文長慎入，懶人包在文末！
肥胖或許不是一種病，看似不會致人於死，但卻是許多慢性病的源頭，肥胖會造成荷爾蒙失調的代謝症候群，包括糖尿病、高血壓、高血脂、中風、心血管疾病及一些腦部疾病(如阿茲海默症)等，這些症狀長期累積下來，卻也是許多慢性死亡的原因。
很多人會認為肥胖的原因就是攝取的能量大於消耗的能量，所以只要製造能量赤字，自然就會變瘦，因此想減肥，要馬就吃少，要馬就動多，然而這套理論並不完整，相信很多人試了也未必有效，更可怕的是這種減肥方法非常容易導致復胖，人體的生理機制並沒有那麼簡單。
人體的體溫、心跳、呼吸、血壓等都由生理機制控制在恆定的範圍，而體脂肪也是如此，差別在於肥胖者他們的恆定範圍較高，瘦的人恆定範圍較低，而這個恆定點便是由體內的荷爾蒙所控制的。身體的荷爾蒙除了先天因素外，也會受後天環境所影響，例如：飲食、運動、睡眠、生活型態、壓力等，而就是這些原因改變荷爾蒙進而影響我們的身體，其中胰島素(Insulin)、脂聯素(Adiponectin)、瘦體素(Leptin)、腸泌素(Incretin)、皮質醇(Cortisol)為主要影響肥胖的關鍵荷爾蒙，甚至可以把胰島素稱為肥胖荷爾蒙！
簡單來說，攝取不同的食物會造成荷爾蒙不同的變化，而就是這些變化造成了肥胖恆定點的高低，並且研究指出肥胖者體內的胰島素濃度比正常人高出許多。
想變胖嗎？這個簡單，注射胰島素包你體脂直線上升！想變瘦嗎？也不難，抑制你的胰島素分泌包你體脂快速降低！雖然這是事實，但不代表你應該直接用這種方式增重或減肥，因為這種行為雖然有效，卻是相當危險的！
英國在1998年的糖尿病預防研究中(UKPDS33)，將新診斷出二型糖尿病的3867名病人分為二組，一組注射胰島素，一組口服Sulfonylurea(會刺激胰臟分泌胰島素)，經過長時間追蹤，二組體重都顯著增加，而且注射胰島素病患的體重增加顯著比口服藥來的多。
Robert等人在1993年召募14名二型糖尿病人接受6個月的治療，為了保持這段期間血糖完全控制在目標範圍內，病人會接受胰島素注射，依據程度從一開始的0到每日100單位，同時嚴格限制他們的飲食，每日減少300卡熱量攝取，然而6個月後病患體重顯著增加，並平均增加了8.7公斤，雖然他們控制飲食，但體重不減反增的原因就是因為胰島素。
Del Prato等人在1994年召募15名健康自願受試者接受胰島素注射，4天內都維持胰島素在高濃度，雖然4天後體重沒有顯著變化，但胰島素抗阻性卻增加了20~40%。
因此肥胖不是熱量失衡，而是荷爾蒙失衡！因此減肥的關鍵不是如何平衡熱量，而是去思考如何去平衡賀爾蒙，也就是要降低胰島素的分泌，換句話說，提高胰島素敏感度，使進食後只要少量的胰島素就能發揮作用。
那麼，胰島素是如何造成脂肪的堆積呢？
胰島素主要有兩個作用：開啟連接細胞(腦、肌肉、肝臟、脂肪細胞)的通道讓葡萄糖進入以降低血糖，以及促進脂肪合成與減少脂肪分解(在肝臟與脂肪細胞內)，而胰島素阻抗(胰島素敏感度低)是胰島素的效力減弱，傳統認為胰島素因此無法開啟葡萄糖進入細胞的通道，身體就必須分泌更多胰島素才能降低血糖。除此之外，雖然低胰島素阻抗還不會造成太大的問題，但中胰島素阻抗就與冠狀動脈疾病、高血壓、癌症有高相關，高胰島素阻抗更是腦中風、二型糖尿病與其他代謝疾病的好發因子。
那麼胰島素阻抗又是如何產生的呢？原因就是人體長期處於高濃度胰島素的狀態下，而精緻澱粉等高GI食物就是導致高胰島素的原因，如下圖。
正常而言，如果一天只吃三餐，平均一個胰島素循環約3~5小時，胰島素分泌高與低造成的脂肪淨合成和脂肪淨燃燒時間大約是15:7，如下圖。
但是如果三餐之間吃點心或喝飲料，睡前再吃消夜，會使胰島素維持在高濃度的狀態，如下圖，結果胰島素濃度較低時只有在睡覺時間，長期持續這樣的飲食習慣，就會造成胰島素阻抗。
不僅如此，就如同常用抗生素的人會形成抗生素阻抗、吸毒或喝酒的人的毒癮或酒癮會越來越大，常使用胰島素的人也會漸漸發展出胰島素阻抗，典型的便是二型糖尿病患，他們為了控制高血糖，從口服藥，到注射胰島素，到逐漸增加劑量，最後常因各種併發症而去世。
因此，減肥或對抗二型糖尿病的關鍵就在於降低胰島素阻抗，提升胰島素敏感性。在探討逆轉胰島素阻抗的方法之前，我們先來了解胰島素阻抗的真正發生機轉。
胰島素阻抗發生在肌肉是指肌肉使用與儲存葡萄糖的能力都下降，所以血液中的葡萄糖無法進入肌肉細胞，是因為肌肉細胞內的粒線體功能退化，造成消耗葡萄糖的能力下降。
肝臟是人體調整血糖的重要器官，進食後肝臟把葡萄糖儲存為肝醣與少部分脂肪，稱為脂肪新生(de novo lipogenesis)，在飢餓時則提供儲備的肝醣(glycogenolysis)和糖質新生(將胺基酸和甘油合成葡萄糖，glucogenesis)進入血液中，維持血糖的平衡。而進食時血糖升高，胰島素會抑制肝臟製造葡萄糖，並將血糖儲存為肝醣與脂肪。胰島素阻抗發生在肝臟是指胰島素無法有效抑制肝臟製造葡萄糖，使肝臟不斷製造葡萄糖並累積許多脂肪，事實上糖尿病患的高血糖有很大部分就是因為肝臟不停製造出的。
肌肉和肝臟的胰島素阻抗都發現了脂肪的異常累積在肌肉和肝臟而影響它們儲存或使用葡萄糖的能力，這是因為脂肪細胞在儲存脂肪時(變胖)，脂肪細胞必須分泌脂聯素使其體積增加，若脂聯素分泌不足，會造成脂肪細胞在變大時部分纖維化，降低脂肪細胞儲存脂肪能力，使脂肪外溢至肌肉及肝臟，導致胰島素阻抗與代謝疾病。並且脂肪會分泌Angptl2隨血液流到其他組織產生發炎反應，這也是許多代謝症候群的症狀，但卻無法以消炎藥根治，尤其抑制發炎反應反而會使脂肪細胞無法長大，最終導致脂肪外溢，產生胰島素阻抗。
脂聯素解釋了糖尿病患病不一定肥胖，而胖子不一定會得糖尿病或其他代謝症候群，脂聯素可使肌肉及肝臟的三酸甘油脂下降，刺激組織脂肪酸氧化，抑制巨噬細胞的TNF-α生成，並且降低血管內皮細胞上黏著分子的表現，使巨噬細胞無法附著，進而抑制發炎反應。在人體內，脂聯素的分泌和胰島素敏感性成正比，而代謝症候群患者體內的脂聯素濃度都偏低。
所以，減肥真的都不用計算熱量嗎？不用吃少動多造成熱量赤字？
脂肪細胞會分泌另一種神經激素荷爾蒙叫做瘦體素，當脂肪細胞吸收太多的三酸甘油脂時，會釋放瘦體素於血清，作用在下視丘，進而降低食慾及增加代謝效率，反之瘦體素分泌量低時，會觸發飢餓素使人感到飢餓。
所以肥胖者食慾高就代表體內瘦體素低？瘦子食慾低就代表體內瘦體素高？
事實正好相反， Considine在1996年的研究中指出，體脂越高，瘦體素濃度越高；體脂越低，瘦體素濃度越低，如下圖，這表示瘦體素在肥胖者沒有發揮作用。甚至給予肥胖者施打瘦體素，意圖增加飽足感而達到減重的目的，反而卻形成了瘦體素阻抗，使肥胖者感到更飢餓。
上文提到過，體脂越高的人胰島素分泌量也越多，Polonsky在1988年的研究中指出，肥胖者的空腹胰島素及進食後分泌的胰島素都比正常人高，如下圖，虛線是肥胖組，實線是正常組，三個高峰是一日三餐的時間，兩組人的飲食內容與熱量都相同，可以發現不但肥胖組的空腹胰島素比正常組高，進食後肥胖組分泌的胰島素也比正常組高，這代表肥胖者的胰島素阻抗比一般人高。
雖然完整的機制尚未明朗。但其中一個關鍵因素是胰島素會阻隔大腦感知瘦體素的受器，使大腦誤認體內瘦體素不足而分泌更多的瘦體素，而高濃度的瘦體素會讓身體產生瘦體素阻抗，在胰島素阻抗和瘦體素阻抗的惡性循環下就形成了脂肪的堆積，而減肥的關鍵就在於減脂。
在「運動真的可以燃脂嗎？為什麼我運動那麼久都沒什麼效果！」提到過人體主要使用脂肪和碳水化合物作為能量來源，靜止時以脂肪為主，運動強度越高碳水化合物的使用比例才越高，然而胰島素濃度的增加使得在休息狀態時也會降低脂肪的分解。Frayn等人在1993年出版的Metabolic Regulation: A Human Perspective中提到，進食後胰島素的濃度上升，血液中脂肪酸濃度就馬上下降，胰島素濃度下降後，血液中脂肪酸濃度才慢慢上升，直到6小時才回到原本的濃度，如下圖，也就是說只要進食脂肪就不會燃燒。
另外一點是根據Prentice等人在1986年的研究發現，如下圖，實心圓圈和實心三角形是肥胖組，空心圓圈和空心三角形是正常組，上面斜線指總代謝率，下面斜線是基礎代謝率，可以發現脂肪越多的人基礎代謝率和總代謝率都越高，也就是說肥胖者比正常人的基礎代謝率都還高，因此主要問題不會出在「動太少」。
當然壓力與睡眠不足也是促成肥胖的原因之一，長期的壓力會導致皮質醇濃度升高，妨礙胰島素作用進而使胰島素濃度也上升，刺激食慾增加，促進脂肪的合成與堆積，並抑制膠原質形成、降低肌肉吸收胺基酸和抑制蛋白質合成。充足的睡眠可以促進生長激素、褪黑激素(Melatonin)、瘦體素的分泌，並抑制類生長激素(Ghrelin)的分泌，生長激素能補充體內蛋白質，分解多餘的脂肪；褪黑激素被稱為睡眠荷爾蒙，能幫助睡眠、舒緩壓力、強化免疫功能、改善膽固醇與骨質疏鬆，當睡眠不足會使褪黑激素分泌短缺，造成壓力增加、脂肪合成；類生長激素又被稱為飢餓荷爾蒙，會增進食慾，而缺乏睡眠時會降低瘦體素濃度，提升類生長激素濃度，增加食慾。
所以整體來說減脂的關鍵就是要調控身體的荷爾蒙與改善胰島素阻抗：降低體內胰島素與皮質醇濃度、大量消耗肌肉細胞內的葡萄糖與脂肪、提升脂聯素、瘦體素、生長激素分泌，具體的方式可以從運動、飲食、睡眠、壓力調適著手，下圖整理了會造成胰島素濃度上升及下降的主要原因。
一、運動：
所謂的運動，是指中高強度以上的運動，可以參考「運動真的可以燃脂嗎？為什麼我運動那麼久都沒什麼效果！」有更詳細的解釋。
運動除了促使肌肉強化能源競爭的效果外，也會大量消耗肌肉和肝臟中的肝醣，改善胰島素阻抗。Simpson和Singh在2008以及Keshel和Coker在2015年的回顧性研究中提到，中高強度運動半年後的脂聯素分泌都顯著提高，但是停止運動訓練半年後，只有高強度運動組的高脂聯素分泌還維持著，因此或許長期高強度訓練造成身體素質的改變是提高脂聯素分泌的關鍵因素之一。
二、飲食：
飲食有二大原則：第一是減少進食的時間，第二是飲食控制，不是少吃，而是吃對，除了運動後例外，平時要挑選不刺激胰島素的食物。
1、間歇性斷食：
間歇性斷食便是減少進食的時間，如果一天一餐，體內的胰島素濃度會如下圖所示，當然不一定要到一天一餐，正常人大概一天二到三餐就行，甚至肥胖者可以逐漸減少進食時間，切記勿操之過急，下二張圖分別為一天進食二餐和一餐的胰島素變化圖。
Mattson在2005年的回顧性研究表示，過去人類習慣一日三餐或更多餐，但一日進食一至二次可能是比較健康的作法，而這樣的間歇性斷食法好處還包括提高腦內BDNF(調節神經介質傳導、參與神經元生長、分化及重塑)、抗老化、治療關節炎、提高體內生長激素、降低心血管疾病風險等。
正常人斷食一小段時間不會低血糖，但是嚴重的糖尿病患者會，因此糖尿病患做間歇式斷食時必須密切監控血糖，當有低血糖時就必須停止斷食另外小孩、發育的青少年、孕婦、哺乳婦女、瘦弱的老人都不建議使用間歇性斷食。
2、生酮飲食：
生酮飲食在醫學界最早是用來治療癲癇患者的飲食方式，它是一種低碳高脂飲食，每日營養比例大約是10%的碳水化合物、10~20%的蛋白質、70~80%的脂肪，其中10%的碳水化合物都來自蔬菜，不能額外攝取任何澱粉、水果或糖類，也限制蛋白質的攝取，因為肝臟會使用胺基酸製造葡萄糖，當身體沒有了葡萄糖，就只能使用脂肪當作能量來源。
Richard等科學家在2015年於Nutrition發表了低碳飲食(包含生酮飲食、高蛋白飲食等)來治療糖尿病的回顧性文章，提出12項證據說明低碳飲食的好處，包括：
1、高血糖是糖尿病最明顯的特徵，低碳水化合物飲食能大幅降低血糖水平
2、肥胖者和2型糖尿病患者的熱量增加幾乎完全是由於碳水化合物攝取的增加，如下圖。
3、限制碳水化合物的好處之一是不須要特別去減肥，如下圖為二型糖尿病患的飲食方法，低碳飲食較健康飲食的體重明顯下降許多。
4、雖然糖尿病患者不須要特別去減肥，但沒有其他飲食法的減肥效果優於限制碳水化合物的飲食
5、堅持使用低碳飲食的糖尿病患狀況通常優於使用其他飲食方法的糖尿病患
6、以攝取蛋白質代替碳水化合物通常是有益的
7、飲食總量和飽和脂肪的攝取量與心血管疾病的風險無關
8、血漿飽和脂肪酸濃度是由碳水化合物的攝取調控，而不是由脂質的攝取，如下圖(VLCKD：極低碳生酮飲食；LFD：低脂飲食；SFA：飽和脂肪酸)
9、二型糖尿病患併發微血管或大血管病症的最佳預測因子是HbA1c (糖化血色素，附著在血色素上的葡萄糖濃度)
10、低碳水化合物飲食是降低血清三酸甘油酯和增加高密度脂蛋白最有效的方法之一，如下圖的研究。
11、低碳飲食的二型糖尿病患者通常減少甚至不需要藥物治療，而低碳飲食的一型糖尿病患者通常只需要較低的胰島素治療
12、相較於藥物治療，低碳飲食降低血糖沒有其他的副作用
總結來說，
1、體內長期高濃度胰島素導致胰島素阻抗，進而造成肥胖或其他代謝疾病
2、中高強度的運動能有效降低胰島素阻抗進而減脂
3、低碳飲食(包含高蛋白飲食、生酮飲食)和間歇性斷食法能有效降低胰島素阻抗與減脂
4、充足睡眠與壓力舒緩能避免脂肪的累積