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你減的“肥”,都去哪兒了?
Ruben Meerman, Andrew J Brown 發(fā)表于  2014-12-19 20:29

最近,英國(guó)醫(yī)學(xué)期刊(BMJ)推出了圣誕節(jié)特刊。在特刊中,這個(gè)嚴(yán)肅的醫(yī)學(xué)期刊一反常態(tài),刊登了一系列充滿假日氛圍的輕松小品。這些文章用一本正經(jīng)的科學(xué)論文形式解讀了許多有(dou)趣(bi)的話題,本文就是其中之一。

狼醫(yī)生/譯)現(xiàn)在,人群中的超重和肥胖比例不斷飆升,減肥也成了經(jīng)久不衰的熱門話題。然而,人們對(duì)于減肥背后的代謝過(guò)程依然所知甚少。不少人認(rèn)為,脂肪會(huì)在減肥的過(guò)程中轉(zhuǎn)化成“熱量”,或是轉(zhuǎn)變成肌肉,那么我們今天就來(lái)談?wù)?,這些減掉的“肥”到底都去哪兒了吧。

在本文作者進(jìn)行的小調(diào)查中,很多人都答錯(cuò)了“減掉的脂肪會(huì)轉(zhuǎn)化成什么”的問(wèn)題。(正確答案為二氧化碳+水)圖片來(lái)自BMJ原文

我們希望丟掉的“重量”

人體攝入的多余的碳水化合物和蛋白質(zhì)都會(huì)被轉(zhuǎn)化為甘油三酯,并以“小油滴”的形式存儲(chǔ)在脂肪細(xì)胞當(dāng)中。而多余的脂肪除了水解和再酯化以外不需要經(jīng)過(guò)其他的轉(zhuǎn)化就能儲(chǔ)存起來(lái)。從生物學(xué)上講,人們盼望著減掉的“肥”,實(shí)際就是儲(chǔ)存在細(xì)胞中的這些甘油三酯。

通過(guò)脂肪酸組成的研究,我們可以推導(dǎo)出這些甘油三酯分子的平均化學(xué)式。在1960年赫希(Hirsch)等人發(fā)表分析數(shù)據(jù),并推出了一個(gè)“平均脂肪酸”的化學(xué)式——C17.4H33.1O2,把這個(gè)“平均分子”乘以三再加上甘油骨架的部分,再稍微簡(jiǎn)化一點(diǎn),就能得到便于計(jì)算的“平均甘油三酯”分子式——C55H104O6。脂肪氧化代謝的整個(gè)過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜,不過(guò)它也可以用如下方程式簡(jiǎn)單表示:

C55H104O6+78O2→55CO2+52H2O+能量

由此可以算出,如果要將10千克的脂肪完全氧化,需要吸入29千克的氧氣,并且會(huì)產(chǎn)生28千克二氧化碳和11千克的水。然而,這個(gè)式子無(wú)法體現(xiàn)“平均甘油三酯”分子中自帶的6個(gè)氧原子都去哪兒了,因此也無(wú)法判斷生成的二氧化碳和水中究竟有多少比例的重量來(lái)自被減掉的脂肪。

而這個(gè)謎題直到1949年才真正解開(kāi)。利夫森(Lifson)教授等人采用同位素示蹤的方式,發(fā)現(xiàn)了脂肪酸中那6個(gè)氧原子真正的宿命。他們?cè)谘趸倪^(guò)程中,會(huì)以2:1的比例分別生成二氧化碳和水。在知道了這個(gè)信息之后,我們就可以算出最終生成的二氧化碳和水中各“攜帶”了多少來(lái)自脂肪分子的質(zhì)量了(Da指分子量道爾頓):

CO2:(661 Da (C55) + 64 Da (O4)) / (861 Da (C55H104O6)) × 100 = 84%

H2O:(105 Da (H104) + 32 Da (O2)) / (861 Da (C55H104O6)) × 100 = 16%

計(jì)算結(jié)果就是,二氧化碳“攜帶”了脂肪分子84%的質(zhì)量,而水的部分“攜帶”了16%。所以可以說(shuō),我們減掉的體重大部分都轉(zhuǎn)化成二氧化碳了。我們知道二氧化碳主要是通過(guò)肺的呼吸功能呼出的,而水分主要是通過(guò)尿液、汗液及其他體液排泄的。所以,這部分重量主要是我們“呼”出去的,而不是“排”出去的。

從質(zhì)量上看,消耗掉的脂肪主要以二氧化碳的形式呼出。圖片來(lái)自原文

揭開(kāi)減肥的面紗

一個(gè)體重70千克的人,在靜息狀態(tài)下每分鐘大約要呼出200毫升二氧化碳。如此算來(lái),每一次呼吸大約要排出33毫克二氧化碳,而這其中有8.9毫克是碳原子的質(zhì)量。假設(shè)這個(gè)人在一天內(nèi)睡眠8小時(shí),保持靜息8小時(shí),并進(jìn)行輕體力活動(dòng)(代謝達(dá)到基礎(chǔ)代謝率的兩倍)8小時(shí)的話,他會(huì)呼出0.74千克的二氧化碳,也就是說(shuō)會(huì)有203克碳原子隨之丟失。而與此同時(shí),500克的蔗糖可以提供2000千卡的熱量,其中包含210克碳原子。

假設(shè)這個(gè)人每天拿出1小時(shí)休息時(shí)間來(lái)做體育鍛煉,把這時(shí)候的代謝率提高到基礎(chǔ)代謝率的7倍,那么他就可以比平時(shí)增加39克碳原子的消耗,使每日的“碳排放量”增加到240克,增加幅度約有20%。而一塊100克的瑪芬蛋糕就可以提供一個(gè)人每日能量需求的大約1/5。所以靠運(yùn)動(dòng)來(lái)減掉的重量很容易就被食物來(lái)補(bǔ)充。運(yùn)動(dòng)減肥的成果可能很容易敗給額外攝入的食物,即使這些食物并沒(méi)有增加多少量。

我們的計(jì)算說(shuō)明,肺才是最主要的“排油”器官。要想降低體重,就需要讓存儲(chǔ)在脂肪細(xì)胞里的碳原子釋放出來(lái)。這也印證了我們常常說(shuō)的那句話:管住嘴、邁開(kāi)腿。我們建議,這部分內(nèi)容可以加入到中學(xué)和大學(xué)的相關(guān)課程中,以此來(lái)消除人們對(duì)減肥的誤解。(編輯:窗敲雨)

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