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主题:199-Giles Yeo:肥胖是否出于选择? -- 万年看客

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  • 家园 199-Giles Yeo:肥胖是否出于选择?

    https://www.youtube.com/watch?v=88tWJ1p5d4o&list=PL4i9YSoIJiPfAq5TCk7xdVrJlxRAMbay-&index=98&t=2627s

    ……今天我来这里讨论的主题是肥胖。我想提出一个我希望大家都觉得非常挑衅的问题:肥胖究竟是不是出于选择?在座观众们有谁认为肥胖出于选择?请举手。首先说明一点,我并不认为肥胖是出于选择,希望在今天演讲结束时我能够说服你们同意我的观点。我目前在剑桥大学工作,并且任职于伦敦医学科学研究所新陈代谢疾病中心。我的本行是一名基因学家,要不然也不会来参加今天的讲座。我认为这是一份正经工作,毕竟我的岳母现在还愿意跟我聊天。但是每当人们问我正在研究什么疾病的时候——因为人们惯于通过基因来理解疾病,毕竟要想理解事物的运作机理,最好研究事物的故障——我回答“我研究肥胖”——实际上我的回答是“我研究体重”,肥胖只是体重量表上的一端而已——然后我立刻就成为了坏人。人们认为我是坏人,因为我为胖子、超重人士以及肥胖者——这三个名词我在使用的时候都不带贬义——他们认为我为这些人提供了不去减肥的借口。我认为从哲学上来说这个立场非常有趣,假设我说我研究老年痴呆症、风湿性关节炎甚至癌症的基因原理,难道我的研究也为这些病人提供借口了吗?我想应该不是。我研究的是发病路径,我研究的是发病机制,我研究的是解决病症的方法。但是你一旦表示自己研究体重,突然间你就成了替胖子找借口的坏人。

    我想这种想法的根源在于我们所有人都见过的这张正义天平图。学过中学物理学的人们都知道这架天平代表了热力学第一定律:你不可能凭空获取卡路里,也不可能让体内的卡路里凭空消失。只有摄入的热量比消耗的热量更多,你才能够增加体重。所以减低体重的唯一方法就是消耗卡路里的总量比摄入的卡路里更多。你们心里可能会在想,“这家伙是不是刚才说让我们少吃多运动来着?我们花钱买票就为了听他说这种废话?”是的,确实是这样。不过——这里有一个很重要的不过——不过这就是物理学,我们谁也不可能神奇地逾越物理学。物理学确实规定了热量进入体内与离开体内的唯一方式,真正的问题在于为什么不同的人们在食物面前的表现不一样。

    我们想象一下,假设现在是周一早上八点的会议室,突然有人在会议桌中间摆上了一盘曲奇,我主张人们接下来的反应大概可以分成四种:第一种人——比方说我——在盘子还没有停稳之前就会伸手抓一块曲奇放进嘴里啃,我说的是谁谁心里清楚;第二种人非常想吃曲奇,做梦都想吃曲奇,但是使劲忍着不吃曲奇,结果他们的注意力全都放在曲奇上,根本没心思开会,会议都开完了他们心里想的还是不能吃曲奇;第三种人最烦人,他们甚至根本没有注意到曲奇摆了上来,开完会之后还会问“曲奇?哪有什么曲奇?”;第四种人就算正在吃曲奇的时候也注意不到曲奇摆了上来,“约翰,你觉得曲奇好吃吗?”“嚼嚼嚼——什么曲奇?——嚼嚼嚼”这四种不同行为仅仅只是意志力或者道德水准的差异吗?当然我们需要考虑社会习俗与文化准则,但是这里是一间会议室,你身边都是与你社会经济状况相近的同事们,尽管如此我们在食物面前的表现却相差悬殊。这种差异很大程度上由生物学决定,而生物学又在很大程度上由基因决定。所以说问题并不在于减肥该不该少吃,因为这是物理学问题。问题在于是什么驱使某些人吃的比其他人更多,以至于体重增加,又是什么使得某些人比一般人吃的更少,以至于保持平均体重或者偏瘦。我个人的兴趣在于为什么在人们在同样的食物环境里会有不同的体重差异。

    我们知道世界上存在很严重的肥胖问题。我不会纠结于具体数字,如今只要打开电视就能看到关于肥胖的纪录片,我还参与拍摄了其中的好几部。但是我要说的是,尽管在西欧北美等地存在严重的肥胖问题以及二型糖尿病之类伴随肥胖的疾病,但是世界范围内的肥胖问题却远远尚未达到巅峰,因为在世界的小小角落——亚洲,印度次大陆以及中国——中国大约有三亿人拥有足够的可支配收入,能与你们这些英国人前往同样的度假地点,在东南亚地区大约也有同样多的人数。但是你要记得,在印度和中国还有十亿人左右在贫困线上挣扎,如果你是穷人,那么难免食物不够吃,因此会很瘦,这显然不是好事。在西方,社会经济阶级较低的人们更容易肥胖。但是中国与印度政府正在帮助这些人脱贫,因此他们将会突然暴露在我们这些西方人一直沉浸其中的环境里。换句话说未来全世界还将会有二十亿人突然遭遇肥胖风险,届时全球肥胖人数才会达峰。我希望我们能够在这一幕出现之前就解决问题。

    当我讨论肥胖与基因的时候,有人会说:“我们的基因又没变,你究竟在胡说什么?”情况确实如此。这是来自美国疾控中心的数据,我从《华盛顿邮报》官网偷来了这张GIF动画。我喜欢这张图片,这是宅男的美梦,一张图显示了六个维度的数据,有时间,有体脂率,有性别,有发生频率,有直方图。体脂率并不是完美的指标,但是让我们姑且先采用一下:BMI在20到25之间就算正常体重,25到30是超重,30以上是肥胖。我们来看看1984年的平均BMI,男性大约是22到24,还算正常。到了2014年,男性平均BMI就上升到了超重范畴的27。我看到在座的大部分观众都和我一样活着经历了1984年到2014年的整个过程,在此期间我们的基因没有变化,我们并没有突然进化出第二个脑袋。因此我们现在的体型变化的确源自环境变化,因为我们的基因并没有变化,确实如此。但是如果一切都取决于环境而没有生物学影响的话,1984年的直方图应该形状不变地整体上移,目前的形状应该像金门大桥一样。现在我们不仅看到整个曲线往上移动,而且曲线的形状也改变了,假如1984年还活着的所有人目前也都还活着,那么直方图形状改变的唯一可能就是每一个人的体重在环境改变的时候表现都各不相同。为什么我们作为人口变得越来越重了?因为环境的改变,我们的生活,我们的锻炼,我们的工作,我们入口的食物,整个环境都改变了。但是某些人变得超重,某些人根本不长肉,这则是受到了生物学的强大影响,基因起到了重要作用。

    为了理解这一点,我们可以进行双胞胎研究。为什么研究双胞胎?因为我们都知道同卵双胞胎分享百分之百的基因材料。然后还有非同卵双胞胎,他们就像一般的兄弟姐妹一样共享50%的基因。所以我们可以针对任何人类性状提问:“我与某人分享全部基因或者只分享一半基因,该性状的表现有什么区别?”由此我们可以计算出所谓的遗传力,或者说某一性状受到基因与环境影响的比率。假设我有头发,我的头发会是黑色。头发颜色几乎完全由基因决定,环境影响则基本可以忽略——双氧水漂白不算。再来看雀斑,雀斑显然也是由基因影响导致的。但是你长不长雀斑以及雀斑长在哪里取决于你穿不穿短袖衫以及爱不爱晒太阳。这就是既有基因影响又受到环境显著影响的性状。每一种人类行为与人类性状都有基因影响,每种都有,就连出车祸都有。但是真正的关键在于环境起到的作用。根据上面的图表算一算就能发现,体重的遗传力是70%,不是0,也不是百分之百。对比一下,身高的遗传力是85%。体重的遗传力并不像身高这么高——我们谁都不会说身高不受基因影响——但是相差也不大。我们现在知道有几百个基因——接下来我还会重点讨论其中几个——会影响我们对于食物的反应,影响我们愿不愿意吃特定食物,从而影响我们究竟会吃什么。

    有人或许会问,基因与饮食习惯能扯到一起去吗?现在我需要观众参与。现在我需要六名志愿者下场参与一下。我承诺我绝对不会给大家下毒,为了证明我不打算下毒,我也要参加接下来的测试。我给大家每人一张纸条。接下来我告诉大家的时候就把纸条放在舌头上尝尝什么味道。现在,一二三,放在舌头上。有什么味道吗?没错,纸条上面什么都没有。这就是我们通常所谓的对照组实验,现在我们知道了什么都不添加的纸是什么味道。现在好了,实验正式开始。接下来这张纸条,我任意在上面添加了某些化学物质——当然没有毒——我希望大家放在舌头上。如果你尝到什么味道的话,我希望你举起手告诉我。一二三,谁尝到了?每一张纸条上都添加了某种化学物质,这种物质叫做苯硫脲,也就是抱子甘蓝与花椰菜之类芥属植物当中的苦味物质。你能不能尝出这种味道取决于TAS2R38这个基因,一个碱基对的变化就能决定某人能不能尝出这种苦味——比方说我就能尝出来。你们当中应该有些人能尝出苦味,有些人尝不出来。能尝出苦味的人被称为超级味觉者,因此你更有可能——当然并非一定——会讨厌抱子甘蓝。我想说的是人口当中有一半人能尝出来,一半人尝不出来。所以你喜不喜欢抱子甘蓝要受到基因的影响。我最近在香港举行了一场讲座,请了一帮五六岁的小孩子上台做这个实验,结果他们一尝这个纸条就吐出来了。你们大家的表现要好得多。这当然这只是一个例子,人们认为“这肯定不可能是基因在起作用”,但是我刚刚证明了爱不爱吃抱子甘蓝也会受到基因影响。

    那么进食怎样?饥饿怎样?我们现在理解了确实存在控制或者影响食物摄取与体重的路径。下面这个分子是我们首次发现的真正分子抓手,名叫瘦素(leptin)。画面上这只大老鼠的瘦素基因发生了变异,以至于比同一胎出生的普通老鼠重一倍。瘦素由脂肪组织产生,能够向大脑发送信号,让大脑知道你的身体目前具有多少脂肪。我们现在基本理解了大脑怎样控制食物摄入。首先你的身体会释放神经与营养信号,然后信号传入大脑,大脑将信号转化成反应行动。基因会调节整个过程。大脑需要确定两条信息才能调节食物摄入:它需要知道你不久前吃了什么,以及目前正在吃什么。我不知道你们有没有人见过毛线织成的全尺寸人体消化道模型,要是没有,今天就让你们开开眼。请看这一堆玩意,别名称作“从食到屎的管道”。这一头是你的嘴,嘴下面挂的是胃以及其他器官。接下来很长的一条粉红色带子就是小肠。大家可以注意到小肠没这么小,而大肠也没这么大。我把它抖擞开来让大家看看,最后这一节就是排便口。消化道的总长度大约是8米或者20到22英尺。随着食物进入食道,进入胃,进入小肠,你的大脑会始终接到通知,不只知道你吃了多大分量的食物,还知道你摄入了多少卡路里以及其中的宏观营养成分,多少蛋白质,多少碳水化合物。随着食物的通过,消化道会分泌激素,激素会进入大脑告诉你“刚刚摄入了200卡路里,其中一半是碳水化合物”,等等。

    但是除了短期信息之外,你的大脑还需要了解你的长期储存情况。与当今的政府不同,我们的身体不能仅仅根据短期情况做出决策,必须了解长期情况。长期能量储存就是你的脂肪,这就是接下来我想讨论的问题。刚才我讨论的是感知食物摄入的路径,接下来我想讨论的是感知脂肪储量的路径,瘦素在感知过程当中起到了重要作用。我们现在知道了瘦素—黑皮质素神经通路的机制。瘦素源自脂肪,会激活一类POMC神经元,这些神经元会将信号传递给Mc4r受体,最后影响你的食物摄入。我们为什么知道这条通路是调控食物摄入的关键?因为扰乱这个过程的任何阶段——不仅在人体当中,不仅在老鼠体内——都会导致严重的进食异常与严重肥胖。

    我举几个例子,先从瘦素说起。缺乏瘦素的老鼠刚才我给大家看过了,我目前的部门领导Stephen O'Rahilly认为如果某只例如老鼠这样的哺乳动物天然具有缺乏瘦素的变异——这里不考虑转基因动物——并且导致了严重的肥胖问题,那么人类的情况是否也是一样?又或者这是老鼠特有的现象?O'Rahilly与他的临床硕士Sadaf Farooqi发现这并不是老鼠特有的现象,因为他们找到了两个同样具有同型变异的人类。这两个孩子体内也是没有任何瘦素。瘦素向身体表明了目前的脂肪储量,脂肪越多则瘦素水平越高。这两个体内没有瘦素的孩子全都严重肥胖。刚出生时他们体重都正常,但是断奶之后变得非常胖,他俩都是过食症(hyperphagia)患者——我这里用的是病理学术语,你不能随便说“我昨晚过食了”,你那就叫吃多了。这两个孩子有病,他们的家人必须把冰箱上锁,因为他们会把冰箱里还没化冻的炸鱼条都吃掉。这显然是不正常的进食行为。他们不会毒死自己,他们不会吃椅子——那又是另一种疾病——但是他们确实会吃一般人不愿吃的食物。这两个孩子的能量消耗机制并没有出问题,但是他们并未经受青春期。他们的免疫系统也不健全。在关于肥胖的主题讲座当中讨论青春期与免疫似乎有些奇怪,实际上这两种表型确实体现了瘦素起到的生物学作用。画面上是其中一个孩子三岁时的照片,此时他的体重是42公斤。对比一下,我现在的体重75公斤。这个三岁小孩已经达到了我体重的三分之二。这不是多喝了两瓶可乐或者少跑了几天慢跑的问题。这孩子有病,他天然缺乏瘦素。Stephen O'Rahilly想到,或许这孩子的情况可以类比一型糖尿病。一型糖尿病病人可以注射胰岛素来维持体内的葡萄糖稳态,那么我们能否给这孩子注射瘦素来维持脂肪稳态?长话短说,这个孩子四年之后七岁,体重下降到了32公斤。他现在体重完全正常,因为他每天都会注射瘦素。

    当时瘦素专利由洛克菲勒大学掌握,他们向美国制药业巨头安进公司发放了专利许可。我真想成为当时会议室墙壁上的一只苍蝇,听听他们都说了些什么。他们肯定以为世界上所有的圣诞节都在同一天到来了,他们肯定以为自己解决了肥胖问题,但是他们并没有。大家注意到这份研究发表于1999年,已经过去了二十多年,谁都没有听说过神奇的瘦素减肥药。安进公司绝非没有尝试过,他们一旦意识到瘦素的作用就开始卖这种药。他们将瘦素给男性女性,不同人种,年轻人与老人。普遍事实在于,如果你体内的瘦素体系运转正常,那不管你目前的体脂率像超级名模还是像圣诞老人,只要你体内的瘦素水平正常,就不会对外源性的额外瘦素产生反应,你的摄食行为也不会受到影响。问题在于为什么?从这个孩子的病例可以得知,体内没有瘦素的人对于瘦素非常敏感。事实上我们都上当了,如果瘦素来自脂肪,脂肪越多则瘦素越多,那肯定会形成负反馈循环:瘦素水平越高,收到信号的大脑吃得越少,你失去脂肪,瘦素水平随之降低。但是你多考虑一下就会意识到有问题。人类历史上的绝大部分时间里都没有足够的食物,直到三四十年之前才有了过量的食物。为什么我们会进化出一套让我们不至于吃得太多,不至于积攒太多脂肪的体系?简而言之,瘦素并不会告诉你体内脂肪太多,只会告诉你体内脂肪太少。如果瘦素水平太低,说明体内脂肪太少,脂肪太少说明你正在挨饿。瘦素的作用是告诉大脑你正在挨饿并且开启饥荒反应,首先就是多吃。

    我们都知道,非常饥饿的时候最简单的食物也很好吃,煮点白米饭配一点奶酪,简直没得比。吃得越饱,我们的嘴就越叼。这是我们每天都会体会到的现象。假设你坐飞机掉在山里了,就连同机乘客看着都很好吃。这时候你愿不愿意吃没化冻的炸鱼条?当然愿意。我们所有人在饿得要死的时候都会过食,原因在于我们的瘦素水平下降,大脑指示我们必须多吃。大脑会做的另一件事是节省能量,将能量首先供给大脑。这样就算你饿得发晕,大脑依然能勉强拼凑出一套寻找食物的计划。大脑占体重的2%到3%,但是却消耗了25%的血糖,就新陈代谢而言是一个极其昂贵的器官,这是因为大脑要负责所有的指挥工作。在饿得要死的时候,大脑会关闭虽然重要但是眼下一时半会儿不算太要紧的功能,例如生殖功能。女士们每个月的那个时候会浪费很多卡路里,当你即将饿死的时候这些浪费的卡路里足以决定生死;另一方面,如果你在塞伦盖蒂大草原上饿得要死,那么眼下肯定不是适合生孩子的时候。所以大脑会关闭生殖系统。另一个昂贵的体系是免疫系统。关闭免疫系统之后万一感染了怎么办?还是那句话:要分清轻重缓急。眼下你等不到感染而死就要首先饿死了,所以你的大脑只得把其他事情全都搁下。但是这套流程完全可逆。只要注入瘦素,这孩子立刻变瘦,过食症药到病除。从生殖角度来说,这孩子如今已经三十多了——别忘了这是1999年的研究——和他一样具有瘦素变异的表姐刚刚生了孩子,已经有了家庭。她是人类进化历史上第一个缺乏瘦素却依然成功妊娠的人类,因为她也会每天接受瘦素注射。他们的免疫系统也活跃了起来。瘦素的作用就是开启大脑当中的饥荒反应,从而保住你的命。

    那么瘦素进入大脑之后究竟会发生什么?首先它会激活一系列被称为POMC的神经元。我可以给大家看看POMC神经元变异的儿童,他们是被某德国科研团体首先发现的。这些儿童同样很胖。我还可以给大家看看敲掉POMC相关基因的老鼠,这些老鼠也很胖。但是我更想让大家看看更切近的研究成果,研究对象是拉布拉多狗。这里有人养拉布拉多吗?拉布拉多是北美与欧洲最流行的宠物狗。它们非常可爱,气质也很好,但是非常喜欢吃。养拉布拉多的人都知道要把垃圾桶盖上。它们真的会活活吃撑。我的一个兽医朋友Eleanor Raffan——她的博士学位是人类基因学,后来改行成了兽医——她非常感兴趣为什么这些狗这么喜欢吃?长话短说,一部分拉布拉多缺少POMC基因——并非所有的拉布拉多都是这样,所以我们可以对比不同拉布拉多的基因型与表型即身体性状之间的关系。这里的研究以野生型拉布拉多为标准,与之对比的则是缺失一个等位基因的杂合型拉布拉多与缺少两个等位基因的纯合型拉布拉多。可以看到,每删除一个等位基因都对应两公斤体重。这听上去不很多,似乎纯合拉布拉多只比野生型拉布拉多重四公斤,但是拉布拉多的平均体重只有30到35公斤左右,因此这里的体重增加很显著。同样,基因对于食物动机也很重要。拉布拉多包含这个等位基因缺失变异的份数越多,食物动机就越强,吃的更多,越来越胖。拉布拉多每删除一个等位基因对应两公斤体重,对应的体重标准差是0.33。

    到目前为止这个故事还没有那么有趣。既然人类会肥胖,老鼠会肥胖,那么狗自然也会肥胖。但是只有20%到2%5的宠物拉布拉多具有这个变异,却有95%的拉布拉多非常喜欢吃。那么其他的拉布拉多是怎么回事?Eleanor Raffan的团队专门研究了这个问题。拉布拉多的另一个特点是很容易训练,实际上它们主要被用做导盲犬。它们就像狗中海豹特种部队,接受了极其严格的训练,因为它们要照顾人类。80%的导盲犬拉布拉多都有POMC变异,因此食物动机更强。假设某导盲犬带着视力障碍的史密斯先生回家,路上跑过一只鸡。那么导盲犬晚上吃鸡的可能性是多少?五五开还是二八开?不知道,也无所谓。因为拉布拉多知道,只要将史密斯先生送回家就肯定可以大吃一顿。这是它们的受训成果。对于它们来说这只是个数字游戏。所以一开始的食物动机结果变成了可训练性。“狗狗爱我——”“不,它不爱你,它爱狗粮。”

    我这里是按照昆汀.塔伦蒂诺的方式给大家讲解,并非按照各项发现的时间顺序,而是按照它们在神经通路里起效的顺序。1998年我加入了Stephen O'Rahilly的团队,这一年我们发现了黑皮质素受体Mc4r的基因变异,该受体专门接收POMC神经元发出的信号。所以完整的神经路径如下:瘦素——我们还没谈到的瘦素受体——POMC神经元——Mc4r受体——进食行为。现在我们知道Mc4r的基因变异会导致严重肥胖。但是我们还发现了另外几项关于Mc4r的有趣事实。首先,这一变异的发生频率远比我们的预计更高。体脂率超过30的人群当中的1%具有显然病态的Mc4r受体基因变异。在一般公众当中该变异的出现频率则是十万分之一。有了这么多病例之后,我们就可以展开研究来判断不同变异的效力如何。令人意外的是有些变异非常激烈,会导致受体彻底死去不再运作;也有些变异只会部分妨害受体的运作,致使受体的效力还剩下25%或者70%。这项研究是我年轻那会儿还在读博士后的时候进行的,用的是重组蛋白质与培养组织。下面则是Sadaf Farooqi进行的临床研究——我不搞临床研究,我从来没有见过双胞胎,也从来没有见过这些病人。她测量的是随意状态下的食物摄入,或者说自助餐现场的人们会吃多少食物。这项研究是在儿童当中进行的,因为在成年人身上进行比较困难。我们可以发现瘦素缺乏的儿童吃的很多,但是接受过补充瘦素治疗的儿童吃的则要少得多。还有一些孩子有Mc4r受体变异——她在开始这项研究的时候并不知道我的研究结果,于是集体测试了所有既有Mc4r受体变异的孩子,然后根据孩子们的表现将他们分组,再然后我才提供了我在实验室里用试管做出来的研究结果——神奇的是Mc4r受体变异并不是非此即彼,并不是说我的Mc4r受体要么有效要么无效。Mc4r受体有可能50%起效,也有可能75%起效,相关基因的份数也不相同。这些数据决定了我们可以预测一个孩子在自助餐现场要吃多少东西。Mc4r受体其实是调节进食行为的变阻体系。

    如果你认为这种现象只有人类才会有,并非如此。因为现在有研究表明Mc4r基因的错义突变在猪身上也存在,尤其是用来做培根的肉猪。这种猪成长得更快,而且不需要注射生长激素,因为它们在基因层面上就更容易增重,或者说更容易天然增重。再来看看墨西哥的洞穴盲鱼。这些洞穴盲鱼乍一看上去就像普通的河鱼一样平平无奇,但是很久以前它们落入了洞穴的地下水中。洞穴里没有光线,所以它们逐渐退化了视力,洞穴内的食物也非常稀少,或许外面刮起暴风雨的时候会有食物冲进洞里,除此之外这些鱼类就只能依靠极少量的食物来维生。现在我们发现这些鱼类的Mc4r受体同样发生了变异,因此洞内一旦有食物,它们就会狼吞虎咽吃掉最后一粒,让体内充满脂肪从而存活下去。

    人类、老鼠、猪以及墨西哥洞穴盲鱼,你或许会认为这是大型动物特有的现象,并非如此。大家想一想我们能否让果蝇增肥?画面上试管里的就是果蝇,每当你的香蕉变黑时它们就会成群出现。这两个玻璃管里装的是高脂肪含量的食物,即便对于果蝇来说也是如此。当然果蝇并不会变成一个个小肉球,因为它们有外骨骼,但是他们的确会长出更大的脂肪体。可以看到有些果蝇长着红眼睛,另一些长着白眼睛。我们可以利用这些遗传标记来进行研究。我们可以用果蝇来进行功能性分析。这张图表显示的是果蝇参加自助餐试验的结果。我们在毛细管里装满酵母菌与糖的混合物并且掺入食物色素——我们不能研究单一的果蝇,因为果蝇体型太小,只能研究成群的果蝇——随着时间推移,我们可以看到毛细管里的液面下降,由此我们可知果蝇摄入了多少食物。这些苍蝇都是普通的果蝇,试验开始之前它们接受了24小时禁食,然后暴露在自助餐面前。可以注意到它们进食的总量明显增大——换你也一样。如果你喂给它们高脂肪含量的食物,他们吃的就略微少一点。人们总是说进食行为只是坏习惯,只是道德有问题,只是糟糕的选择,那么果蝇到底有什么道德?我们还可以进行更酷的研究。要知道果蝇的腹部是半透明的,所以我们可以进行所谓的绿胃分析。我们首先将果蝇禁食一段时间,然后将食物染成绿色,看看果蝇的腹部有多么绿。如果让果蝇事先正常进食,它们的胃部就没那么绿。我们还可以测算果蝇的总质量,甚至测算果蝇体内的葡萄糖含量,最后还可以做攀登测量。一旦果蝇被禁食之后就会运动得更加频繁,因为需要寻找食物。我们可以将玻璃容器顿一下,让所有的果蝇都落到容器底部,然后看看它们要花多长时间才能爬回容器的中线位置。禁食过的果蝇很快就会爬上中线,食用高脂肪含量食物的果蝇爬的则没那么快。

    我想说的是:对于果蝇来说,对于墨西哥洞穴盲鱼来说,对于猪来说,对于狗来说,以及对于人类来说,我们都具备根深蒂固的进食表现,这并不仅仅是一个坏习惯的问题。当然这其中也存在选择的因素,我们呆一会儿还会谈到,但是同样也存在固有的神经通路。现在如果我们发现了新的基因,就可以用编辑技术将其导入果蝇体内来观察是否会改变果蝇行为。这里我们看到的是一张大脑平铺图,可以看到瘦素给POMC神经元发信号,神经元给 Mc4r受体发信号。但是在刚才的演讲当中我倾向于于将神经元视为一个整体,就像一杯均质的奶昔。但是随着研究的深入,我们逐渐发现神经元其实更像水果沙拉。所以我们现在正在针对老鼠和人进行单细胞测序,当然对人类测试使用的是捐赠的遗体。我们对大脑海马体进行研究,从而更好地理解大脑里的线路,更好的了解为什么人们对待食物的反应各不相同。细胞测序的问题在于你会得到一大堆难以处理的信息,就好像你有了很多国家和城市的名字,但是没有地图。所以我们还要将辨识出来的基因在海马体当中定位。图片当中的每一个紫色点都是一份RNA转录,我们可以说图中这个神经元表达了十五份紫色基因与两份绿色基因,我们现在正在绘制图谱。

    到目前为止,我所谈论的一切与瘦素相关的现象都是我们所谓的单基因综合症或者说孟德尔综合症——就是那个研究豌豆的孟德尔——即单一基因导致了单一性状。就体重而言,我们绝大多数人都不会仅仅因为一项基因变异就具有或瘦或肥的体型。我们的体重要受到好几百个基因的影响,这些基因全都可能发生非常微妙的变异。我们现在对于一般肥胖的基因结构已经有了比较清楚的理解,这就是所谓的全基因组关联分析。我希望大家从这幅现代艺术一般的图表当中学习一下。大家可以看到图像左上角有一个粉红色的椭圆,在图像中间偏下有一个蓝色的椭圆。粉色椭圆里的基因决定你的腰髋比率,也就是你的腰围与臀围比率,换句话说就是体型——我究竟长着个啤酒肚子还是长得像香肠,我究竟将脂肪存储在身体的哪个部分。蓝圈里的基因仅仅与你的体脂率相关,与脂肪的存储部位无关。这是我希望大家记住的第一点:仅仅从基因层面上来说,决定你将脂肪存储在哪里的基因完全不能决定你体内有多少脂肪。其次,决定你将脂肪存储在哪里的基因也会决定你利用脂肪的生理机制,但是这些基因绝大多数集中在大脑当中,并且在大脑里发挥作用。我们知道这些基因的效用能够影响人们的进食行为。

    我们还可以用所谓的曼哈顿方式来审视这些数据。之所以起这个名字是因为数据的分布很像是曼哈顿的地平线。请大家注意,我花了十二年的时间来研究这个名为FTO的基因,真是一段非常痛苦的经历,我在这里就不说了。我可以说的是,在报告厅里有一半人体内带有一份FTO基因,这使得你的体重会比身边不带有这份基因的人重1.5公斤。你们当中有六分之一的人携带有两份FTO基因,这使得你们的平均体重又比一般人重了三公斤,与你们的身边人相比你们肥胖的概率高出了50%。我这里说的还只是一般基因而不是变异基因。你们所有人都拥有图中全部基因构成的特定组合。我标注一下我们刚才谈到的两个基因,其一是洞穴盲鱼与猪身上的Mc4r基因,其二是拉布拉多狗身上的POMC基因。这些都不是基因变异,而是非常细微的基因差异。假如你遭遇了显著的基因变异,例如基因删除,那就会出现明显的表现。但是一般的基因差异只会影响你在体重分布正态曲线上的位置。你可以以此创建一张风险打分表。我们现在得知有几百个基因都与体重有关,我们姑且只选择100个。我们给每个基因都设置三个分数,首先是风险等位基因的份数,可以是两份,可以是一份,也可以是一份都没有。那么这100个基因的风险分数最低是0,最高是200。我们的等位基因组合各不相同,但是得分大都位于平均线附近。有些人的风险基因比较多,也有些人比较少。假如你将基因数量与体脂率对比,就会发现两者呈线性关系。会使你的体重略微增长的基因变体越多,你的体重就越倾向于偏重。

    有人问,你是不是说我们可以对随便什么人——例如新生婴儿——进行预测,提前得知这个人很有可能肥胖,最好尽早干预?我们现在能不能凭借基因预测肥胖趋势?我长话短说,目前还不能。这其中的原因有很多,不过并没有阻止我们继续尝试。我住在剑桥郊区的一个小村子里,我们村里有两台风车,其中一台不转;村里有两座教堂,其中一座已经俗化;此外还有一座酒馆,再就没啥了。我在村里连面包都买不到。但是有一天有人在我们家门下塞了一张传单,我这才知道我居然可以在我们村里花钱购买基因测试。这就是所谓的23andMe公司的业务。这些基因检测完全可以检测出你的体内哪里有A,哪里有T,哪里有G。但是所有这些公司都非常不擅长以任何有用的方式来解读这些数据。他们从根本上误解了人口级别的风险趋势与针对个人的精准预测之间的区别。预测人口级别的风险趋势与指着某一个人说“我预测你肯定会得什么什么病”完全是两回事。我希望未来某一天我们能够做到这种程度,但是目前我劝大家还是不要浪费钱的好。

    那么我究竟是不是在给肥胖人群提供借口?我再分享两点想法。首先我们必须要考虑基因的作用,我这里指的不是孟德尔式的单基因,而是任何人都有的复合基因。这就像打扑克一样,你可能抓到一手好牌,也可能抓到一手烂牌,抓到烂牌也只能怪爹妈。但是就算抓到一手烂牌也并不意味着一定不能赢,只不过赢起来会困难的多。我百米冲刺永远比不上尤塞恩.博尔特,但这并不意味着我就算再怎么锻炼也不可能跑得比现在更快。基因并不会决定性地将你定于一点,而是像一对括号,规定了你的上限与下限。我为什么秃头?为什么长着华裔的相貌?因为我的基因决定了这就是我的括号。但是在括号内部你可以在各种可能性之间移动,决定性在括号之内并不存在。

    其次,我不知道大家有没有考虑过所谓的“甜点胃”这个概念。就好比说你出去吃饭,只要你去的是正经餐厅,而不是那种上菜分量特别小的米其林星级餐厅,那么当你的主菜吃到一半或者吃到后半段的时候,你的新陈代谢需要就基本已经得到了满足,或者说你已经回收了你这一天消耗掉的所有卡路里。但是这时又端上来一块巧克力蛋糕,于是你把巧克力蛋糕也吃了。问题在于巧克力蛋糕为什么有这种魔力?假设你的主餐吃的是牛排或者炸鱼,薯条或者意大利面,不管是什么,反正你已经吃饱了。这个时候服务员如果问你“先生,您要不要再来一份牛排炸鱼?”你肯定会说:“不不,再吃我就要吐出来了。”但是巧克力蛋糕你就能吃得下去。那么巧克力蛋糕的特别之处在哪里?问题还是在于进化,我们再回到五万年前的塞伦盖蒂大草原,假设我刚刚耗费了2000大卡来猎杀一只羚羊,那么当我将羚羊带回村庄之后至少要从它身上补充2000大卡热量。但是谁也不敢保证明天我还能打到一只羚羊,所以大脑会让吃饭产生快感,所以你会吃下比身体需要更多的食物。问题在于怎样克服胃里已经装满2000大卡食物的机械饱胀。大脑会改变它想要的卡路里类型,开始让你更想要吃卡路里密度更高的食物,确保你所吃下的每一克食物都包含更多的卡路里。这样一来不管你的肠胃里还有多少剩余空间,都能填满更多的卡路里。那么怎样的食物卡路里密度高?五万年前包含自由糖类的食品卡路里密度最高,例如成熟水果与蜂蜜,此外脂肪的卡路里密度也不低。那么什么食物含糖量含脂肪量最高?甜食。爱吃甜食是我们从赛伦盖蒂大草原继承而来的特质,为的是保证我们能吃下尽可能多的食物,这样你就可以为一场其实不会到来的饥荒做好准备。

    如果大家还是以为这是人类才有的奇特现象,并非如此。比方说棕熊。设想一下,太平洋西北沿岸的棕熊遇到了一年一度的鲑鱼回流并以此为当年的冬眠做准备。它显然要趁此机会尽量增肥。一开始棕熊会将整条鲑鱼从头吃到尾,但是随着棕熊的体重越来越沉,它开始只吃鱼皮和鱼皮之下的脂肪。蛋白质的卡路里含量也很高,但并不是纯粹的卡路里。并不能说棕熊这是在吃甜食,但是棕熊身上的现象和我们的甜食胃如出一辙。

    那么我们全都是罪人吗?我讨厌罪孽这个词,因为谈到罪孽就意味着选择。大家看画面上我这张照片,我正在选择吃比萨饼而不是花椰菜。事实上在基因层面更倾向于发胖的人们更难拒绝食物,他们大脑里的基因使得他们出于各种各样的原因更难对食物说不。的确是我选择将披萨与曲奇放进我的嘴里,这是我的选择。但是我们并不会一夜之间增重。不幸的是我们也不会一夜之间减重。我们今天的体重源自此前几个月乃至几年我们关于食物作出的上千个选择。假如你的基因让你说不的难度略微高了一点,哪怕只高2%,3%,5%或者10%,那么积年累月以来你发胖的风险总比其他人更高一些。女士们先生们,肥胖人群并非缺乏道德,并不是坏人,他们只是不得不与自己的生物特质对抗而已。即便在目前这场肥胖大潮当中,假如我们作为社会整体不能接受这一点,依然坚持要将责任全都推给个人——我个人坚决主张要区分指明问题与责怪个人——除非我们承认不应该指责那些正在遭受问题的人们,否则我们永远不可能解决这个问题。请看这里,我不就选择吃花菜了吗?

    通宝推:假设,普鲁托,pyrefir,
    • 家园 肥胖是因为食物中摄入过多的糖或者碳水化合物

      人体非常智能。

      一旦人摄入糖或者碳水化合物,就会导致血糖浓度升高。然后人体就开始分泌胰岛素,把血糖储存在肝脏中。肝脏中存不下了,就去其他内脏中存储。这就是肉眼可见的肥胖。

      glucagon 的作用正好与胰岛素 (insulin)相反:增加血糖浓度。人在节食的时候,体内会分泌glucagon, 作用就是把肝脏中储存的糖释放到血液中。所以控制饮食就可以降低肥胖程度。

      同时,节食还有其他的好处:控制癌症发病率。

      中东国家的癌症发病率全球最低。因为穆斯林在每年的斋月 (Ramadan)都基本在节食。斋月里,穆斯林每天日出和日落之间不进食。日落之后,穆斯林才能进食。

    • 家园 真是太好了

      我要把本文推荐给领导。她最近考取健康管理师,但我怀疑她是否知道帖中的这些知识😄🤭

      还有,一个朋友养了只拉布拉多。我可以在下次聚餐的时候给他炫耀一下为什么他的狗🐶这么喜欢吃😂😅

      看来,在西西河不但可以涨姿势,还可以让俺在生活中涨威风🤣🤣

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