還想捱餓減肥?看完史上唯一饑荒實驗後,才知道長期節食有多傷身

在卡路里過剩的時代,減肥是許多人的口頭禪。不過,長期節食對人的大腦和身體有什麼短期和長期影響?76年前的一個史無前例的饑荒實驗給出了殘酷的答案。

你可能不知道,二戰中死於饑荒的人數和戰死的軍人數量不相上下。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2千萬人死於飢餓。

二戰期間,荷蘭因為納粹的控制而實行了口糧配給制,每人每天的能量攝入只有400卡路里,僅為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飢餓。平民不僅開始吃寵物、皮帶和書,甚至開始吃人。

為了為歐亞戰後紓困和重建做準備,盟軍迫切需要營養學的指導。但是,當時和饑荒相關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,大多是稱稱體重,測一測尿裡的氮含量,大家並不知道飢餓對身心的更具體的影響,也不知道什麼樣的方案才能恢復患者的健康。

為了尋找答案,美國政府找到了在生理學界小有名氣,並曾經為美軍設計了行軍盒飯K-口糧(K-ration)的明尼蘇達大學的生理學家 Ancel Keys。

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1941年Keys為美軍設計的K-口糧早飯

在美國軍方的資助下,1944年11月 Ancel Keys 開始做一個現在沒有科研機構敢做的實驗:嚴格控制36個健康年輕人的卡路里攝入,讓他們經歷6個月的饑荒。

而因為這個研究是在明尼蘇達大學的足球場做的,它後來被稱為明尼蘇達饑荒實驗(Minnesota Starvation Experiment)。這是人類首次用科學的方法研究長期節食對人體的影響。

一年後,32個參與者離開了明尼蘇達大學,他們的經歷永遠改變了世界,也改變了他們自己。

前無古人的饑荒實驗

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明尼蘇達饑荒實驗的招募廣告:你願不願意為了這些孩子能吃上飯而捱餓?

在招募志願者的時候,Keys 發出警告:實驗可能會對健康有嚴重的影響,也沒有補貼,但是依然有400多個人報名。

Keys 從中選了36個精神和體能都極為健全的年輕人,他認為這樣才能保證這些人不會因為節食而倒下。

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明尼蘇達饑荒實驗參與者留影

在實驗前,所有36個人都未曾經歷饑荒,也從未節食。這36人大多是20歲出頭的熱血漢子,最年長的也不過33歲。他們的智商均值為130,超過普通人(人群IQ均值為100),等同於哥倫比亞大學統計學研究生的腦力。

Keys 設計了一個被試內設計的實驗,先給參與者3個月的控制期,然後再讓他們吃嚴格的減肥食譜,最後再讓他們逐漸恢復飲食。

在3個月的控制期內,每個人每天的攝入大約3200千卡路里的食物,超重或體重不足的人的飲食會相應地調整。

參與者只能在大學食堂裡吃分量和內容被嚴格規定的食物,而且一定要在研究者眼皮底下吃完。他們的食譜和普通西餐差不多,比如牛排、羊肉、蔬菜沙拉、冰淇淋什麼的。

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接下來就是節食期

1945年2月12日,這些人開始為期6個月的節食。Keys 的目標是透過飲食把這些小夥子的體重減少25%。

為了達到這個目標,他把每人每天攝入的能量控制在1570千卡路里左右,每天只能吃2頓。從現在的標準看,每天1570千卡路里的能量攝入是普通男性每日攝入(約2500千卡)的六成。研究者會根據每個人每天的體重調整他們的飲食,使其體重符合預期的曲線。

而節食食譜也是相當單調,幾乎還原了戰爭時期歐洲平民的生存狀態:捲心菜、土豆、豆子湯、通心粉和乳酪,飲食主要由碳水化合物構成的,蛋白質含量比較少。

為了模擬真實的日常生活的能量消耗,在整個實驗期間他們每週要在跑步機上散步35千米,從事15小時和學習有關的活動,比如在大學聽課。其他時間,他們可以在校園裡自由活動,看電影或者找點事做。

在實驗期間,Keys 對他們進行了極為細緻的檢查,智商、性格(用的是明尼蘇達多項人格測驗)、心臟大小、血容量,聽力視力,體脂率,甚至精子數量都被詳細記錄下來。他們每天還被要求記日記,寫下自己的內心感受。

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研究人員正在測量參與者的生理指標

1950年,Keys 把這項研究整理成了2冊出版,書名為 The Biology of Human Starvation。這個研究使他在生理學界聲名鵲起。而明尼蘇達飢餓實驗的重要結論也被美軍制作成了小冊子,在戰後的歐亞分發。

可以說,到目前為止這是饑荒研究史上最為細緻的案例。現在要想複製這個研究的話,不論從規模還是倫理上來看都不太可能。

我們一起來看看這個研究得到的一些重要結論。

餓到心臟縮水

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在節食期,研究人員對參與者的體能和腦力進行測量

在節食開始前,所有36人的體重都在正常範圍內,平均是69千克,身高體重指數BMI(體重除以身高的平方)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看起來瘦骨嶙峋,身體稜角分明,非常可怕。

節食期結束後,他們的BMI均值為16。4,有人甚至只有14。9。要知道根據世界衛生組織的建議,BMI在18。5以下屬於體重過輕,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(什麼都不做的情況下身體消耗的能量)也下降了。比如,這些人的心率顯著下降,從每分鐘55掉到35下。為了儲存能量,他們的便便次數也降低到了每週一次。血容量下降了10%,心臟也縮水了。

節食帶來的另一個可怕的影響,就是他們眼球中的血管收縮,這導致他們的眼球變白。根據 Keys 的描述,他們的眼睛在節食末期看起來亮白得不自然,像是瓷器做的。

其中一些人面板還變得粗糙,常感到眩暈耳鳴,身體不協調,還會發冷。而因為臀部缺乏脂肪,他們也無法久坐。

節食對身體造成的另一個顯而易見的後果就是體能衰退。從後襬腿測力計測得的數值來看,他們的力量減少了21%。這些人也抱怨感到衰老無力。

Keys 認為,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不良的結果。

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節食的實驗參與者

Keys 還發現了一個節食帶來的有趣現象。

在這個研究之前,民間有一種說法,那就是飢餓的人的感官會變得敏銳。為了驗證這種說法是否科學,Keys 也測量了他們的聽力和視力。

和傳言相反,Keys 發現飢餓對視力沒有影響,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,在進入節食期短短几周後,這些人的注意力、學習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人都同意這個結論。其中12人還表示,他們在節食期間對智力活動的需求降低了,也就是說他們不再那麼愛學習了。

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實驗參與者在曬太陽

好奇心的減弱伴隨著抑鬱的爆發。節食幾周後,36個參與者很快陷入了抑鬱。他們在日記裡記錄下兩餐之間的時間是多麼難熬,他們感覺多麼無力疲勞。

Keys 記錄道,在實驗前,這些小夥子都有強硬的政治觀點,但是進入節食階段後,他們關心的話題就剩下了食物,世界局勢對他們來說變成了身外之事。

在控制期,他們中的一些人還會社交和戀愛,但隨著節食的深入,他們變得社恐孤僻,不願意和別人互動,戀愛的衝動似乎也成了上輩子的事有,溫飽思淫慾看來沒有說錯。

一些參與者開始收藏烹飪書,每天晚上挑燈夜讀,彷彿這樣可以畫餅充飢。他們的夢境也統一更換成了食物相關的主題。在白天,他們因為腦子裡想著吃的而無法專心做事,甚至連聽到笑話也笑不出來。

一天的兩頓飯變成了高光時刻。為了讓食物看起來分量更足,他們常常會兌水,舔盤也是常規操作。

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晚餐時,參與者在舔盤

雖然被招募時這36人被認為有堅強的意志,但節食真正開始後,有兩人出現了嚴重的精神問題,被送到了大學醫院的精神科。

其中一個叫做 Samuel Legg 的參與者用斧頭砍掉了自己的手指。另一個叫做 Franklin Watkins 的24歲小夥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,以及另外兩個疑似作弊者的資料剔除。

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後來因為精神異常而退出實驗的 Sam Legg 在節食前和節食中的樣子

Keys 還發現,雖然在常人眼中這些人已經瘦到皮包骨頭,但是他們並不覺得自己體重過低,相反還認為別人都太胖了。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周的恢復期,Keys 開始慢慢增加他們的每日攝入能量,並觀察他們的變化。

除去離開的4人,32個參與者被分成了4組,每組採用不同的營養補充方式,每天分別比節食期增加400、800、1200和1600千卡路里攝入。

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實驗參與者Dan Miller 在節食期(左)和恢復期(右)的體型

幾周後 Keys 發現,每天增加400千卡路里的那個組的組員身體根本沒有恢復,而他們的抑鬱情緒的持續時間也最長。一番考慮後,他為所有4個組又增加了每天800千卡路里的能量。

這樣一波操作後,大家看起來才有了元氣。因此 Keys 總結道,對於經歷過饑荒的人,每人每天需要4000千卡路里才能恢復健康。

但是細究的話,這種“康復”實際上是病態的。

首先,在3個月的恢復期結束後,32人中沒有任何一人的體重恢復到控制期的水平,他們的平均BMI只有18。4,依舊體重過輕。

更令人意想不到的是,這些“瘦子”恢復的體重大多是脂肪,他們身體的脂肪含量是控制期的1。4倍。這可是真的“越減越肥”。

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相對於控制期體重(黑點)和身體脂肪數量(白點)的變化(%),C代表控制期,S代表節食期,R代表恢復期,數字代表周。

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。

雖然已經恢復了飲食上的“自由”,而在接下來的幾個月裡,這些人依舊感到飢腸轆轆。Keys 對其中12個人進行了8周的追蹤,他發現這一打人每天吃超過5000千卡路里的食物;有人甚至一天饕餮了11500千卡,相當於吃了5人份的食物。

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而在實驗結束後的第10周(也就是圖片中的第58周),其中8人的體脂量依舊超過控制期,其他人因為沒有繼續參加後續研究而沒有留下資料。

實驗結束後,Keys 本以為他們會很快回歸正常生活,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這個饑荒實驗,但和實驗前的體重相比,回訪的18人回憶,他們在實驗結束的10周後平均增重10千克,許多人在接下來的半年到5年裡一直在和不正常的飲食習慣作鬥爭。

這就是長期節食的真相