# 肥胖大解密
本書特色為提到的研究均為**人體實驗**,不採用動物實驗的結果。
另外,本書相當注重**時間**這項要素,缺少時間便難以解釋關於肥胖的諸多現象。
## 流行病學
**從歷史方面解釋低脂飲食的盛行**
精製碳水化合物會導致肥胖並不是近年才出現的理論,在1825年
The physiology of Taste>一書就已經提到
> 第二引起肥胖的原因,是以麵粉及澱粉類作為每天的營養來源。
1863年<Letter on Corpulence,Addressed to the public>書中提到精製碳水容易導致肥胖
從1950年代開始心臟病的比例開始規律上升,並逐漸引起大眾的關注,由於膽固醇被視為導致心臟病的物質,而脂肪又被認為是增加膽固醇的元凶,因此在當時的時代背景下,醫生開始提倡**低脂飲食**。但事後研究的結果,發現心臟病比例提高主要是因為原來致死性極高的傳染病因疫苗的發明變成可以治癒的疾病,平均壽命延長也是造成心臟病比例上升的原因。
三大營養素包含碳水化合物、蛋白質、脂肪,蛋白質也含有一定量的脂肪因此降低脂肪攝取同時也限制了蛋白質的攝取,也代表了我們若要降低脂肪攝取量勢必要提高碳水化合物的攝取量。但是在已開發國家中碳水化合物大多是高度精製的。
**低脂 = 高碳**
這個狀況造成學界混亂,精製碳水不可能同時是好的(低脂)也是壞的(易胖),於是營養學界開始有了碳水化合物並非致胖的關鍵,卡路里才是(卡路里進出平衡理論)。儘管卡路里平衡理論是主流,英國營養學家Yudkin相信致胖與心臟病的元兇是仍是糖,他也在1972年出版<Pure,White,Deadly: How Sugar Is Killing Us>
最後在1977年,飲食指南(The Dietary Guidelines),由美國的營養與人類需求委員會(Committee on Nutrition and Human Needs)定版,也就是我們最常看到的營養金字塔

結果心臟病的發生率沒有下降 [link](https://www.cdc.gov/nchs/products/databriefs/db254.htm),肥胖與糖尿病的比率卻持續上升 [link](http://care.diabetesjournals.org/content/27/7/1798)。
**遺傳性肥胖**
導致肥胖的主要原因究竟是先天基因與後天環境,1986年Albert Stunkard針對450位出生一個月即被領養的孩子做[研究]((https://www.telegraph.co.uk/news/obituaries/10988888/Albert-Stunkard-obituary.html)),發現養子女的體重只跟原父母的體重有相關,跟養父母的體重**無相關**。
1991年,Stunkard[研究](https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJM199005243222102)雙胞胎在相同與不同環境長大後的體重差異,結果顯示 **70%** 的體重與家族性有關。
**註**:多數減肥書中反駁基因對肥胖影響不大,通常都是拿雙胞胎或兄弟姊妹的個別案例,
## 卡路里平衡理論
**攝取的卡路里 - 消耗的卡路里 = 體脂肪**
這個簡單的公式相當的危險,很多錯誤的推論建立於此公式上。
### 錯誤假說1: 攝取的卡路里與消耗的卡路里無關
### 錯誤假說2: 基礎代謝率是固定的
根據1919年華盛頓卡內基研究所的半飢餓實驗[^first] ,自願者將每日熱量減少30%,結果是受試者的總能量消耗也減少了30%。1944~1945年明尼蘇達州飢餓實驗(本研究欲幫助歐洲戰後國家重建)[^second]中,36位平均體重70公斤的年輕健康男性在3個月的正常飲食後,之後連續6個月只吃50%卡路里,並且卡路里會持續調整以達到每周減少體重的24%,攝取的食物以高碳水化合物為主(近似戰後歐洲食物組成),此外這些人每周走35公里作為運動。這次實驗中,受試者的基礎代謝率下降40%,體力下降21%,心臟從每分鐘55下→35下,體溫下降至35.4C,指甲易脆、毛髮脫落。**當攝取的卡路里減少時,身體會減少能量消耗以讓身體能夠持續存活**。本實驗期望減少35.6公斤,但實際上只瘦了16.8公斤,但在實驗後恢復正常飲食12周後即恢復原來體重並且變得更重。
**減少卡路里身體會自動降低代謝率,並且會維持一段很長的時間**。在2008年的研究[^third]中,受試者減少卡路里後8周減少10%體重後就恢復飲食,但維持這個低能量消耗持續了1整年。
### 實際理論1: 攝取的卡路里與消耗的卡路里有關。
### 實際理論2: 基礎代謝是會改變的
### 錯誤假說3: 卡路里的攝取與消耗均可以由自己掌控
卡路里減少時,身體會有兩大適應方式:
**第一,身體將減少能量消耗。
第二,賀爾蒙將刺激饑餓感上升**
在2011年針對荷爾蒙的研究[^fourth],受試者每天只攝取500大卡,每天運動30分鐘,讓體重下降13公斤,實驗過程中隨著體重下降,飢餓素(Ghrelin)的濃度也跟著提高,而且一年後他們的飢餓素仍然維持較高的濃度。此外,本實驗也測量許多飽足荷爾蒙,包含胜肽YY(peptide YY),胰泌素(amylin),膽囊收縮素(cholecystokinin),在體重減少的一年後這些飽足荷爾蒙依然保持較低的濃度,根據核磁共振的研究,腦部情緒控制與認知功能的區域會被食物刺激活化,也就是說**體重減輕的人很難抵抗食物誘惑不是意志力的問題**,而是荷爾蒙的正常反應。
### 實際理論3:卡路里的攝取與消耗由身體的荷爾蒙系統調控
### 錯誤假說4: 只有在卡路里攝取過多時才會儲存脂肪
如同上述所提到的,提高攝取熱量也會提高消耗熱量,那麼究竟是甚麼時候身體才會儲存脂肪呢?
**讓我們先想想以下這個狀況**
假設現在室外溫度是25度,而我們將冷氣設定為22度,那麼冷氣機將會想辦法將室內溫度降到22度,
但如果現在室外溫度是18度呢?那麼冷氣機將會想辦法將室內溫度提高到22度。
**身體會設定體重的基準點**,問題就在於這個基準點是高是低,過高的基準點即會導致肥胖。當我們增重或是減重時需要抵抗身體的設定基準點,是一件相當困難的事情。這也是為什麼節食一段時間後要讓體重下降這麼困難,從上述理論我們可以知道,**要解決肥胖最根本的方式就是調低身體所設定的基準點。**
### 實際理論4: 身體有設定基準點,依據基準點決定是否儲存脂肪
### 錯誤假說5: 一卡路里是一卡路里!!!
一卡路里的糖與一卡路里的油對身體產生的反應不同。糖會讓血糖上升,胰島素分泌,但油不太會引起血糖波動。
### 實際理論5: 一卡路里(對身體的影響)不一定等於一卡路里(對身體的影響)
### 運動迷思
減重就是「少吃多動」,但這兩項是同等重要的嗎?在美國全國健康與營養體檢調查2001~2011年的各州數據[^five]後,發現運動量的多寡與肥胖者比例無關。要了解這個結果就需要檢視一天的總卡路里消耗組成。
**總能量消耗 = 基礎代謝率 + 食物產熱效應 + 非運動產熱效應 + 運動後氧氣過度消耗 + 運動**
註: 基礎代謝率即是身體為了維持穩定運作所需的能量。
這個公式的重點是基礎代謝率占了95%的比例,運動對於身體健康相當重要,但在減重中運動僅占了很小的一部份。
在2007年的研究中[^six],受試者每周進行6次有氧運動,一年後女性平均減少1.4公斤,男性減少1.8公斤。
另外在全面女性健康研究(The Women's Health Study)[^seven]中,39876位女性分為高活動量(每天運動>1小時)、中、低三組,經過10年高活動量組並沒有多減少體重。
之所以運動沒有預期效果的理由有可能是因為代償作用,
整天活動量大的人在休息時間會傾向不活動,整天都坐著不動的人會在休息時間起來動一動,所以兩者的活動量不會有太大的差距。
註: 本處指活動量,並非運動量。
## 肥胖新理論
身體會「設定」體重基準值
### 消化機制
當我們進食時,食物在胃及小腸中被分解,大多數食物會引起血糖上升,而血糖上升會刺激胰島素分泌,精緻類碳水化合物(eg.白飯、麵包)較其他食物更容易使血糖上升,脂肪則不太會引起血糖上升及胰島素分泌。
**胰島素作用機制**
用餐時所攝取的大量碳水化合物通常可以提供超出細胞所需的葡萄糖,這時胰島素就會將多餘的葡萄糖藉由肝醣生成作用將葡萄糖串成長鏈肝醣,儲存在肝臟方便之後使用。
但是肝臟能儲存的空間有限,空間滿了後過多的碳水化合物會藉由脂質新生作用轉換成脂肪儲存。
用餐後數小時後,血糖與胰島素逐漸下降,肝臟開始分解肝醣以供身體使用,雖然肝醣轉換成葡萄糖速度快,但儲存空間有限,用完後會藉由醣質新生作用從脂肪製造新的葡萄糖。
註:脂肪轉換成能量較不容易,但脂肪儲存空間近乎無限。
肝醣像錢包,從錢包拿錢快但錢包能放的錢有限。
脂肪像銀行帳戶,從帳戶領錢慢但能放的錢無限。
**胰島素就像是個儲存荷爾蒙,當食物充足時將醣類及脂肪儲存起來
,當食物不足時消耗預先儲存起來的能量。**
### 胰島素與體重設定
體重設定是被嚴密調控的,多數人的體處於相對穩定的狀態,但並避表示體重設定的基準值不會改變,每過一段時間身體會重新設定新的基準值。
胰島素在瘦和胖的人身上有不同的反應。肥胖者在空腹時及進食後都有較激烈的胰島素反應[^eight],這是否為體重增加的原因?
在聖安東尼心臟研究中(San Antonio Heart Study),經過八年的研究證實了空腹胰島素與肥胖有極為密切的關係[^nine],甚至比體脂肪與體重的關係還要高。
在1998年的研究中,英國前瞻性糖尿病研究團隊發現糖尿病與體重之間的關係,接受高劑量口服降血糖藥物的人平均增加3.1公斤,而接受胰島素注射的人平均增加了4公斤[^ten]。
在2007年的研究中,三種不同胰島素治療方式均會造成受試者體重增加,高劑量組平均增加5.7公斤,普通劑量組4.7公斤,低劑量組1.9公斤。[^eleven]。
這些研究表明了胰島素與體重升高不只是相關,更是因果關係。
我們可以將**胰島素認為是掌控體重設定的主要激素**。當胰島素上升,體重預設值提高,下視丘將傳送荷爾蒙訊息,使我們感到飢餓,如果我們拒絕進食,身體總能量會下降,導致體重維持穩定。
註: 瘦素在這個平衡機制中也有一定效應,但較不明顯此略過不提。
### 皮質醇
另外一個造成肥胖的激素是皮質醇,在短期的壓力下,皮質醇會釋放儲存的能量以供身體立即使用,這也與胰島素的作用相反,胰島素則是儲存能量。但在長期的壓力下(失眠、工作壓力等),皮質醇過高會導致葡萄糖濃度持續過高,在一段時間後會促使胰島素分泌。
在1988年的研究,皮質醇上升會導致葡萄糖與胰島素上升[^twelve]。
高濃度的皮質醇如庫欣氏症(Cushing's disease),一種引發長期皮質醇過高的疾病有97%的患者為中樞型肥胖,94%的患者體重增加。
[^thirteen]。
反過來,低濃度的皮質醇也會造成體重減輕,如愛迪生氏症(Addison's disease),將近97%的患者都體重過輕[^fourteen]。
### 飲食習慣


1970年大多數人還是一天三餐的時候,胰島素的分泌很正常,由於空腹時間夠長胰島素有充足的時間下降,到了2000年時一天從三餐變成五餐、六餐,增加下午茶及零食後,胰島素長時間保持著高濃度,不但造成體重增加,也增加了罹患糖尿病的風險。
註:均為美國狀況
### 對於阿金飲食(類似生酮、極低碳)的批判
阿金飲食與地中海飲食對於身體的好處較低脂飲食多(有各種研究證明本處就不多提),但在長期研究中,發現高達40%的人在一年內放棄阿金飲食,而這個結果也是可預期的,因為儘管阿金飲食不用嚴格限制卡路里,但嚴格限制食物類型對大多數人來說都非常困難,很多人愛吃的蛋糕及各種甜點在阿金飲食都是被禁止的,我們會想要吃是因為吃這些食物對我們來說是一種享受,人類歷史中充滿了享受的活動,長期禁止享用這些食物並沒有想像中容易,更重要的是,也不需要這麼做。
從1990晚期亞洲的飲食狀況來看(飲食尚未全球西化)[^eighteen],無論是中國、日本攝取的碳水化合物都高於美國與英國,雖然他們攝取高碳水化合物(米飯為主食),但肥胖比率卻非常低,所以高碳水絕非體重上升的主要因素,但日本與中國攝取的糖量較英美兩國低得多。另外,各地原住民如沖繩人的飲食(85%碳水化合物)、巴布亞紐幾內的基塔瓦島民(69%碳水),血液中的胰島素濃度均非常低,也沒有肥胖問題,因此我們得知碳水化合物與胰島素假說仍不夠完善(後面會提到蛋白質也會影響胰島素)。

## 現代人飲食狀況
本篇提到了各種食物對身體的影響,包含好的與壞的。
好的糖vs.壞的糖,好的脂肪vs.壞的脂肪,蛋白質對身體的影響(有好有壞),由於大多數都引用相當多研究證明且篇幅較長,此篇整理僅引用一般人有較多迷思的部分。包含攝取過多蛋白質會不會造成腎臟問題,以蛋白質為主的阿金飲食有甚麼問題,脂肪應該如何攝取。
#### 高蛋白為主的飲食法
(如阿金、生酮)對於有慢性腎臟疾病的人不適合使用,但對於腎臟健康的人來說,高蛋白飲食並不會造成腎臟出問題[^fifteen]
但需要一提的是蛋白質也一樣會造成胰島素上升,雖然蛋白質不會使血糖上升,但會使胰島素獨立上升,事實上血糖對於胰島素的反應只占(23%),其餘的77%包含腸泌素以及腦部的調節作用等。
在食物進入腸胃道後,胃和小腸就會開始分泌腸泌素,不管是脂肪、胺基酸、葡萄糖都會刺激腸泌素分泌,增加胰島素濃度。也因此我們得知蛋白質不會導致胰島素上升因而有減重效果是一項錯誤的說法。
#### 奶製品、肉類與胰島素的關係
含有蛋白質的食物使胰島素上升的能力有很大的差異,如乳製品對於胰島素的刺激很強。乳製品的升糖指數不高,卻非常容易使胰島素上升。植物性蛋白只會造成胰島素些微上升,而動物性蛋白(如乳製品及肉類)會明顯地造成胰島素上升,但這並不表示他們會導致肥胖(因為這些食物會促使腸泌素分泌)。
之前提到的胰島素容易導致肥胖,但是腸泌素可以延長飽足感,也就是說吃下動物性蛋白會有兩個激素(胰島素→←腸泌素)產生相反的作用(變重→←變輕)
舉例來說一小塊牛排跟一大瓶可樂相比,一定是吃一小塊牛排較不容易餓。
也因為每種動物性蛋白對身體的影響不同,需要分開討論。
註:腸泌素會讓食物在胃停留較久的時間。
目前肉類對於體重的研究多只有相關性而不具因果性,但就結論來看,高肉類的攝取跟體重增加有相關性。
註: 不代表多吃肉就一定會變胖,要考慮整體飲食習慣。
但乳製品卻相反,雖然會造成胰島素大量分泌,但與體重增加卻沒有相關性,反而攝取全脂牛奶、起司、奶油體重就不易增加。乳製品與肉類最大的不同在於分量,我們可以很輕易的吃下一大塊牛排,卻很難吃下一大塊起司,也因此小份量的乳製品對身體並沒有明顯的壞處,反而還有些好處。
#### 脂肪的迷思
在波多黎各心臟健康計畫[^sixteen],一個號稱超過10000個受試者的大型研究中,得到飽和脂肪酸與心臟病並沒有相關性的結論。但相對的,反式脂肪卻對身體有相當大的危害,增加2%的反式脂肪攝取就會導致心臟病風險增加23%[^seventeen]。後來克勞斯醫師分析了21個研究,包含了347,747位受試者,證實飽和脂肪與心臟疾病並沒有相關性。
## 解決方法
### 該吃什麼?
1. 減少額外添加糖的攝取
此處說的糖主要是額外的添加糖,如水果中果糖、牛奶中乳糖都是天然的糖,含量及濃度也比加工食品的糖低,不需要刻意避開。尤其是高果糖玉米糖精最容易造成胰島素阻抗。值得注意的是,很多醬汁添加許多糖,如番茄醬等,可以少加一點或是選用較低糖度的醬汁。
甜點該如何攝取
當季新鮮水果、濃度70%以上的黑巧克力或是堅果都是可以吃的甜點,但偶爾吃點蛋糕、冰淇淋、布丁、糖果也是可以的。重要的是,甜點不是每天吃的!
該怎麼喝飲料
含糖飲料是日常生活中吃到額外添加糖的主要途徑,這些額外的添加糖盡量不要攝取。但是無糖的咖啡、茶都是很好的飲料,根據最近的研究,咖啡因對人體有相當的好處,在2009年的文獻回顧中,發現每天一杯咖啡可以降低7%糖尿病的風險,在大規模研究中也發現,咖啡可以降低疾病死因(心臟病)以及保護神經性疾病(阿茲海默等)。茶主要的種類紅茶、綠茶、烏龍茶,綠茶中的兒茶素有降血糖以及保護胰臟beta細胞的功能,紅茶的茶黃素也有抗氧化的功用,此外,花草茶(香草&香料)雖非真正的茶,由於沒有額外添加糖也是好的飲品。
2. 減少精緻穀物的攝取
碳水化合物並非不好的食物,精緻碳水化合物才是。如亞洲許多國家均以米為主食但在過去糖尿病比率都非常的低。此處講的精緻碳水化合物主要是說白麵粉(麵包、吐司、貝果等)、非全麥的義大利麵。
3. 攝取適量蛋白質
蛋白質不應該從飲食中移除,一般建議飲食中30%的蛋白質,但其實要攝取過多蛋白質也沒有這麼容易,因為大多數蛋白質來源(肉)也包含一定的碳水化合物與脂肪,所以不太需要擔心蛋白質攝取過多的問題(尤其是有在運動的人)
4. 增加天然脂肪的攝取
脂肪是最不會引起胰島素分泌的食物,但盡量選擇天然的脂肪,包含橄欖油、椰子油、牛油、豬油等。此外,酪梨也是攝取天然脂肪一個非常好的來源,含有高比例的不飽和脂肪酸、鉀以及豐富的維生素。
註:本書作者居住於歐美,提到各種不同橄欖油,此處就忽略不提。
5. 增加保護因子的攝取(纖維、醋)
碳水化合物中的纖維可以減少胰島素的刺激(如蔬菜),可以多攝取。另外,醋也有降低升糖速度的效果,如義大利傳統飲食,麵包沾油醋就是攝取保護因子的作法,另外,日本的壽司米有添加醋,可以降低米飯的升糖指數達20~40%。歐洲的炸魚條配麥芽醋也是相當好的飲食方式。
註:碳水化合物是(糖+纖維),因此蔬菜也包含於碳水化合物。
#### 此章節提到的飲食建議其實與大多數人知道的「健康」飲食並沒有太大的差異,所有的飲食法在短時間都有效果,只是這些方法並沒有考慮到一項重要因素:時間。長期的胰島素阻抗需要由其他方式來解決,也就是下一篇要提到的「斷食」
註: 但仍應依個人身體狀況選擇適當的飲食法。
### 該怎麼吃?(間歇性斷食)
我們花了很長一段時間研究該吃甚麼食物,卻沒有研究該在甚麼時間吃。
長期的胰島素阻抗與進食時間有密切的關係,胰島素阻抗造成胰島素持續保持高濃度,而高濃度的胰島素會將體重設定在高點。選擇正確的可以防止胰島素維持在高濃度,但是卻無法降低胰島素,**要降低胰島素最好最有效的方式就是斷食(Fasting)**
#### 身體對於斷食的反應
葡萄糖及脂肪是身體主要的能量來源,當葡萄糖不可獲得的時候,身體會是著用其它能量來源(如脂肪)來替代,這是身體的自然反應。短暫性食物短缺在人類歷史上一直存在,但我們身體經由演化可以自動調整能量來源。
1. 進食: 用餐時,胰島素開始上升,讓身體組織可以使用葡萄糖,而多餘的葡萄糖會儲存至肝臟。
2. 吸收後(斷食後6~24小時):胰島素開始下降,將肝醣分解並使用,約可以使用24小時。
3. 糖質新生(斷食後24小時~2天):肝臟會從胺基酸、甘油製造出葡萄糖,在非糖尿病患者上葡萄糖濃度會下降,但仍在正常值範圍內。
4. 生酮狀態(斷食後1~3天):儲存的脂肪、三酸甘油脂,被分解為甘油及三分子的脂肪酸。甘油是糖質新生的原料,脂肪酸被腦部以外的許多身體組織使用,而脂肪酸產生的酮體可以穿過血腦屏障供腦部使用。酮體可提供腦部75%的能量。酮體在斷食期間可以增加70倍。
5. 蛋白質保留(斷食5天後):高濃度的生長激素開始分泌,維持肌肉組織。基礎代謝所需要的能量完全由游離脂肪酸及酮體提供。正腎上腺素增加,防止代謝下降。
身體不會輕易燃燒蛋白質,除非脂肪都已經被燒完。
註:斷食的生理機制在另一本書(斷食全書)有更詳細的解釋及證據,這邊僅用演化的角度來解釋斷食不會燃燒蛋白質。
肌肉對於人類是非常重要的組織,在遠古時期人們常常遭遇打不到獵物的時候又沒食物吃,假設在這時候人的肌肉自動分解而不先分解脂肪的話,人類將無法繼續尋找獵物,惡性循環幾天後,就會陷入因為沒有肌肉儘管獵物在眼前走動也無力抓取的窘境。如果人類如此孱弱那這個物種不可能活到今日。
此外,人體儲存的脂肪至少有數十萬大卡,有這麼多的能量不用而先用掉重要的肌肉就像是在冬天的屋子裡因為很冷而把家裡珍貴的家具燒了而不去倉庫拿儲存的木柴來燒一樣荒謬。
### 荷爾蒙如何適應斷食
#### 胰島素:
幾乎所有的食物都會造成胰島素上升,因此不進食是降低胰島素最有效的方法。由於胰島素阻抗是長時間的高濃度胰島素造成的,因此斷食可以有效地改善胰島素阻抗。另外,胰島素也會引起鹽分與水分滯留於腎臟,降低胰島素可以排除多餘水分及鹽分,也會讓血壓些微下降。
#### 生長激素:
生長激素可增加脂肪的燃燒以及保留肌肉組織與骨密度,在斷食期間生長激素會分泌以維持肌肉組織。
#### 腎上腺素:
在24小時斷食後,斷食會增加腎上腺的濃度,經過四天的斷食後,基礎能量消耗增加14%,新陳代謝沒有下降反而更加活躍。
#### 電解質:
在大多數的斷食研究中都沒有發現電解質不平衡的狀況,可能原因是大部分礦物質儲存於骨頭中,也沒有出現血糖過低的情況,唯一需要注意的是尿酸會上升。
### 關於斷食迷思會在另一本斷食全書中詳細介紹,這邊就略過不提。
### Reference
[^first]: Human vitality and efficiency under prolonged restricted diet by Benedict, Francis Gano,1919.
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[^third]: Long-term persistence of adaptive thermogenesis in subjects who have maintained a reduced body weight by Rosenbaum M,2008.
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[^nine]: Analysis of obesity and hyperinsulinemia in the development of metabolic syndrome: San Antonio Heart Study By Han TS,2002.
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[^seventeen]: Trans Fatty Acids and Cardiovascular Disease Dariush Mozaffarian, M.D.,2006.
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