计算卡路里的科学

面向食客的生物化学

核物理学家Ernest Rutherford说，所有科学要么是物理学，要么是集邮。在这里，我不会列出像“十大营养事实”或“减肥的3种神奇食物”这样的清单，也不会说像“少吃点，多运动点”这样的老生常谈。相反，我们将深入研究卡路里的科学，探索它们的物理、化学和计量学复杂性。我们将更仔细地研究我们的身体如何将食物转化为卡路里，身体脂肪的代谢途径，以及当我们减肥时我们真正失去什么。有了这种科学思维框架来思考节食问题，我将给“我们应该计卡路里吗？”这个问题提供一个不失真的一致答案。

但首先，让我们找出当我们谈论卡路里时，我们到底在谈论什么。

卡路里？什么卡路里？

在物理学中，卡路里是指加热1克水的温度从14.5摄氏度提高到15.5摄氏度所需的能量量。_

这比你习惯的要多一点，不是吗？水的比热取决于其状态。在等压（恒压）条件下，这是我们通常的条件，水在液体状态下的比热在0摄氏度和100摄氏度时都较高，在15摄氏度时略有下降。在等容（恒体积）条件下，比热与温度曲线从0到100摄氏度呈温和的下坡。

当我们谈论食物中含有多少能量时，重要的是要明白能量可以以不同的形式存在。例如，一根胡萝卜。它高耸在一栋摩天大楼上，具有势能，如果释放出来，可能会对人行道造成严重损害。一根刚烤好的胡萝卜充满了热能，可能会烧伤你。如果我们用胡萝卜开始核反应，并设法将它的全部质量转化为能量，根据特殊相对论的著名方程式$E=mc^2$，一根大胡萝卜可以为全世界提供半天的电力。

因此，我们应该问的真正问题是：我们的身体如何从食物中获取能量？它们通过一系列被称为新陈代谢的化学反应来实现这一目标，我们将稍后详细介绍。目前，我们只需要知道这些反应从食物和氧气开始，以二氧化碳、水、难以消化的废物和能量结束。如果我们把食物视为燃料，而难以消化的废物视为灰烬，这听起来就像燃烧。实际上，量热计是一种常用的科学工具，用于测量食物燃烧时的能量产出。它由一个充满食物和纯氧气的加压胶囊组成，周围环绕着水。你点燃食物。在所有物质燃烧完毕后，你测量水的温度变化，以确定释放了多少能量。根据量热计的数据，平均而言，碳水化合物每克释放4.2千卡，脂肪每克释放9.5千卡，蛋白质每克释放5.65千卡。

然而，如果您在美国农业部（USDA）数据库中查找不同食物的卡路里，您会发现他们使用一种称为Atwater通用因素的东西：每克碳水化合物4千卡，每克脂肪9千卡，每克蛋白质4千卡。这些数字与通过量热计获得的数字之间的差异并不存在于政府雇用了一群精英主义者，他们认为普通人无法处理小数点。相反，这反映了Atwater先生在调查中的谨慎和体贴的态度。

让我们来看看化学能在人体中释放的方式与在量热计中释放的方式有何不同。首先，我们的身体不会消化我们吃的所有东西。有些物质会作为粪便排出体外，其中的能量就会消失。其次，虽然实验室量热计可以燃烧蛋白质中的所有氮，但我们却不能。多余的氮会转化为尿素，并通过尿液排出体外。第三，消化过程本身也会消耗能量。Atwater系统之父、美国农业部首任营养调查主任Wilbur Atwater在经过严格的设计、实验和记录后，得出这些四舍五入的数字（4、9、4）。Atwater还确定了酒精的能量价值为每克7千卡。这让他与东正教教会赞助的卫斯理大学雇主陷入麻烦。就在禁酒时期不久前，教会正在宣传酒精只不过是一种毒药。Atwater的反驳揭露了有组织宗教的内在矛盾：全能者不会希望道德教义建立在不实的基础上。

但食物中可用的能量与量热计中测量的值之间的差异并不止于此。在20世纪50年代，美国农业部科学家得出结论，Atwater通用因素应该进一步完善，因为：1.有20种不同的氨基酸，是蛋白质的组成部分。每种氨基酸都有自己的化学组成。这意味着氮含量可能因食物中的蛋白质类型而异。2.食物的消化受其成分混合物的影响，导致吸收率不同。科学家们分析了数据，并为食物列表构建了一张大表格。这些被称为Atwater特定值。以下是一些例子：

现在我们真的在收集邮票。

但问题是：我们实际上并不从我们消化的食物中获得所有的能量。就像消化一样，新陈代谢本身的过程会消耗能量。相反，我们无法消化的食物中的所有能量并不是完全的损失。大肠中的细菌发酵某些纤维并产生游离脂肪酸，这些脂肪酸被吸收到血液中。鉴于这些和其他条件，食品科学家Geoffrey Livesey提出了净代谢能的概念。他的数字是：蛋白质3.2千卡，脂肪8.9千卡，可利用碳水化合物3.8千卡，发酵碳水化合物1.9千卡。

以下是我们迄今为止所学到的内容的简要总结。

图1。卡路里的流动

不幸的是，我们没有考虑准确计量卡路里所需的所有调整。例如，杏仁脂肪含量很高，但这种脂肪被锁在细胞壁中，我们的身体无法分解。这些微小的细胞的大小约为35微米。咀嚼后，只有大约10%的这些细胞被破坏。研究表明，与现有的相比，从全坚果中吸收的卡路里减少了30%。同样的杏仁，如果以切片形式食用，或者如果你把它放在搅拌机中制作杏仁酱，则有更多的细胞被破坏，因此会释放更多的脂肪进入你的身体。对于煮熟的食物，情况更加复杂，正如这里所讨论的那样。

我将以一些对那些计量卡路里的人有好消息结束这次讨论：实际上，差异并不重要。即使在最精心控制的研究中，食物称重的误差也很少低于5%。正如我之前提到的，食物的准备方式会显著改变其卡路里含量。无论Atwater因子中存在多少不准确之处，它们都被这些现实世界的变量所掩盖。这不仅仅是我的观点。2002年，联合国粮食及农业组织（FAO）召开了包括Livesey在内的国际专家会议，讨论使用净代谢能代替Atwater通用因子是否合理。结论？别费心了。

测量我们身体的卡路里消耗

我们还没有回答一个基本问题：我们真的如何证明我们的身体通过燃烧食物来获得能量，就像一种缓慢的燃烧一样？为此，我们需要量化一下我们吃完后实际上获得多少能量。一种直接的方法是建造一个人尺寸的量热计，但我们没有点燃食物，而是让我们的身体发挥作用，然后测量产生的热量。这就是包括Atwater在内的早期科学家所做的。

最早的全身体量热计是一个大双壁室。内壁和外壁之间的空间被填满了冰。研究对象被限制在室内，并尽可能正常地进行他的工作（似乎总是他）。通过测量多少冰融化，科学家可以计算出他产生的热量。还收集了研究对象的粪便和尿液，以便分析能量含量。

Atwater先生在卫斯理大学建造了一个这样的装置。他的装置不仅测量了热量，还测量了氧气摄入量和二氧化碳排泄量，从而间接测量了氧化产生的能量。这是因为当你在体内“燃烧”食物时，你需要氧气进行反应，而该反应的产物之一是二氧化碳。以下是几种不同类型的燃烧的化学方程式：

煤炭燃烧（方程1）：

$\ce{C + O2-> CO2}$

烹饪气体的燃烧（方程2）：

$\ce{CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O}$

葡萄糖的燃烧（方程3）：

$\ce{C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O} + 673\ \text{kcal}$

典型脂肪酸–棕榈酸的燃烧（方程4）：

$\ce{C16H32O2 + 23O2 -> 16CO2 + 16H2O} + 2392\ \text{kcal}$

方程3和4并非代谢过程的精确写照，而是跳过若干中间步骤的近似。尽管经过简化，它们仍说明了为什么测量耗氧量与二氧化碳产生量，能够判断身体正在氧化哪类燃料。呼吸商（RQ）是二氧化碳产生量与氧气消耗量之比。每升氧气释放的热量也随燃料而异，因此呼吸测量可以用来估算能量消耗。

自Atwater时代以来，便携式呼吸量热计已经被开发出来。然而，这些设备仍然存在限制，因为它们会妨碍正常活动。在20世纪60年代，一种不太侵入性的方法被开发出来来估计普通生活中的能量消耗：双标记水法。

水分子由两个氢原子和一个氧原子组成。通常，氢原子有一个质子和没有中子，而氧原子有八个质子和八个中子。在双重标记的水变体中，氢同位素有一个质子和一个中子，氧同位素有八个质子和十个中子。在测量开始时，受试者喝了一些双重标记的水。这里的关键见解是，虽然重氢只能通过尿液和出汗从体内排出，而重氧可以通过排泄液和呼出的二氧化碳两种方式排出。随着个人继续摄入普通水和食物，同位素将以不同的速度稀释。因此，在过程中仔细测量几次尿液样本，并进行一些复杂的数据处理，就可以推断出测量期间呼出的二氧化碳量。

顺便说一句，这回答了这个问题：当我们减肥时，我们实际上会失去什么？质量以二氧化碳和水的形式离开你的身体。虽然一些水分可能来自你的饮水，但二氧化碳完全来自代谢的食物。除非你呼吸得更快，否则你不会减肥更多。这解释了为什么在不减少水重的情况下，快速减肥是不可能的：你呼吸的力度是有限的。

各种双重标记的水测量表明，成年男性通常每天消耗超过3000卡路里。由于美国成年男性的自我报告摄入量存在差异，根据疾病控制和预防中心（CDC）和美国农业部（USDA）联合进行的“我们在美国吃什么”大规模调查，平均摄入量为2500卡路里。这项调查涉及对8500名个人进行详细和定期的访谈，了解他们的饮食情况。

如果这个颠倒的结果让你开始怀疑热力学第一定律，不妨看看同样由疾控中心开展的全国健康与营养调查。研究人员测量了5000名美国人的身高，再询问他们自报的身高。男性平均高估了半英寸。这足以说明自我报告数据有多值得信任。

而在每天3000卡路里的另一边，美国农业部会把美国生产的食物加上进口、减去出口，有点像计算食品的国内生产总值。按此计算，美国人均可获得的热量为每天3900卡路里。值得注意的是，12%的美国人表示会经常购买标有低碳足迹的产品。如果你真的关心食物对环境的影响，就少吃一点、少浪费一点。这对身体、钱包和地球都有好处。

关注卡路里

我们只是刚刚触及了表面：我们只谈到了从我们身体之外观察到的卡路里。让我们来了解一下当我们吃东西时，体内会发生什么。

首先，我们需要区分两个经常混淆的概念：消化和新陈代谢。消化是身体在胃肠道（GI）中分解食物并消除废物的过程。新陈代谢是指将消化后的食物转化为能量的细胞活动。对于本讨论，当食物分解成简单的营养物质（葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等）并吸收到我们的血液中时，消化结束。新陈代谢是我们的身体从这些输入中合成能量的后续阶段。

我们的胃肠道从上到下大致由以下部分组成：口腔、食道、胃、小肠、大肠、直肠和肛门。胃肠道是一个奇妙而复杂精密的系统。例如，胃蛋白酶是一种由胃分泌的蛋白质消化酶。非常周到地，它只有在胃酸的作用下才会被激活。一旦食物从胃移动到小肠开始，胃蛋白酶就会被布鲁纳腺分泌的碱性分泌物中和。这种机制确保这种吃蛋白质的酶不会在我们身体的其他部位失控，那里许多部位都是由蛋白质组成的。

我们中的许多人失败在控制体重上，因为我们就是停不下来吃东西。我们的身体决定我们吃饱了的机制很复杂，还不完全被理解，但它并不像只是肚子饱了那么简单。我们的肠道是人体中最大的内分泌（分泌激素）器官。当食物通过我们的消化系统时，我们的肠道会分泌各种激素。这些激素是肠道和大脑之间复杂信息传递系统的一部分。在减重手术的结果中，可以观察到支持这种相互作用的证据。减重手术来源于希腊语中“体重”一词：baros。减重手术只是说减肥手术的一种花哨说法。一种减重手术的工作原理是这样的：外科医生通过用针线将胃的一部分缝合起来，使胃的大小缩小到鸡蛋的大小。然后，这个新形成的袋子直接连接到小肠。这样，你吃的食物就会绕过胃的其余部分和小肠的上部。

这项手术有两点令人惊讶： 第一，效果非常好。患者会快速且大幅度地减重，而且能长期保持。 第二，它并非医生所认为的那样有效。原来，人们以为小肚子会让我们吃得更少，感觉更饱。但事实证明，胃是具有弹性性的。手术后不久，小袋子就会膨胀回原来的大小。真正改变游戏规则的似乎是它对胃肠道激素分泌的影响。手术后，几种激素会激增，其中包括一种叫做GLP-1的激素。减肥药物Ozempic通过模仿GLP-1来发挥作用。当食物在肠道中被消化时，GLP-1会分泌出来，信号趁着即将进入血液的葡萄糖，让胰腺释放胰岛素。大脑或许会因此认为我们不需要吃更多食物。因为手术后食物会跳过部分胃肠道，以较少被消化的方式直接滑到小肠中部。这会改变肠道分泌的激素组合，让大脑误以为你吃得比实际多。

在小肠中，葡萄糖、氨基酸和脂肪酸进入我们的血液循环。图2是接下来发生的事情的简化描述。

图2。代谢途径

这看起来很复杂。但别担心，我现在会带你一步一步地走过来：

1. ATP，即三磷酸腺苷的缩写，是活细胞的能量来源。它就像一个可充电电池一样。一个ATP分子有三个磷酸基团——因此有“三”这个前缀。能量储存在将这些基团结合在一起的化学键中。当细胞需要一些能量时，ATP会断裂其中一个键，将一个三磷酸分子变成一个二磷酸分子（二磷酸腺苷，又名ADP），并释放能量。ADP可以通过几种方式重新转化为ATP。值得注意的是，每个ATP分子在一天内可以循环1000到1500次。
2. 地球上的所有生物体都使用ATP作为其能量储存介质。在植物中，光合作用产生ATP。在人类中，产生ATP的最高效机制是柠檬酸循环，也称为克雷布斯循环。图3显示了其工作原理：在氧气存在下，柠檬酸中的碳原子之间的键被破坏，产生二氧化碳，就像在量热计内部的燃烧过程中发生的那样。克雷布斯循环产生自由电子和能量，这反过来又在线粒体内膜上产生电压电位。这种电能在氧化磷酸化过程中被利用，将磷酸基组附加到ADP上，从而合成ATP。与此同时，在克雷布斯循环的另一半，缩短的碳链被一种称为乙酰CoA的东西补充，使它们再次变长，准备好进行下一轮。

图3。克雷布斯循环

ATP并不是克雷布斯循环的唯一产物；至少有三项诺贝尔奖因对我们对这一过程的理解做出贡献而获奖。

3. 葡萄糖代谢的第一步是糖酵解。糖酵解是产生ATP的最快方法，而且关键的是，它不需要氧气。它是厌氧活动的能量来源。就像计算机有寄存器、快取、RAM和硬盘一样，人体也有不同水平的能量储存，可以以不同的速度释放（我很感激，这种解释的唯一有效方式是，如果我的听众比生理学更了解计算机。不要让我开始谈论教育的问题：-）。如图4所示，对于快速动作，如挥杆打高尔夫球，我们的身体会使用已经存在的ATP。10秒后，我们的身体将不得不释放下一级储备：磷肌酸。这些分子将磷酸基团捐赠给ADP，从而立即产生新的ATP。当这些ATP用完时，糖酵解释放的能量正好及时释放出来。然而，糖酵解不能持续太久。我们体内葡萄糖储备量是有限的。此外，厌氧过程会将丙酮酸转化为乳酸，乳酸是肌肉疼痛的原因。

图4。能量缓存

4. 身体承受能量供应的机制是有氧系统。这需要更长的时间，因为氧气必须到达我们的肌肉细胞，并开始将丙酮酸转化为乙酰辅酶A，乙酰辅酶A被输送到克雷布斯循环中，这是另一个需要氧气的步骤。运动期间心率加快的目的是加快血液输送氧气。在克雷布斯循环中，产生了额外的28个ATP，这使它成为我们长期的能量主要来源。顺便说一句，如果你的心率不在“燃烧脂肪区”之外，你的身体并不燃烧脂肪。当有氧系统被激活时，身体会燃烧碳水化合物和脂肪来提供能量。
5. 通过少量能量输入（几分子ATP），丙酮酸可以被转化回葡萄糖。但乙酰CoA不能被转化回丙酮酸。这很重要，因为血糖水平受到严格的调节。如果血糖过低，肝脏将不得不产生葡萄糖。它可以使用丙酮酸，但不能使用乙酰CoA。这会有几个后果，我们稍后会谈论。

另一方面，如果血糖水平过高，胰岛素就会释放出来，并触发细胞摄取葡萄糖并将其转化为脂肪。为了捍卫胰岛素，它不是让你发胖的罪魁祸首。它并不是凭空创造脂肪酸合成的原材料：你一开始就吃得太多了。

6. 我们的身体可以储存大量的脂肪。它可以储存一点葡萄糖。但它没有办法储存多余的蛋白质。它用蛋白质来建造和修复身体部位，如肌肉、器官，甚至我们的指甲和头发。它还用蛋白质来制造激素和酶。如果身体没有立即需要的任何剩余蛋白质，它会经历脱胺过程，其中胺基团被去除，其余部分被转化为乙酰辅酶A。
7. 乙酰CoA是克雷布斯循环的燃料。它是蛋白质、脂肪和碳水化合物在代谢途径中汇聚的地方。就克雷布斯循环而言，乙酰CoA来自哪里并不重要。如果乙酰CoA太多，唯一的出口是脂肪酸合成。这就是为什么吃太多食物会变成太多脂肪。如果没有份量控制，无论是全肉饮食还是素食饮食都不会自动让你减肥。它们有时有效，可能是因为参与者由于食物选择有限而失去食欲。
8. 脂肪酸具有长长的碳氢化合物链，通过相对漫长的β-氧化过程变成乙酰CoA。当脂肪酸完全与氧气代谢时，一个典型的脂肪酸分子可以产生106个ATP。相比之下，每个葡萄糖分子产生30个ATP。以磅为单位，脂肪是身体最有效的能量储存介质。
9. 脂肪以甘油三酯的形式储存在脂肪细胞中，即脂肪细胞。脂肪细胞在膨胀能力上就像气球一样。当你的身体积累更多的脂肪时，脂肪细胞的数量并没有真正增加，只是每个脂肪细胞的大小增加。只要它们仍然有储备能力，多一点脂肪并不危险。这些细胞在变成问题之前能伸展多少，因人而异，主要是因为我们的基因。例如，与亚裔血统的人相比，白种人血统的人的脂肪细胞能够膨胀得更大，从而可以更安全地储存更多的脂肪。
10. 当血糖水平稳定时，身体会将多余的葡萄糖储存在肝脏和肌肉中作为糖原。这种糖原可以转化回葡萄糖，并在短时间内为我们的肌肉提供能量。有趣的是，这意味着肌肉拥有美拉德反应所需的一切：蛋白质和糖。当单独煎焗扇贝并得到漂亮的棕色外壳时，这一点最明显。

肌肉中储存着大约400克糖原，肝脏中储存着100克糖原。如果我们只用糖原作为能量，它一天就会用完。相比之下，我们的体脂有足够的能量来持续我们长达三个月。

11. 所有蛋白质都是由20种氨基酸组成的，就像所有英语单词都是由26个字符组成的。当我们吃蛋白质时，我们的身体会将其分解成其组成氨基酸。然后，它会利用它们来制造新的蛋白质。我们吃的蛋白质会被分解成其组成单元。20种氨基酸中，有9种被称为必需氨基酸，因为它们无法由我们的身体合成。我们必须从食物中获得它们。
12. 正如Atwater先生所指出的，酒精也是一种能源。它最终会代谢成乙酰CoA，并进入克雷布斯循环。因此，获得“啤酒肚”并不真正是关于喝太多啤酒；而是关于总的来说摄入过多卡路里。然而，过多的酒精会带来一种独特的危害：它会抑制脂肪酸氧化，并导致脂肪肝。
13. 有时，克雷布斯循环无法再吸收更多的乙酰CoA。为了弄清楚原因，让我们回顾一下图3，并仔细研究克雷布斯循环的细节。我们之前提到过，如果我们的血糖降低，肝脏就会开始从丙酮酸中合成葡萄糖。另一种葡萄糖的前体是甘油三酯的甘油部分。甘油三酯（脂肪）是由三条脂肪酸附着在甘油上的，如图4所示。肝脏无法用脂肪酸链来合成葡萄糖，因此最终，肝脏将需要在其他地方寻找原料。当甘油和丙酮酸都用完时，肝脏就会开始征用草酸乙酸来合成葡萄糖。如果没有足够的草酸乙酸，肝细胞中的克雷布斯循环就会减慢。多余的乙酰CoA会转化为酮体并被送到其他地方。

图4。甘油三酯

14. 身体中低血糖水平可能有几个原因。饥饿是其中之一，但如今，这更多地可能是由于低碳水化合物饮食。从生理上讲，低碳水化合物饮食模仿了饥饿的一些方面。在极少摄入碳水化合物的情况下，身体会适应使用脂肪作为燃料。脂肪酸被分解成酮体并送入细胞。酮体随后被线粒体吸收，线粒体将酮体转化为乙酰CoA，并将它输送到克雷布斯循环中。肝脏是唯一能够将草酸乙酸转移到糖原生成过程的器官。身体中的其他细胞没有问题地代谢乙酰CoA并关闭克雷布斯循环。

我们刚刚描述的情况是酮症，这就是酮饮食试图诱导的状态。不过，这种适应需要时间。在剧烈运动期间，你的身体可能在切换到燃烧脂肪为能量之前就用完了葡萄糖储备。这被称为“撞墙”或“崩溃”。正是出于这个原因，马拉松援助站提供富含碳水化合物的零食，以防止这种消耗。

体重控制、健康饮食和计卡路里

现在我们全面了解了卡路里，正确饮食不再是勾选方框或从网上收集随机食物清单的问题。而是要利用我们新获得的科学见解做出明智的选择。那么，哪种饮食最适合控制体重呢？

体重是衡量身体质量的指标。质量以食物和水的形式进入身体。其中一部分以排泄物形式排出。一部分被保留以制造和修复身体部位。除此之外的一切都会被代谢为燃料，燃料要么燃烧为能量，要么储存起来。过重的体重来自于过度的大体质量用于能量储存。当你的身体消耗的能量超过摄入的能量时，就会发生减重的现象，你最终会将多余的质量以二氧化碳的形式呼出，或者通过出汗或小便将其排出。没有秘诀或神奇的食物：任何导致能量缺口的饮食都会导致减肥。

但这和“少吃点，多运动点”差不多有用。这话容易说，很难做，而且它并没有真正告诉你具体该做什么。让我们试着变得更具体和实用一点。

首先，我们到底应该吃什么？我们应该戒掉肉类、脂肪、碳水化合物或酸性食物吗？饮食科学的历史中到处都是自信过剩的人的傲慢，他们声称知道健康饮食的精确成分。但除非出于医疗原因由医生开具处方，否则任何限制你能吃到的食物种类的饮食都是一个坏主意。我们需要食物的更多多样性，而不是更少。我们进化成杂食动物。智人是人属中唯一幸存的物种，可能是因为我们的祖先能够吃更多种类的食物。

如果我们不吃肉，我们可能很难获得动物产品中常见的正确数量的所有必需氨基酸和某些维生素。消除脂肪会剥夺我们必需脂肪酸。脂肪在生理框架中起着关键作用。它们构成细胞膜和我们神经细胞周围的保护涂层，称为髓鞘。一些维生素只能溶解在脂肪中，因此没有脂肪，身体就无法保留它们。

如果我们限制碳水化合物摄入量，克雷布斯循环就会减慢，脂肪氧化效率会降低，你将更难参与耐力运动。肝脏也必须加班生产葡萄糖。但为什么血糖水平如此重要？首先，我们的大脑真的很喜欢用葡萄糖作为能量来源。研究表明，在严格禁食三天后，大脑仍然从葡萄糖中获得75%的燃料。至少大脑可以在紧急情况下使用酮体，但红细胞只能用葡萄糖作为能量来源。有一个完全合乎逻辑的解释：为了让线粒体通过克雷布斯循环产生能量，它们必须消耗氧气。但红细胞的工作是运输氧气。它们不应该偷走货物。这就是为什么红细胞甚至没有线粒体，而糖酵解是它们唯一的能量来源。

当你开始低碳水化合物饮食时，你可能会注意到你一开始会很快减肥。这是因为糖原储备正在耗尽。糖原储存时与水结合（从技术上讲，它是一种含有大量羟基团的多糖，使其亲水）。一克糖原可以保持三克水。减肥的初始阶段主要归因于水的排出，鉴于体内有限的糖原储备，这是一个短暂的影响。

诀窍在于增加多样性，同时控制总输入量。为什么我们经常吃得太多？在整个人类历史上，饥饿一直是一个恒久的威胁。我们的身体已经发展出复杂的保护机制来抵御饥饿。当我们没有吃足够的食物时，各种警报器都会响起，各种能量保存过程就会开始。另一方面，在人类进化史上，吃太多食物是一个相对较新的问题。尽管我们现在知道肥胖是不健康的，但我们的基因还没有完全赶上现代卡路里丰富的现状。我们的身体仍然热衷地储存多余的能量。我们不能依靠我们的生理学来防止暴饮暴食。最好的防御是能让你感到饱腹并让你持续感到饱腹的食物。

饱腹感是衡量食物质量的重要指标，但往往被忽视。所有食物都会给我们提供卡路里，但并非所有卡路里都是一样的。低质量的卡路里来自含有大量卡路里但其他成分很少的食物，但不会让你感到饱腹。现在我们可以看到白米饭等精制碳水化合物的问题：它几乎完全由易于消化的淀粉组成，这会很快离开你的胃，并很快被吸收。含糖饮料也是如此——它们充满了我们所说的“空卡路里”。如果你正在控制体重，一个好的规则是永远不要喝你的卡路里。

相比之下，蛋白质需要2到4小时才能从胃中排出。它更难消化，并沿着肠道更远的地方移动。还记得我们关于Ozempic的讨论吗？少被消化的食物到达肠道后部会触发“我饱了”信号。消化后的蛋白质也会提高血液中的氨基酸和酮体水平。因此，蛋白质中的卡路里具有比碳水化合物更高的饱腹感价值。蛋白质作为卡路里来源的另一个优势是，它会产生更高的代谢成本（如图1所示的饮食诱导的热生成）。因此，蛋白质的净可代谢能量较少。

就像卡路里一样，你应该注意食物中除了蛋白质之外还有什么。这可能是可疑肉类的抗生素和生长激素，或来自鳄梨的纤维和欧米茄-3脂肪酸。应该在整个食物背景下考虑食物质量。

最后，对于一篇题为“计卡路里科学”的文章，我们必须回答这个问题：我们应该计卡路里吗？科学无法回答以“应该”开头的问题，因为它意味着价值判断，每个人都有不同的价值观。但从实际上讲，我的答案是：可能不