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佛蒙特監獄盛宴
要開始回答這個問題，必須追溯到五十年前一次意義非凡的實驗。這是由伊森西姆斯（Ethan Sims）帶領的一組美國科學家，在佛蒙特州伯靈頓市的佛蒙特州立監獄所做的實驗。他們正在研究肥胖症，並且希望能觀察分析一群男人在三個月內「故意」過量飲食，讓體重增加25%時，到底會發生什麼狀況。由於這種暴飲暴食需要一段長時間，因此必須進行有效的監控。原先這些科學家是以學生來進行研究，但學生在學習期間很難監督其暴飲暴食的情況，因而研究被迫中止。後來發現囚犯更適合這項研究，因為他們沒別的事可做，而且要監測他們的活動很容易（甚至還可以禁止他們做任何體能活動）。科學家也為了願意增加體重來達成實驗目標的囚犯，商議了「提早出獄」的承諾。
科學家為囚犯雇用專門的廚師，並將監獄裡的餐具從錫製餐盤升級為瓷器。早餐是全套美式早餐：雞蛋、薯餅、培根和吐司，午餐是無限量的三明治，晚餐則是牛排或雞肉以及馬鈴薯和蔬菜。晚上睡前的宵夜也提供了另一頓完整的美式早餐餐點。這些男人一開始的卡路里攝取量從每天2200大卡增加到4000大卡。最初科學家觀察到囚犯的體重果然穩定上升，但隨後發生了奇怪的事情，令科學家感到非常困惑：儘管每天進食的熱量高達4000大卡，但囚犯的體重並未繼續增加。就算他們一直都有吃完餐點，體重卻停滯不前，因此距離體重增加25％的目標還很遙遠。
2200至4000……到10000大卡
因此科學家決定提高熱量。為了能夠繼續增加體重，大多數囚犯每天必須吃下8000到10000大卡的熱量，這是科學家原先計算的四倍。令人驚訝的是，即使每天吃下10000大卡，某些囚犯似乎仍無法進一步增加體重。為何他們的體種不再增加了呢？科學家測量這些被過度餵食、體重過重囚犯的新陳代謝率時找到了答案：每個囚犯的新陳代謝率都大幅增加。這些人似乎透過燃燒更多能量來適應暴飲暴食的環境，以保護自己免於體重增加所造成的失控狀況。聽起來很熟悉嗎？這點似乎可以解釋為何美國男性平均體重增加為6公斤，而非我們根據1980年代和1990年代加工食品消費量的增加所計算得到的200公斤以上。
1995年時，紐約洛克菲勒大學醫院的一個研究小組，研究體重增加10%對兩組測試者的影響（參7）。一組測試者剛開始是正常體重，另一組測試者則本來就是肥胖的人。有趣的是，在研究開始之前，肥胖組的「靜態代謝率」（resting metabolic rate）高於正常體重組。實驗中，用來增加體重的是由蛋白質、脂肪和碳水化合物所組成的高熱量飲料，因為可以讓科學家更精確計算吸收的能量。當兩組都達到了體重增加10%的目標時，他們的能量消耗發生了什麼變化？答案與佛蒙特監獄研究一樣，洛克菲勒研究中所有受試者的「基礎代謝率」（BMR）都增加了。正常體重組每天的基礎代謝率超過600大卡，肥胖組甚至每天可以超過800大卡。
後來在2006年的另一項研究中，明尼蘇達州羅切斯特市梅奧診所的研究人員，分析了二十一個以前曾做過的「過量飲食」實驗（也包括他們自己的實驗，參8），證實了基礎代謝率確實平均增加大約10%，以應付過量進食。過量攝入的食物越多，身體越會嘗試消耗掉更多卡路里來阻止體重增加。
越多木頭，越多火
這些過度進食的研究證明人體確實存在「負回饋機制」來控制我們的體重，阻止我們過快增加體重。請想像一下，你家裡有個壁爐，每年冬天你都會叫來一批木頭，讓自己每晚都坐在爐火旁放鬆，慢慢燒木頭取暖。請再想像一下，現在變成每天收到三批木頭時，你該怎麼辦？你沒有足夠的空間儲存木頭，因此只好快點燒掉多餘的木頭，讓整間房子暖烘烘，等於以更多能量來避免寒冷。
在暴飲暴食後，這種人體透過燃燒更多卡路里進行「補償」的科學證據，確實令人信服。而且這也與流行病學的證據相符：亦即你每年並不會增加26公斤，而是只增加0.5公斤。不過如果你問大多數營養學家或醫生，是否知道「人體會主動適應過量飲食而加速新陳代謝」這種機制，他們可能滿臉疑惑，因為在他們的醫學訓練裡不曾涵蓋這種內容。為何沒有？我們希望醫學界能夠理解如此重要的根本問題，而且應該廣為宣傳。
某些科學家仍然認為體重增加時所看到的能量消耗增加，是因為你的身體變大了，而更大的身體當然會燃燒更多能量。但當我們分析測試數字時，這種理論並未被計算在內。大多數體重增加者，尤其是在過度進食實驗或在日常生活中，都會把多餘體重變成脂肪而非肌肉。脂肪消耗的能量非常少，與肌肉相比是非常有效率的器官。在佛蒙特州的研究裡，囚犯必須攝入比預期多50%以上的熱量，才能讓體重繼續增加。由於他們的新陳代謝率變得非常「高」，因此他們都在實驗結束後的十二週之內，全都失去了實驗額外為自己增加的體重，也恢復為正常飲食。也就是說，他們不需要任何節食過程，就恢復了研究進行之前的正常體重。
在來自亞利桑那州的一項研究，讓十四位受試者的卡路里攝入量比正常人多一倍。這項研究發現，在開始過度飲食之後的四十八小時內（亦即體重尚未明顯增加之前），他們的BMR平均每天增加了350大卡，其結論便是暴飲暴食者會透過增加新陳代謝速率來燃燒能量。因此，當我們比較大多數器官系統所受到的負回饋影響，藉此來理解人體內確實存在某種「負回饋」，以防止身體儲存過多熱量，應該就能說得通了。
所以當你攝入過多食物時，身體是否會試圖燃燒更多能量來保護自己免受傷害，就像喝下過多水分時，腎臟會排出這些多餘的水一樣呢？這點似乎也可以解釋為何有些人儘管進食過多熱量，似乎也能抵抗體重的增加。
不過這點也是代謝學規則二所提出的一個重要問題：如果負回饋機制努力阻止某些人增加預期的體重，那它應該也會阻止人們減少預期的體重（例如節食），這真的也可以用來解釋為何節食經常失敗嗎？
「我可以減肥，但無法繼續減下去！」
在我工作過的每家診所裡都聽過這種說法。過去十五年中，我所見過努力控制體重的患者裡，每個月甚至每周在每個診所中，至少都會有一位說過這句話。有時我會告訴診所裡實習的醫學生說：下個病人一定會告訴我這些話。結果幾乎都證明我猜對了，以下就是一個典型的例子：
從我十幾歲開始就一直在節食。我已經嘗試了所有的節食方法，Weight Watchers、Slimming World、LighterLife（以上均為減肥法名稱）、紅綠飲食、蔬菜湯減肥法……我試過所有方法。 我可以減掉一些體重，但無法繼續減下去。節食雖然可以讓我減掉5或10公斤，但經過兩周到三四週後，體重就無法再減下去。我現在仍然在節食，也仍然在計算卡路里、忍耐飢餓、疲倦和脾氣暴躁。但是過了一陣子之後，節食似乎就不再有效。而當我去看醫生並告訴他節食不再有效時，他立刻告訴我這是不可能的，我一定偷偷吃了什麼。基本上，他不相信我的話。因此，我停止了節食，體重也立刻回復，而且相當……快。通常我會恢復所有減掉的體重，然後增加更多體重！
這是我在診所不斷聽到的經典故事，其內容跟簡單的「卡路里輸入和卡路里輸出」規則不符。很難理解為何有人可以限制卡路里到一天為1200大卡，卻在持續節食一段時間後，體重無法再減輕下去。
讓我們來研究一下，發生在維持身體水分的同類型系統（即負回饋系統）如果應用在體重控制和能量儲存（變成脂肪）上，會有什麼情況。我們以「代謝學規則二」代入，如果負回饋系統可以回應我們的水合作用系統，我們也知道所有生物系統都以類似的方式運作，那麼這個系統很可能具有一個傳感器和兩個開關。
傳感器將檢測體內以脂肪形式儲存的能量，一旦感覺到儲存的脂肪量發生了變化（無論是上升還是下降），它就會分泌一種荷爾蒙，該荷爾蒙會將訊息發送給兩個開關。這兩個開關分別控制：
1.攝入的能量：透過控制食慾
2.消耗的能量：透過控制我們的基礎代謝率
如果人體內的能量儲存系統真的像水合作用系統的話，那麼它也會讓我們吸收比真正需要的更多的安全能量。請記住一點，雖然人體每天可以只依賴700毫升的水∕液體來維持生存，但是人體的水合作用系統卻會要我們喝下1500毫升的水。
內建在人體中的保險機制，會讓我們的飲水量比生存所需的最低量多上一倍。由於生物系統傾向於尋求安全，因此會讓我們習慣喝下比身體所需更多的水。同樣地，也許我們的能量調節系統也會引導我們攝入比身體所需更多的熱量，然後再燃燒掉多餘的卡路里。這也就意味著當你限制熱量攝入時（節食），你的身體可以很從容地應對。拿水合作用系統來做比較，這就相當於每天改成只攝入1公升液體（節水），而非身體想要的1.5或2公升。你每天仍然可以毫髮無傷地依靠1公升的水來生存，只不過你的生物負回饋系統會發出強烈的口渴感受，並將尿液排出量降至最低，讓你尖叫著渴望更多的水。所以你的身體依舊可以適應並生存下來，只是感覺會很糟糕。當我們節食時，人體的能量調節也會發生類似的事情嗎？
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