断食生理学
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断食生理学

By Jason Fung, MD

  • 人体有两大燃料来源——葡萄糖(一种碳水化合物)和甘油三酯(脂肪)。
  • 葡萄糖能以糖原的形式储存在肝脏中。
  • 断食帮助人体调用脂肪中储存的能量。

医学博士冯子新(Jason Fung),The Fasting Method创办人之一 (饶欣 译)

生理学

要了解断食的时候我们的身体发生了什么,就必须了解身体如何为自己提供燃料。

人体有两大能量来源:

  1. 葡萄糖
  2. 脂肪

如果体内有可用的葡萄糖,就先使用葡萄糖;如果没有,人体就通过使用脂肪来进行调节,并且不会对健康造成任何有害影响。人体储存食物能量(热量)的方式主要有两种:

  1. 葡萄糖
  2. 身体脂肪

葡萄糖以糖原的形式储存在肝脏中。单个葡萄糖分子聚合在一起,形成长链状,储存在肝脏中。蛋白质与葡萄糖和脂肪一起并称为三大营养素,它不是主要的能量来源,但它是构成功能组织的重要元素。

断食的时候,你的身体仍然需要能量。但由于没有食物,身体必须从存储系统(糖原和身体脂肪)中获取热量。蛋白质虽然不是主要的能量储存系统,但也可以被利用。人体从进食状态到断食状态的转变分为几个阶段。

  1. 进食——吃饭的时候,胰岛素水平升高。摄入的葡萄糖进入肌肉或大脑等人体组织,被直接作为能量使用。多余的葡萄糖会以糖原形式储存在肝脏中。
  2. 后期吸收阶段——断食后6-24小时,胰岛素水平开始下降。肝糖原分解为葡萄糖,提供能量。糖原储存可维持约24小时。
  3. 糖原异生——24小时至2天——肝脏通过“糖原异生”作用将氨基酸转化为新的葡萄糖。顾名思义,它是指“生成新的葡萄糖”。这一阶段,非糖尿病患者的血糖水平会下降,但仍维持在正常水平。
  4. 酮症——断食开始后2-3天——断食期间胰岛素水平变得很低,刺激脂类分解,将脂肪分解为能量。以甘油三酯形式储存的脂肪被分解为甘油主键和三条脂肪酸链。甘油用于糖原异生。脂肪酸作为能量直接供各人体组织利用,但不包括大脑。脂肪酸也可转化为能穿越血脑屏障的酮体,供大脑使用。断食4天后,大脑所消耗的能量75%是由酮体提供的。人体生成的酮体有两种主要的类型:羟基丁酸酮和乙酰乙酸盐,断食期间其值可增加70多倍。
  5. 蛋白质保存期——5天以上——高水平的生长激素可维护肌肉群和筋肉组织。维持基础代谢的能量几乎全部通过利用脂肪酸和酮体来满足。去甲肾上腺素(肾上腺素)水平增加,防止代谢率下降。

我们的人体已经发展出了一套应对食物供应不足的机制。从本质上看,这套机制就是从燃烧葡萄糖(短期)到燃烧脂肪(长期)的转换过程。脂肪只是身体储存的食物能量。在食物供应不足时,储存食物会被释放出来弥补短缺。断食期间,激素水平也会发生很多变化。

胰岛素

断食向来是降低胰岛素水平最有效的手段。几乎所有食物都会在一定程度上导致胰岛素增加,所以降低胰岛素最有效的办法就是不吃东西。当身体开始燃烧脂肪获取能量时,血糖水平可回归正常。断食24-36小时就能看到这一效果。断食时间越长,胰岛素下降越明显。最近的研究表明,可采纳隔日断食法作为降低胰岛素的方法之一。规律的断食还能显著改善胰岛素敏感度

胰岛素水平低时,身体能排出多余的盐和水,因为高胰岛素导致盐和水滞留在肾脏。实行低碳水化合物饮食和断食早期出现的快速减重,部分是因为这个原因。多排尿可减轻浮肿,使你感觉变得“轻盈”。它还有助于稍微降低血压。头五天,体重平均每天减少0.9公斤,远超热量限制法,可能主要由于更多盐和水从尿液中被排出。

生长激素

众所周知,生长激素可提高脂肪燃料的利用率和效用。它还有助于保持肌肉质量和骨骼密度。但它的分泌时高时低,难以准确测量。随着年龄的增长,生长激素的分泌会稳步减缓。刺激生长激素分泌最有效的办法之一是断食。断食五天,生长激素的分泌能增加一倍多。断食期间获得的生理效应是维持肌肉和骨组织群。

电解质

担心断食会导致营养不良是没有必要的。热量摄入不足并不是什么大问题,因为想减肥的人们的脂肪储存可是足足的。应该担心的主要是微量营养素缺乏。但长期的研究并没有发现断食导致人体微量营养素缺乏的证据。虽然钾水平可能略有下降,但即使连续断食两个月且不服用钾补充剂,钾水平也不会降到3.0 mEq/L以下。与此同时,镁、钙和磷水平稳定。推测认为这可能是由于骨骼中储存了大量矿物质。人体99%的钙和磷储存在骨骼中。服用多维补充剂可以保证每日微量营养素的摄入达到推荐量。在一项长达382天的断食治疗中,实践对象仅服用复合维生素,但健康没有受到损害。而且在整个过程中,他的感觉非常良好。唯一不足的是断食期间尿酸略有升高。

肾上腺素

肾上腺素水平提高,我们便有足够的能量去获取更多食物。例如,断食48小时,代谢速率能提高3.6%,并没有出现可怕的代谢“停止”。断食4天,静息能量消耗增加至14%。身体新陈代谢不但没有放缓,还加快了。推测认为这是为了让我们更有精力去找食物。

断食(非低热量饮食)能使激素发生巨大的改变,在很多方面都非常有益。从本质上说,断食让身体从燃烧糖变为燃烧脂肪。只要我们有效地利用自体脂肪来供养身体,静息代谢率并不会降低。我们在“吃掉”我们自己的脂肪。这完全是合理的,因为身体脂肪和储存起来的食物差不多。研究表明,肾上腺素引发脂肪燃烧并不依赖于血糖降低。

回忆一下我们之前讨论过的胰岛素的工作原理。脂肪是一种长期的食物储备,就像我们存在银行里的钱。短期食物以糖原形式储存,就像我们钱包里的钱。我们的问题是如何取出银行里的钱。当钱包空了,我们便急着找钱把它装满。这样就没机会使用银行里的钱。

脂肪储存在“银行”里!当我们的糖原“钱包”耗尽时,我们会感到饥饿,想吃东西。我们产生了饥饿感,尽管“银行”里以脂肪形式储存的“食物”还非常充足。要如何才能把脂肪燃烧掉?断食就是一个简单的方法。

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Jason Fung, MD
By Jason Fung, MD

Jason Fung, M.D., is a Toronto-based nephrologist (kidney specialist) and a world leading expert in intermittent fasting and low-carb diets.

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