1卡路里 ≠ 1卡路里？不同食物里的热量不等价？

分歧食物里的热量也许不等价，但卡路里仍然没有损失其对于节制体重的参考价值。

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一些营养专家称，并不是所有的卡路里都是等价的，因为人体从分歧的食物中提取能量的体例是分歧的。在这个范畴中存在这样一种担忧，那就是，基于热力学第必然律而拟定的饮食建议是不得当的。

这类说法遭到了很多人的否决，一些研究新陈代谢的人暗示，他们用尝试证实了食物包装上的卡路里含量（热量）可以准确地诠释食物之间的差别。

这两大阵营都认为，热力学在饮食科学中有着欠好的名声，这本家儿要拜某些所谓的减肥神话所赐；但他们存在不合的是，这一名声是否“名副其实”。

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本年年头，在英国举办了一场关于关于食物制造的物理学钻研会。在钻研会上，营养治疗学家Andrew Preece颁发了一篇题为《熵、热力学第二心猿意马律和为什么‘一卡路里可能并非就是一卡路里’》的演讲，他传递的信息是分歧食物的卡路里也许是不等价的。

Preece曾是物理学家身世，他诠释说，两颗西兰花和一块巧克力差不多拥有一样的热量，但它们对体重的影响并不不异。他指出，那些基于热量计较和能量守恒所拟定的营养建议，忽略了分歧热量之间的这种不等价。

而否决的声音说：“一卡路里当然就是一卡路里。”说这句话的是同样是物理学家身世的Kevin Hall，他经由过程数学建模和设计尝试来研究新陈代谢和体重调节等问题。

Hall认可，分歧的宏量营养素（如脂肪和碳水化合物）对身体简直具有分歧的影响，但他强烈否决Preece的说法。他认为，对于两种卡路里含量不异的食物来说，若是不考虑那些被转化为脂肪存储的热量，而只考虑身体燃烧的热量，那么无论脂肪或碳水化合物的含量为何，它们的热量都是一样的。

在一些尝试中，Hall给受试者吃热量不异但碳水化合物和脂肪含量分歧的食物，成果发现人体几乎燃烧了不异的能量。这些尝试成果也合适他模子的展望。这些连系了热力学在内的数学模子，能诠释人体中的各类与食物耗损有关的代谢反映。

他们还基于模子在尝试室中设计出了复制尝试，使分歧的反映路子都可以用放射性示踪剂进行监控，从而使研究人员能精确地确定代谢路子和能量耗损会若何随饮食当作分的转变而转变。

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面临这两种声音，我们可能需要探寻的一个问题是：热力学心猿意马律合用于人体吗？

乍看之下，热力学心猿意马律仿佛并不合用于模拟人体内部的能量流动，因为人体不是一个封锁的孤立系统。有生物学家认为，生物体并没有处于平衡状况。按照这种思绪，“一卡路里并非就是一卡路里”的不雅点似乎是行得通的。

好比生物化学家Richard Feinman就认为，即使分歧的宏量营养素需要利用不异的总能量来完当作氧化路子，它们仍然会发生分歧的功和热量，是以它们的卡路里含量是不等效的。

但否决者则认为，那些为确定食物的卡路里含量而进行的人类喂养尝试，会考虑人体若何处置分歧的宏量营养素的转变。从事新陈代谢与营养研究的Dale Schoeller就暗示，食物包装上所标注的那些卡路里数字固然会因新陈代谢的分歧而呈现细小的个别差别（几个百分点摆布），但这些数据根基上是切确的。

在Hall的尝试中，经由过程测量所有的能量输入和输出、热量的发生以及所做的功，可以有用地将身体视为一个封锁系统。固然这些路子很是复杂，但若是能准确地测量它们并用模子来加以诠释，那么就可以说热力学心猿意马律是合用人体这一特别系统的了。

东京工业大学的物理学家Marko Jusup认为，热力学心猿意马律完全合用于生物体。他建立了很多用于描述生物和生态难题的模子，从疟疾的传布到金枪鱼的发展，都是他所研究的对象。例如他的金枪鱼生命模子就操纵热力学中的热量均衡理论，当作功地展望了金枪鱼从胚胎到当作鱼的发展和滋生速度。

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固然Jusup认为热力学心猿意马律当然是合用于人类的，但他也认可，在利用这些心猿意马律进行展望时需要很是谨严。他认为，用这种方式来拟定饮食建议，就比如是拿我们日常的钟表去计量毫秒。也就是说，当我们将热力学心猿意马律用到减肥问题上时，就可能会导致疑问。

“3500卡路里法则”就是一个典型的例子。这是一种常呈现于减肥网站上的概念，它说的是若是你在饮食上每削减3500卡路里，就可以减失落大约1磅（450克）的身体脂肪。可是，这个数据与现实环境并不相符，导致很多人起头质疑任何故能量守恒为根本的营养模式或减肥模式。

其实，“3500卡路里”是一种比力轻率的说法。1958年，美国大夫Max Wishnofsky计较出，在一磅脂肪组织中所储存的能量大约是3500卡路里，然后他称若是人们想要减失落一磅脂肪的话，那么这3500卡路里就是应该削减的。

但这种说法存在两个问题。起首，这个计较假设了只有当你体重下降时脂肪才会消逝，而这是不合错误的；其次，它假设身体的能量耗损能连结不变，然而研究却表白，当你的身体更轻时，身体味经由过程燃烧更少的卡路里来顺应新的身体状况。也就是说，你必需得不竭地削减越来越多的卡路里才能减失落更多的一磅。

而这种“减肥心猿意马律”之所以在全球受到如斯大的接待，很可能是因为它听上去很简单，很轻易被记住。并且在几周的时候标准上，它所呈现出的减肥结果大致是合适预期的。若是要操纵热力学概念来拟定营养或减肥打算，我们需要更周全的测试卡路里的东西，以帮忙人们展望在达到方针体重之前，到底需要削减几多卡路里的摄入。

撰文 | 道理

参考链接

https://physics.aps.org/articles/v12/47

本文经授权转载自公家号“道理”。

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