。
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事实上，一些研究显示，减肥和剧烈运动有时甚至可以逆转这种疾病，至少在其早期阶段可以。在一项极端的研究中，11位糖尿病患者接受了令人煎熬的超低热量饮食，每天只摄入600大卡，持续8周。600大卡的热量摄入是一种极端的饮食，对大多数人而言都是一个挑战，这相当于一天吃两份金枪鱼三明治。然而，两个月后，这些被严格限制饮食的糖尿病患者的体重平均减轻了13千克，减掉的主要是内脏脂肪，他们的胰腺可生成的胰岛素增加了一倍，并且他们体内的胰岛素敏感性恢复到了接近正常水平。
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剧烈的体力活动也会对病情起到很强的逆转作用，因为体力活动可使身体产生一些激素，如胰高糖素、皮质醇等，这些激素可引起肝脏、肌肉、脂肪细胞释放能量。在运动状态下，这些激素能暂时抑制胰岛素的作用，在每次运动后，它们能增强这些细胞对胰岛素的敏感性，时间长达16小时。让胰岛素抵抗水平高的肥胖青少年进行中度运动：每天30分钟，一周4次，持续12周，他们的胰岛素抵抗会下降到接近正常水平。简单地说，增加体力活动量、减少内脏脂肪含量，可以逆转早期2型糖尿病。在一项效果显著的研究中，10位患2型糖尿病的中年超重澳大利亚原住民被要求回归狩猎采集的生活方式。7周后，这种饮食和运动结合的生活方式几乎完全逆转了这种疾病。
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饮食和运动干预对2型糖尿病患者的长期影响还需要更多的研究，但这些研究和其他一些研究也带来了疑问，为什么我们不能成功地遵循强体力活动和改善饮食的医嘱来预防这些疾病的发生和发展呢？当然，最大的问题是我们所创造的环境。工业化使最便宜和最丰富、低纤维含量而富含简单碳水化合物和糖的食物被大量生产出来，尤其是高果糖玉米糖浆。所有这些都会促进肥胖，尤其是内脏肥胖，从而引发胰岛素抵抗。罗伯特·勒斯蒂格（Robert Lustig）和他的同事发现，在对肥胖、体力活动和酒精摄入等因素进行校正后，每天从糖中摄入的热量增加150大卡，2型糖尿病患病率就会升高1.1%。汽车、电梯以及其他机械设备降低了体力活动水平，使问题变得更加复杂。别说是患上2型糖尿病，只要一旦变得超重或肥胖，再想改变饮食和运动习惯就已经非常费力费钱费时了。
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而一个次要的问题可能是我们治疗这种疾病的方法。很多医生要到患者生病以后才会看到他们，此时，除了广泛认可的合理的治疗方法以外，并没有其他选择。首先，医生鼓励患者增加体力活动并减少热量摄入，尤其是避免摄入太多的糖、淀粉和脂肪。同时，大多数医生也会开药使病人能够应对2型糖尿病的症状。一些流行的抗糖尿病药物能改善脂肪和肝细胞的胰岛素敏感性，另一些药物能提高胰腺细胞合成胰岛素的能力，还有些药物能阻断肠道对葡萄糖的吸收。虽然这些药物可以持续在多年内控制2型糖尿病的症状，但其中许多药也伴随着不良副作用，并且只是部分有效。一项在3 000多人中进行的大型研究将最流行的药物二甲双胍的效果与生活方式干预进行了比较，研究结果发现，改变饮食和运动的效果几乎是二甲双胍的两倍，并且作用效果更持久。
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从这个角度看，2型糖尿病是一种进化不良。因为我们没有预防其原因，所以这种疾病的患病率在一代代升高。首先，也是最重要的，这种疾病是一种失配性疾病。随着长期能量盈余经年累月促成肥胖，尤其是内脏肥胖，和胰岛素抵抗，这种疾病在短期内变得越发常见。虽然良好的旧式饮食和体力活动仍是迄今为止防治2型糖尿病的最佳办法，但有太多的人是在等到疾病症状出现后才开始行动的。
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