编者按：近日， 在2022北大糖尿病论坛中，美国哈佛大学David S. Ludwig教授以“超越热量平衡：肥胖成因的碳水化合物胰岛素模型”为题展开了精彩的报告，分享了关于碳水化合物胰岛素模型，低碳水化合物饮食及升糖指数的研究进展。《国际糖尿病》现整理其精粹，以飨读者。
德国物理学家鲁道夫·克劳修斯提出的热力学第一定律揭示了热量既不能被创造也不能被消灭。摄入的能量减去消耗的能量就是储存在人体内的能量，也就是体内的脂肪。这一定律奠定了能量平衡模型的基础，传统的能量平衡模型认为导致肥胖的原因是暴饮暴食以及能量正平衡所导致的脂肪储存的增加（图1）。而减重的手段就是减少卡路里的摄入或者增加卡路里的消耗。
图1. 能量平衡模型
然而基于目前已知的事实，这种能量平衡模型存在三个疑问。首先为什么这种体重调定点会在遗传稳定的人类群体中近年来一直处于持续升高的趋势？在美国人们的平均体重既往是165磅，而现今达到了195磅。第二个疑问就是由青春期的正常体重成长到中年的肥胖体型，只需要少量的逐渐积累的热量正平衡，只需要每天增加1~2克的体内脂肪。如果只是未能控制热量摄入带来的问题，为什么机体代偿这些相对较小的热量会如此的困难。第三个疑问就是肥胖的患病率呈现逐年上升的趋势，而事实上近年来美国的食品供给量是维持基本相同的。
那是否有另外一种可能，在日本腾素片去哪里买能量平衡模型中，因果颠倒了呢？如果肥胖本身就是一种能量代谢问题，某些病理因素（如胰岛素分泌增多）导致脂肪细胞异常的储存能量，循环体液中的供能物质的量就减少了，导致产生饥饿感。基于这种设想，产生了碳水化合物胰岛素模型（如图2）。
图2. 碳水化合物胰岛素模型
胰岛素是体内最主要的合成代谢激素，调节体内主要能量物质的供给。过度的胰岛素会让体重增加，相反，胰岛素作用减弱常常与体重减轻相关。那什么能够刺激胰岛素分泌呢？在美国进行低脂肪饮食的那些年，日本腾素起什么作用通过食物进入体内的碳水化合物，就是刺激胰岛素分泌的物质。
图3. 碳水化合物胰岛素全模型
膳食血糖负荷（GL）可用升糖指数（GI）来描述，即碳水化合物被消化并分解为葡萄糖并升高血糖，刺激胰岛素分泌的速度。高升糖指数的食物分解为葡萄糖的速度快，刺激胰岛素分泌作用强，最常见的是精加工谷物，如精米、精面或者是土豆制品和添加糖。低升糖指数的食物往往是粗加工谷物，还有水果、豆类、奶制品，这些食物中都含有碳水化合物，但是它们分解吸收得相对比较慢。
对12例肥胖青少年展开的为期3天的交叉膳食研究发现[2]，早餐后5小时，精加工组胰岛素分泌量最多，其次是中度加工组，而无加工碳水组最低（图4）。
图4. 胰岛素及胰高糖素水平
同时，进食高升糖指数食物后，血糖水平出现快速的上升之后会降低到低血糖的范围，游离脂肪酸持续处于低水平（图5）。
图5. 血糖及游离脂肪酸水平
在更长期的动物模型中进行的高升糖指数和低升糖指数食物研究显示了类似的结果[3]。在为期18周的实验中，对于两组相同遗传背景的大鼠进行饮食控制，维持同样的体重增长，脂肪和蛋白质量恒定，在碳水化合物中采用不同升糖指数的淀粉。为了达到这一目的，在进食高升糖指数食物的大鼠中，必须给予低热量饮食，因为日本腾素怎样服用如果进食量一样的话，这组大鼠就会增重得更为明显。这说明高升糖指数饮食的大鼠代谢率更慢，在节食的情况下，这组大鼠的体脂率仍然更高，比低升糖指数食物组的体脂率高了17%[4]。
另一项为期5个月的研究，入组了164例受试者，首先进行低热量饮食，减少大约10%的体重。当达到这一目标后，受试者被随机分配至高中低组，进食相应的食物共5个月，也就是20周。通过调整进食量，让三组维持在同样的体重水平。三组饮食分别含有60%、40%或20%的碳水化合物以及20% 40%或60%的脂肪，每组的蛋白质比例相同。下图（图6）显示的是总能量消耗的情况，在高碳水化合物组，可以看到在这一体重维持期，10周和20周时总能量消耗都没有变化，而中碳水化合物组的总能量消耗每天增加了100千卡，且低碳水化合物组每天增加了200千卡，这提示摄入不同类型的热量时，可能会处于不同的代谢状态，进而影响能量消耗[4]。
为了了解人体在长期过程中体重变化的影响因素，DIRECT研究入组了300多例受试者[5]，研究干预期是两年，根据各种营养素总量的不同，分为了三组，分别是：低脂饮食且限制总热量，地中海饮食且限制总热量，低碳水化合物但不限制总热量。和研究假设一样，结果显示低碳水化合物饮食和中碳水化合物饮食的减重效果要明显优于高碳水化合物饮食，且这种现象在研究的观察期是持续存在的，Diogenes研究也得到了类似的结果。这些研究结果都提示了改变碳水化合物摄入的种类来控制体重的可能性。
图6. 不同饮食组总能量消耗
总结与讨论
1.从公共卫生的角度来看，通过传统的能量限制来达到减重控制肥胖的模式，并没有得到很好的效果。
2.在长期减重方面，相较于限制热量摄入，改善饮食质量可能更容易实现，也更易成功。
3.碳水化合胰岛素模型（CIM）相较于能量平衡模型（EBM）在某些方面有更合理的科学理论的支持，公认的理论目前已经形成，但对于肥胖的病理生理仍需要更深入的研究及理解。日本腾素16粒一合
参考文献：
1. Ludwig, et al. Am J Clin Nutr. 2021 Dec; 114(6): 1873–85.. doi: 10.1093/ajcn/nqab270.
2. Ludwig, et al. Pediatrics. 1999 Mar;103(3):E26. doi: 10.1542/peds.103.3.e26.
3. Pawlak, et al. Lancet. 2004 Aug 28-Sep 3;364(9436):778-85. doi: 10.1016/S0140-6736(04)16937-7.
4. Ebbeling et al. BMJ. 2018 Nov 14;363:k4583. doi: 10.1136/bmj.k4583.
5. Shai. et al. N Engl J Med. 2008 Jul 17;359(3):229-41 doi: 10.1056/NEJMoa0708681.
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