Andrew Huberman 是在斯坦福大学任教的知名神经科学家,他的 Huberman Lab Podcast 是一独特且极具价值的播客系列,在英文互联网享有极高的知名度。播客中,他探讨并分享了许多关于睡眠、压力管理、学习、锻炼和营养等方面的知识与实用建议。Huberman 博士擅长用通俗易懂的语言深入浅出地解释复杂的科学概念,让每个人都能从这个播客中获益。截至目前,播客已近 200 期。
可即使这一播客系列是相当优秀的学习资源,由于其性质的原因,其内容有些过于口语化,显得拖沓、啰嗦,信噪比低。为了向更多人传播英文世界的优质内容,Thoughts Memo 汉化组启动了 Huberman Podcast 笔记工程。原 90 分钟左右的播客会被浓缩为一篇篇简短的文章,剔除重复、无意义的部分,将播客的精华保留下来,并用汉语文本的形式呈现。
大家在点收藏的同时,别忘了点个赞支持我们。
作者:照华堂
原标题:How Our Hormones Control Our Hunger, Eating & Satiety
本篇笔记的主题是荷尔蒙如何影响饥饿、进食和饱腹感,文中所提荷尔蒙对你想多吃、少吃还是完全停止吃有着重大影响。(饱腹感:你在进食后产生的不需要继续进食的感觉。)
本文会提到很多生物学知识,还会介绍很多你可以采取的行动,以帮助你调节饥饿感、用餐时间和血糖水平。本文也会介绍一些相关的药物和补剂。
荷尔蒙
荷尔蒙(hormone,或称激素)控制着大脑和身体中的许多过程,但它们不是独自发挥作用,而是与神经系统协同工作。
1 α-MSH
α-MSH(Alpha-melanocyte-stimulating hormone,Alpha-促黑激素)能够抑制饥饿感,有效地减少食欲。
在我们进食之后,α-MSH 的释放会增加,从而激发停止进食的欲望。
另外,眼睛接受足够的紫外光照射,会刺激POMC 神经元释放 α-MSH。随后 α-MSH 可以与其受体结合,这有助于控制食欲。这就是为什么春夏季节动物和人类的食量会减少,而冬季会增加(冬眠动物除外)。必须是照射到你的眼睛上的紫外光线才能抑制食欲。理想的光源是阳光,但也可以是其他人造紫外光源。要让紫外线的光子整天均匀地照射到眼睛,不仅仅在早晨,而是整天都要接受足够的光线。我不建议在白天使用蓝光阻断器(blue blocker),因为它们会阻挡很多我们想要且需要的紫外线和短波长光,这些光线既能够提高警觉性,也能促进 α-MSH 的分泌。
另外,有的人甚至会直接向体内注射 α-MSH。这样做的除了会让人厌食,副作用还有让人变黑、持续勃起等。
专业补充:α-MSH 从哪里释放
下丘脑中有一个叫做腹内侧下丘脑(ventromedial hypothalamus,简称 VMH)的区域,那里有多个神经元群,他们控制着你的饥饿感和饱腹感。垂体(pituitary)是一个与下丘脑位置非常接近的腺体,有些下丘脑神经元直接将神经连接延伸到垂体中。
弓状核位于下丘脑中,其中有一组神经元群叫做POMC(proopiomelanocortin,前促黑激素)神经元,这里和垂体内侧(medial pituitary)都可以分泌出 α-MSH。
2 胃饥饿素
胃饥饿素(ghrelin)的效果是让你想要进食。它会刺激大脑中的那些让你产生进食欲望的神经元。(包括 POMC 神经元,弓状核中的其他神经元,它还特别激活了 VMH。)此外,它甚至可能激活你口腔周围的一些神经元,这些神经元会使你分泌唾液,从而产生进食欲望。(巴甫洛夫的狗进食摇铃实验:那些狗听到铃声就会开始流口水。最初铃声是与食物一起呈现的,去掉食物后,仅铃声也能刺激唾液分泌。)
胃饥饿素是由消化道(GI tract)分泌出来的。(消化道:人体内从口腔到肛门的一系列器官,包括口腔、食管、胃、小肠、大肠和肛门等,主要功能是消化食物并吸收营养物质。)
胃饥饿素与进食时间
胃饥饿素的特点是,会使你在特定时间产生进食欲望。如果你是一个吃饭时间很规律的人,你会在那些饭点前的几分钟开始感到饿,肚子咕咕叫。这是因为,胃饥饿素会根据你的通常进食时间,在你的神经系统中产生预期食物的信号。(顺便一提,肚子会咕咕叫并不仅仅是胃里液体的搅动声,这实际上是一种肌肉现象。)
这意味着,当你发现自己每到饭点就变得很饿,这通常是胃饥饿素的作用,而不是因为你的血糖下降到了真正需要吃东西来缓解的程度。尽管饥饿的感觉可能会使你做出错误判断,认为自己再不吃就要饿死了。
因此,如果你想要改变自己的进食时间,你可以利用这一点。如果你原本是在早上8点左右吃早餐,现在你想在中午12点开始吃第一餐,你可以花大约四五天的时间,每天将用餐时间推迟大约45分钟到1小时。这样可以使整个过程不那么痛苦。之所以选择推迟45分钟左右,是因为胃饥饿素的分泌可以每天大约调整45分钟,这是胃饥饿素系统与控制进食的神经回路之间的联系所能承受的,是一种神经可塑性的形式。
当然,你也可以直接硬来,说不吃就不吃。比如,教授举例他的一个同事采用的方式是每天跳过一顿饭。他有时跳过早餐,有时跳过午餐,有时跳过晚餐。这样做使他的胃饥饿素系统总是保持一种不稳定状态,可能还让他拥有了更多的“神经灵活性”。
3 缩胆囊肽(CCK)
缩胆囊肽(CCK)有助于减少促进进食的AgRP神经元的活动,能在一段时间内减少你的饥饿感,抑制食欲。(它不会把你的食欲压制到厌食的程度,只是调节食欲,使你不会过度进食。)
如果检测肠道内容的神经元发现肠道中存在特定的脂肪酸、特定的氨基酸以及糖分,它们就会刺激 CCK 的释放。(具体见【摄取食物】)另外,肠道黏膜的某些成分和肠道中的微生物群也会影响 CCK 的分泌。
本文讨论由消化道(GI tract)分泌的正常水平下的 CCK。此外,CCK 也可以作为一种减肥药物,但它会带来一些相当不愉快甚至相当严重的副作用。
我们停止进食的原因
最显而易见的是,我们吃到了再也吃不下。或者,我们主动决定不再吃了,可能是因为要去做其他事情,或者觉得已经吃够了,比如习惯只吃七八分饱。
潜意识层面上,肠道会通过 CCK 和其他机制告知大脑,我们已经摄入了所需的足够营养。
4 胰岛素
对大多数人来说,胰岛素(insulin)是调动和管理体内葡萄糖的最主要激素,其作用是将葡萄糖输送到身体的适当组织,并且维持血糖水平。
你吃东西时,食物会被分解成葡萄糖。你可以把葡萄糖视为燃料,它可以转化为能量,最终生成三磷酸腺苷(ATP),以维持身体的正常活动。
通常情况下,你需要把血糖水平维持在特定范围内(大约 70-100 ng/dL(纳克每分升)),即正常血糖(euglycemia)。血糖过低称为低血糖(hypogylcemia),血糖过高称为高血糖(hyperglycemia)。(具体见【血糖】)
5 胰高血糖素
你饿了的时候会分泌胰高血糖素(glucagon),其主要作用是调动肝脏和肌肉中的糖原储备。如果你活动非常频繁,而且所有的糖原储备都耗尽或接近耗尽,你最终会开始消耗体脂肪(body fat)。
摄取食物
进食的本质是在寻找食物中的特定脂肪酸和特定氨基酸。人类和动物会一直吃,直到感觉已摄入了足够多这些营养素,激活 CCK 的分泌,之后才会停止进食。
人体所需脂肪酸
人体需要的脂肪酸包括 ω-3脂肪酸(omega-3 fatty acids)和共轭亚油酸(CLA,conjugated linoleic acid)等。ω-3 脂肪酸主要食物来源是藻类、磷虾或鱼油。不论是通过食物还是补剂摄取这些脂肪酸,都能激活 CCK 的分泌。
另外,ω-3脂肪酸和ω-6脂肪酸具有抗抑郁作用。对肠道微生物群也有益。
人体所需氨基酸
我们身体需要氨基酸。氨基酸参与了人体内所需蛋白质的合成,最终用于修复肌肉组织以及其他细胞。另外,氨基酸还可以经由糖原新生(gluconeogenesis)过程转化为能量。(糖原新生指葡萄糖的形成,尤其是通过肝脏从非碳水化合物,如氨基酸和丙三醇中形成。)
谷氨酰胺
氨基酸分为必需氨基酸(essential amino acids)和非必需氨基酸(non-essential amino acids)。在必需氨基酸中,谷氨酰胺(L-Glutamine,谷氨酸的一种酰胺)能特别有效地触发 CCK 的释放。(谷氨酸:glutamic acid)
谷氨酰胺能提高免疫系统中杀伤细胞的数量,增强免疫系统。此外,它还能减少你对糖的渴望。谷氨酰胺可以通过补剂摄取,也可以从食物中获得。富含谷氨酰胺的食物有瘦肉、鸡蛋、带鱼、核桃、豆腐等。
你如果想摄入谷氨酰胺补剂,应当先咨询医生,特别是如果你有任何癌症的易感体质或者已经患有癌症,因为许多癌症和肿瘤喜欢谷氨酰胺。另外,摄入谷氨酰胺补剂会略微提高血糖水平,这是因为它们本质上是食物。虽然这并不是一个巨大的血糖升高,但人们(特别是糖尿病患者)应当知道这一点。
你留意过食物的触感吗?
大脑中一个叫做岛叶皮层(insular cortex)的区域主要处理你体内发生的事情的各种信息,即内感(interoception)。它拥有从你嘴巴中的触觉感受器接收信号的神经元,控制着你是否享受所吃的食物、是否想吃、是否已吃够。
需要特别指出的是,很大程度上是咀嚼食物时的触感决定了你是否想吃某种食物。虽然人们普遍更重视味觉,而不是食物的触觉或质地。另外,“喜欢哪种食物的触感”是非常个人的,这可能是后天习得的,还可能会受到文化背景的影响。
高度加工食品之危害
你应该尽量避免食用高度加工食品(highly processed foods),尽量选择食用全天然食品(whole foods)。原因很多,其中之一是,高度加工食品中所添加的乳化剂(emulsifiers)对肠道和肠脑轴(gut-brain axis)有极大的负面影响,这会影响 CCK 的分泌,从而导致你吃得更多。
什么是乳化剂?
当你在洗衣服时加入含有乳化剂的洗涤剂,这种洗涤剂的目标是将脂肪分子和水分子结合起来,使它们分离并打碎,以便清除衣物上的污渍等。
高度加工食品中添加的乳化剂会促使某些化学反应发生,从而延长食品的保质期。糖果条、谷物、糕点、各种薯片等加工食品,甚至某些肉类中都含有大量的乳化剂,比如大豆卵磷脂(soy lecithin)等。
为什么乳化剂不好?
当你摄入高度加工食品时,乳化剂就跟着进入了你的肠道。它们会剥离肠道的粘膜保护层,使之受到结构性的损伤。它们还会导致肠道神经元的轴突缩回肠道深处,于是肠道就很难检测出你吃掉的食物成分了。因此,你摄入了大量高度加工食品,却无法触发 CCK 的分泌,于是你得不到饱腹信号,这会导致你吃得更多。
此外,对于非高度加工食品中的营养成分,你也不能准确测量了。(好消息是,在一段时间内远离高度加工食品可以修复这个问题。)
另外,你的肠道里有检测糖分的神经元,它们会通过迷走神经(vagus nerve)向大脑发送潜意识信号,触发多巴胺释放,使你想吃更多糖。所以结果是,你会想吃更多糖,却意识不到你已经摄入了足够的脂肪酸和氨基酸。(double kill!)
总而言之,食用高度加工食品会造成过度进食,不仅是高度加工食品的摄入量会增加,一般食品的摄入量也会增加。结果,你的激素系统和控制饮食后欲望的神经系统都被扰乱了,你的体重增加了,你患糖尿病的机率也大大增加了。
相关视频推荐:
美国的全天然食品转变为高度加工食品的历史
Is a Calorie a Calorie Processed Food, Experiment Gone Wrong
https://www.bilibili.com/video/BV1R3411G77z
(顺便指路视频下方评论区有人发了一篇笔记。)
加工食品中的隐藏糖分
加工食品制造商在食品中添加的糖有很多你甚至察觉不到,但只要你吃加工食品,你的血糖就会升高,同时这还会影响岛叶皮层等神经系统,促使你产生更强烈的进食欲望。这是一个很糟糕的正反馈循环。
另外,酒精也是糖分,所以喝酒也会让血糖急剧上升。不同种类的酒精含糖量有所不同。
总之,无论是否含热量,无论是否人造,摄入任何非常甜的物质都会引发胰岛素分泌。甚至于,在你走过面包店时闻到的香喷喷的烘焙食品的味道,都能增加你的胰岛素分泌。
成功减肥的要点是坚持!
有一项探讨各种饮食方式之优劣的研究,涉及了素食、严格素食、杂食、间歇性禁食等类型。结果发现,只要人们坚持某种饮食方式,不管他们遵循哪一种,效果都差不多,减掉的体重基本相当。
在实验研究中,参与者的依从性会非常高。而在现实生活中,对许多人来说,正是“能否坚持自己所选饮食计划”这一点,决定了他们所选饮食计划的有效性。
血糖
血糖过高——糖尿病
糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病,有两种类型。缺乏胰岛素的人会得 1 型糖尿病。1 型糖尿病通常会导致患者突然体重下降。胰腺分泌胰岛素,但身体对胰岛素不敏感,受体功能出现问题的人,会得 2 型糖尿病。2 型糖尿病通常(虽然并不总是)与超重和肥胖有关。这两种情况都很棘手。
维持正常血糖很重要,血糖水平过高会损害甚至杀死神经元。这是由我们的细胞,特别是神经元与葡萄糖的相互作用方式决定的。这就是所谓的周围神经病变(peripheral neuropathies),一些糖尿病的症状包括人们开始失去手指、手或脚的触觉,甚至可能失明,比如出现糖尿病性视网膜病变(diabetic retinopathies)。
另外一提,“糖尿病”名的由来是,因为你的尿液实际上就是过滤后的血液,所以过去的医生常常通过从尿液中测量血糖,来判断人们是否患有糖尿病。
进食顺序对血糖上升速度影响很大
你摄入各种常量营养物(macronutrients,指主要养分,如脂肪、蛋白质、碳水化合物)的顺序,会对胰岛素水平和血糖浓度的上升速度产生巨大的影响。
假设你在吃饭,这顿饭包括米饭(主食,碳水化合物)、鸡蛋(蛋白质),肉类(蛋白质、脂肪),还有一些纤维性蔬菜,比如像芦笋或卷心菜。如果你先吃碳水化合物,你的血糖会急剧上升,这会促使你更想摄入葡萄糖。如果你把它们混合起来一起吃,你的胰岛素和血糖水平会上升得比较快。如果你先吃富含纤维的蔬菜,你咀嚼的时间会延长,但你的血糖不会大幅上升。它们甚至会减缓米饭可能引起的血糖上升。(除非它们含糖量高。)
所以,如果你想要血糖急剧上升(比如你很饿的时候),你应该先吃富含碳水化合物的食物,或者吃混在一起的各种常量营养物。如果你想要血糖上升得更温和,或者你想减缓血糖上升,那么至少先吃一些富含纤维的食物,然后是蛋白质,最后是碳水化合物。这时,你的血糖会上升得更稳定,并且你会更早产生饱腹感。
运动能极其有效地调节血糖水平
在吃饭前进行任何形式的运动,都会降低你的血糖水平。在餐后散步30分钟也有同样效果。甚至,如果你能做到的话,边走边吃也可以。其中的原理与GLUT4(一种胰岛素调节的葡萄糖转运蛋白,insulin-regulated glucose transporter)的释放有关。
GLUT4 有助于将葡萄糖输送到身体特定细胞,尤其是肌肉和糖原储存处,而非脂肪储存处。运动的强度越高,GLUT4 的增加就越多,血糖降低得就越多,你就会将更多的葡萄糖转运到糖原和肌肉储存中。不过,即使是散步这样的轻微运动也是大有好处的。
二区有氧运动
二区有氧(zone two cardio)运动是一种稳态心率的有氧运动(steady state cardio),每周进行三到四次、每次30~60分钟的二区有氧运动,可以让你的血糖变得非常稳定。
“二区”指的是心率区的二区,大约是你的最大心率的 60~70%。即使是在较高强度的二区有氧运动中,你也能通过鼻子呼吸,甚至可以边运动边交谈(但我不建议你这样做)。
二区有氧运动甚至可以使你轻松享受高糖食物而不会产生“血糖管理危机”。如果你血糖不稳定,长期适量进行二区有氧运动有助于你控制血糖水平,消除血糖剧烈变化带来的颤抖或不适感。
血糖的稳定性
有些人的血糖就是稳定的,他们能够长时间不吃东西,仍然感觉很好。另一些人则相反,胰岛素敏感性非常高,长时间不吃东西则会变得非常焦躁、出现颤抖,甚至在进食后会异常亢奋。有时候,他们还会出汗或视力模糊。这都是血糖不稳定的表现。
这些症状与弓状核中的 AgRP 神经元有关。当动物或人类进入饥饿状态( 此处不是指长时间的饥饿,而是有一段时间没有进食)时,刺激进食的 AgRP 神经元的活动会大大增加,甚至于会使一些人在进食前出现轻微的静止性震颤。
高强度锻炼
高强度锻炼包括高强度间歇训练(High Intensity Interval Training,简称 HIIT)、抗阻训练/举重训练(Resistance Training,又称 Weight Training)等等。如果你想要耗尽体内的糖原储备,锻炼的强度必须非常高,比如短跑、重量举重、有一定阻力的循环训练等等,这种类型的锻炼通常不会超过一小时。
原理是,足够时长的高强度锻炼能有效地激活那些能够重新打包糖原的酶和代谢途径,将大部分糖原转运回肌肉组织或补充肝脏储备,而不是脂肪组织。这样一来,这些糖原就可以在未来用作更多高强度活动的燃料。
血糖对脂肪的影响
本文简单介绍一下 LDL(Low Density Lipoprotein,低密度脂蛋白)和 HDL(High Density Lipoprotein,高密度脂蛋白)。LDL 和 HDL 的作用主要是包裹脂肪,让它们能够通过血液运输到身体各处。脂质(lipid)/脂肪(fats)非常重要,因为你体内的所有组织都需要脂肪和胆固醇。
可以确定的是,高血糖、摄入过多糖分或者不去管理体内的葡萄糖水平,都会对 LDL 和 HDL 的比例产生负面影响。我们应当保证 LDL 和 HDL 的比例合适,即保持低水平的 LDL,让 HDL 更多一些。
胆固醇是很多激素的前体,比如雌激素和睾酮这样的性类固醇激素以及其他的一些激素。HDL 会把脂肪分子运送到使用胆固醇来合成激素的组织,比如肝脏、卵巢、睾丸和肾上腺,以保证它们正常工作。而当 LDL 过高时,脂肪就不能被正确运送到相应的组织。这样可能会导致脂肪积累,使人患上脂肪肝。
处方药和补剂及其他
处方药
重要提醒:在使用这些药物时要小心谨慎,遵守医嘱。如果你想了解更多信息,可以去 examine.com 查阅。
二甲双胍
二甲双胍(Metformin)能强效降低血糖,它主要是通过改变肝脏中的线粒体的行为来发挥作用。二甲双胍通过AMPK(adenosine monophosphate-activated protein kinase,单磷酸腺苷活化的蛋白激酶)途径发挥作用,并且整体上增加了胰岛素敏感性。
必须指出,二甲双胍是作为糖尿病的治疗药物开发的一种强效药物,它可能会导致健康人群出现低血糖症。
黄连素
黄连素(Berberine)的作用与二甲双胍非常相似,能显著降低你的血糖水平。黄连素还能降低胆固醇,因为它作用于肝脏,而肝脏参与胆固醇代谢。另外,它还会影响到HDL和LDL。
黄连素又称小檗[bò]碱,来源于各种植物和树皮。它能激活AMPK途径,同时抑制PTPN1B(protein tyrosine phosphatase non-receptor type 1B)途径。
另外提个小知识,直接在口腔溃疡涂上黄连素,似乎能迅速消除溃疡。
补剂
中文 | 英文 | 对血糖的影响 | |
---|---|---|---|
增加 | |||
咖啡因 | Caffeine | 稍微提升血糖slight increase | |
甜叶菊(一种无热量甜味剂)* | Stevia | 稍微提升血糖slight increase | |
维生素B3 | Vitamin B3 | 提升血糖increase | |
减少 | |||
镁 | Magnesium | 适度降低血糖modest reduction | |
锌 | Zinc | 降低血糖 reduction | |
人参 | Panax Ginseng | 稍微降低血糖slight reduction | |
任何形式的酸性物质(比如柠檬汁、酸橙汁或苹果醋) | Acids (lemon juice or lime juice, or Apple cider vinegar) | 稍微降低血糖slight reduction | |
铬 | Chromium | 略微降低血糖 minor reduction | |
左旋肉碱 | L-carnitine | 略微降低血糖minor reduction |
* 甜叶菊可能会轻微提高血糖,但同时也能稍微改善胰岛素管理。只要保证浓度不至于过甜,这两者效应就会彼此抵消,使得其对血糖的影响总体为零。另外,甜叶菊不会对肠道菌群产生负面影响。(在本集视频中甜叶菊的相关内容是错误的,教授在第17集中做了订正,此处按第17集中所说为准。)
其他
生酮饮食
本文不深入探讨酮症。只稍微提一下,生酮饮食(ketogenic diet)对降低血糖有显著效果。因为生酮饮食的核心就是极少或完全不摄入那些会导致胰岛素和血糖急剧上升的食物。
如果你摄入足够的蛋白质,一部分蛋白质可以通过糖原新生转化为葡萄糖。但总的来说,生酮饮食可以很有效地调节血糖水平。
顺便一提,生酮饮食会调整甲状腺激素水平,这种调整的结果是,如果你在长时间处于酮症状态后重新摄入碳水化合物,你对碳水化合物的管理能力会下降。
马黛茶
马黛茶(Yerba Mate,或称巴拉圭茶)是教授很喜欢的一种茶叶,这是一种浓度较高的含咖啡因茶饮。与咖啡不同的是,它还能促进 GLP1(glucagon-like peptide-1,胰高血糖素样肽-1 )的释放。GLP1 与胰高血糖素有关,是一种相当不错的食欲抑制剂。
马黛茶还可以提高瘦蛋白(leptin)水平。瘦蛋白是由体脂肪分泌的一种激素,当体脂肪量大时,它会向大脑发出信号。在动物实验中,瘦蛋白的注射可以使肥胖动物变瘦,它们会丢失大量的脂肪或脂肪组织。但是,对人的研究发现,瘦蛋白在治疗某种罕见的糖尿病方面是成功的,作为抗肥胖药物并不是很有用。
另外,马黛茶还含有电解质。有时候,人们感到头晕或者大脑迷糊,并不仅仅是因为电解质水平低,而是因为电解质失衡。
(总之,教授对马黛茶是真爱了。)
系列目录:Thoughts Memo:全网首发:Huberman Lab Podcast 全系列笔记(持续更新)