肥胖数学(胖子数学)
肥胖、孤独、金融市场与传染病背后的数学模型
编译/宋奇光海洋生态学家杉原(George Sugihara)被诱离了他的鱼类种群研究,转而为德意志银行建立预测模型。“基本上,”他后来说,“我是在给那些交易暴徒的恐惧和贪婪建模。”流行病学家斯卢特金(Gary Slutkin)从非洲的公共卫生工作转到为芝加哥城减少犯罪。年轻的数学博士亚当·库哈尔斯基(Adam Kucharski)在 伦敦金丝雀码头一家投行实习,然后将注意力转向登革热和寨卡病毒在太平洋地区的传播。于是有了今天库哈尔斯基的这本《传染的规则》(Profile Books/Basic books,2020)。“很难想象还有比这更及时的书了。”《泰晤士报》评论。突然之间,除了新冠肺炎之外,所有其他的话题都开始显得微不足道。大家非常想知道,为什么事情会扩散,又因何停止——这也是这本书的副标题,理解所有的大流行的共同之处——从冰桶挑战到比特币,再到传染病。当然,每个流行事物都有独特之处,各种变量在起作用。建模者花了一个世纪来梳理这些规则,如今他们的结论正被用于所有这些叙事的母题。
伦敦卫生与热带医学学院的流行病学家库哈尔斯基在书中讲述了传染病数学模型的故事,主人公是英国医生罗纳德·罗斯(Ronald Ross),他在19世纪末发现蚊子会传播疟疾,并因此获得1902年诺贝尔生理学或医学奖。罗斯并不是第一个用数学方法描述流行病的人,但他是第一个对流行病的生物学和社会学过程有透彻理解,进而开始研究的人,这让一切变得不同。其他人是回顾过去,观察流行病如何随着时间的推移展开,而他是展望未来,预测流行病爆发的过程以及各种干预措施可能会如何影响流行病。他的思想构成了现代疾病模型的基础,也是当前各国政府对抗新冠肺炎策略的基础。“流行病”(epidemic)是一个希腊词,意思是“在人民之上”。在希波克拉底用这个词专指一种疾病的传播之前,它可以用于任何渗透到人民之中的事物——从迷雾,到谣言,再到内战。而今天,库哈尔斯基可以说又带我们回到了希波克拉底之前。一个世纪前,罗斯和数学家希尔达·哈德森(Hilda Hudson)区分了“依赖性”的事件,如接触性传染病,和“独立”的事件,即不能在人与人之间传递的事件,包括事故、离婚和慢性病。但今天,人们的概念发生了变化,过去被认为是“独立事件”的肥胖、吸烟,甚至孤独,都被认为是可传染的。从金融市场动荡到持刀犯罪的流行,如今都可以通过向公共卫生领域借鉴方法、得到解释,并将这些问题扼杀在萌芽状态,或至少减缓它们的蔓延。格拉斯哥曾有“欧洲谋杀之都”的恶名,2005年,该市仿效美国的类似项目,成立了“减少暴力事件小组”,凶杀率降低了三分之二。罗斯当年说过,只有当新感染病例数量超过康复病例时,一种疾病才能在人群中立足。他的新思想当时也遇到了这个问题。他一辈子都在抱怨:“这个世界需要至少10年的时间来理解一个新想法,不管它可能多么重要,或多么简单。”21世纪,人人都接受了他的想法,如今从事市场营销或宣传的调研人员,都和新冠肺炎的建模者一样,围绕着传染数R建立整体策略。这本书还有一个有趣的部分,也是当今的热门话题:假新闻的数学模型。我们已经知道,假新闻是会传染的——而我们今天再次看到,假新闻的流行也会与传染病的流行相互作用。令人高兴的是,建模者已经开始了解假新闻是如何传播,也知道如何阻止假新闻的传播,他们的见解已被转化为实践。在刚果民主共和国参与埃博拉病毒应对的工作人员里,有三分之一是社会科学家,他们在当地人民间建立桥梁,了解当地人对疾病的想法,并在反击谣言的同时加强可靠信息的传递。
作者:编译/宋奇光编辑:陈韶旭责任编辑:李纯一
BMI:肥胖的伪标准,我们被骗了100多年吗?
知识分子 The Intellectual
图源:Pixabay
撰文 | 何义均
责编丨李珊珊
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作为目前最为主流的肥胖指标,BMI——体重除以身高的平方,一直被认为是表征我们健康水平的一个重要,这个参数简单易用,既不需要识别体型,也不需要用弱电流流遍你的全身,马上可以告诉你,你的体重是否超重、超轻?
然而,不知你是否和我有一样的疑问:BMI,一个简单的身高体重公式,忽视人体的肌肉、脂肪含量、分布等等等重要特征,真的可以成为家喻户晓的肥胖标准吗?它又是如何获得今天的地位的呢?
BMI:源于一个数学家的执念BMI (Body Mass Index),身高体重指数,它的出现,并非需求所致,最早的BMI源于一个热爱用准确数字去勾勒我们的社会的数学家、统计学家、社会学家和天文学家凯特莱(Adolphe Quetelet)。
凯特莱是比利时人,用数字去勾勒整个社会人群是他的挚爱。他曾经致力于用变量来了解整个社会的犯罪率、结婚率或自杀率等现象背后的统计规律,凯特莱努力的成果中,有一项仍然被广泛地继承了下来,成了他最持久的遗产,那就是BMI。
在当年,凯特莱并非用这个指数来测量人胖不胖,他关心的是“普通人” (l'homme moyen,即:the average man)的特征。那是一个代表着人群平均水平的人,为了找到这个人,凯特莱需要一个身高体重的关系,来拟合高斯曲线——毕竟,凯特莱深信,正态高斯分布是整个自然界的典型分布,大规模人口研究得出的人类身体特征肯定是符合高斯分布的。
到了1832年,凯特莱终于找到了这个量,他指出,除了出生后和青春期的突发性生长外,体重的增长与身高的平方成正比,因而,这个数值又称为凯特莱指数(Quetelet index)。
凯特莱,图源:Belgium post
凯特莱找到了BMI也许更多地是出于他对数字的“洁癖”,并没有想到什么样的直接应用场景,但将近一个世纪之后,保险公司们找到了。
保险公司注意到,投保人的理赔数量会随着肥胖增加,因而迫切希望能够量化这一指标。1940年代,美国大都会保险功能公司的副总裁、统计学家都柏林(Louis I. Dublin)甚至根据给定身高记录的平均体重,制定了一个正常体重表,用来参考。
二战后,肥胖成为医学日益关注的焦点,寻找一个合适的量化指标变得尤为迫切。人们逐渐发现,成年人的体重与身高平方成正比,这正与一个多世纪前凯特莱的定义类似。1972 年,明尼苏达大学胆固醇和心脏病生理学研究员凯斯(Ancel Keys)参考了都柏林的量表,证实了凯特莱指数的有效性,并将其命名为BMI。
到1985年,美国国立卫生研究院和世界卫生组织采用了BMI。到21世纪,BMI已广泛应用于临床,各种医疗保险和医疗补助服务中心纷纷采用了BMI作为护理质量的衡量标准。
BMI准确吗?BMI的优秀之处在于,它让人类的胖与瘦有了量化指标。
BMI在25-29.9之间属于“超重”,30以上属于肥胖;BMI高于35表明一个人“严重肥胖”,高于40则属于“肥胖症”或“病态肥胖”。另一方面,低于18.5的BMI值通常也被认为是明显不健康的,15通常被视为“饥饿”的上限,经过多次争论,BMI18成为了2006年米兰时装周上模特可接受的最低值。
需要肥胖量化指标的人们抓住了BMI如同抓住了一根救命稻草,然而BMI准确吗?
医生们发现,BMI的公式有着显然易见的缺陷。拥有等重的肌肉和脂肪的一样高的两个人,他们的BMI是相同的,但肥胖体量和分布情况却可以很不一样。比如:一个拳击手或是健身教练可能会拥有一个较常人更高的BMI,那是源于他们良好的肌肉脂肪比。
更为麻烦的是,个体之外,年龄、性别和种族的差异都会导致BMI的不同,BMI的统一标准对某些族群会失效,这也一直是BMI备受争议的原因。
根据世卫组织的数据(如下图),东亚人群的BMI相对还是比较低的,然而相同的指标却并不意味着相同的健康标准。
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以糖尿病为例,与欧洲人相比,东亚人的BMI较低,但却更容易患上II型糖尿病。一个BMI为23的欧洲人通常被认为很健康,但是BMI为23的东亚人却可能患有糖尿病。这主要因为哪在相同的BMI人群中,东亚人的体脂量更大,且更倾向于内脏肥胖。东亚糖尿病患者发病年龄也较小,患肾脏并发症的风险也更高。其他心脑血管疾病与BMI的关系面临着着相同的问题。
针对BMI的一系列偏差和问题,许多反对BMI的研究随之兴起,激烈的讨论出现在《自然》、《营养学》、《英国全科医学》等等相关领域顶尖的学术期刊上。
从2022年开始,先是一位医学博士直接在社交媒体中直斥“BMI是垃圾”;然后,一场美国国立卫生研究院举行的虚拟视频会议,主题直接就开始了讨论“超越BMI:探索肥胖的异质性”。而到了2023年4月,《自然医学》杂志上刊登了一份使用各种血液测量值和蛋白质代谢物以及临床数据来预测BMI的报告,进一步证明了BMI在人群水平上虽然有用,却“过于粗糙”,“存在局限性”,“无法捕捉各种异质的代谢健康状态”……
除了BMI,我们还可以用什么?健康专家们推倒了BMI,却并非只破不立。
随着旧的肥胖标准被推翻,新的测量系统被提了出来,试图重新定义和诊断肥胖。比如,加拿大临床实践指南在2020年就列入了一套新的肥胖诊断系统EOSS(Edmonton Obesity Staging System)该系统通过代谢危险因素、药物使用情况、相关生理功能、和心理情况将肥胖分为五个阶段。
但是,既然已经有新的更好的办法,为什么BMI依然且仍在广为流传呢?
BMI最大的优点在于简洁,一个小学水平的数学公式,就可以判断肥胖的基本情况,是个自测的好帮手。此外,BMI也易于作为一个基准指标,配合其他指标使用,例如:NHS(英国健康服务)、梅奥(Mayo Clinic)等还建议道,测量完BMI之后可以再测量一下腰围,以确定肚子周围是否有太多的脂肪;如果腰围超过一半的身高,那么则有肥胖的风险。
当然,目前看来,也许,因为目前尚未有一套准确且方便实用的方法来测量肥胖,我们还将有不短的一段时间必须以BMI作为肥胖的主要标准,目前的大部分肥胖患者的评估方法都会倾向于以BMI作为起点。不过,随着评估人类的身体脂肪分布变得越来越方便和廉价,也许有一天,我们真的可以全面地抛弃BMI,但不是现在。
现在我们所要做的也许是,使用BMI这个标准的时候,需要了解它的不足,希望这一点有助于缓解你在BMI阴影下的焦虑。
参考文献:
[1]Desrosières, A. (1998). The politics of large numbers: A history of statistical reasoning. Harvard University Press; translated by Camille Naish.
[2]Garabed Eknoyan, Adolphe Quetelet (1796–1874)—the average man and indices of obesity, Nephrology Dialysis Transplantation, Volume 23, Issue 1, January 2008, Pages 47–51.
[3]McKenzie, P. "Why BMI is flawed—and how to redefine obesity." Nature 622.7982 (2023): 232-233.
[4]Ma, R. C., & Chan, J. C. (2013). Type 2 diabetes in East Asians: similarities and differences with populations in Europe and the United States. Annals of the New York Academy of Sciences, 1281(1), 64-91.
[5]Bray, G. A. (2023). Beyond BMI. Nutrients, 15(10), 2254.
Canning, K. L., Brown, R. E., Wharton, S., Sharma, A. M., & Kuk, J. L. (2015). Edmonton obesity staging system prevalence and association with weight loss in a publicly funded referral-based obesity clinic. Journal of Obesity, 2015.
[6] Kengo Watanabe, Tomasz Wilmanski. etc. Multiomic signatures of body mass index identify heterogeneous health phenotypes and responses to a lifestyle intervention, Nature Medicine,20 March 2023
3月4日世界肥胖日|世卫组织:关注困扰10亿人的肥胖问题
来源:【人民日报健康客户端】
3月4日是世界肥胖日,世界卫生组织发文表示,超重或肥胖是所有人的挑战,无论我们是否受其困扰,这是一个需要我们共同面对和解决的公共卫生问题。《柳叶刀》杂志发布的一项新研究表明:2022年,世界有超10亿肥胖人群。纵观全球,自1990年以来,成年人肥胖症人数增加了一倍多,5-19岁儿童和青少年肥胖症人数增加了三倍。数据还显示,2022年,全球43%的成年人超重。
中国与全球许多国家一样,面临着与肥胖有关的重大挑战——在6-17岁的儿童和青少年中,几乎每五人就有一人超重或肥胖;对于成年人,超过一半为超重或肥胖。
肥胖是一种复杂的慢性疾病。要解决肥胖问题,不能简单地认为是平衡能量摄入和消耗的数学题。尽管如此,我们已充分了解引起肥胖的原因,以及解决这一公共卫生挑战所需的、被证明有效的干预措施。
世界卫生组织指出,对于个人而言,我们每个人都具备掌控自己健康的能力,并可以从小的、可实现的行动开始,一步一步来实践健康生活方式。包括:支持孩子进行健康饮食、身体活动,同时避免久坐、保持良好睡眠,无论其目前的体重情况如何;限制屏幕时间;限制能量摄入,尤其是以脂肪和糖形式摄入的能量;多吃水果、蔬菜,以及豆类、全谷类和坚果;定期进行身体活动;确保孕期间的体重增加保持在适量范围内;在生命最初6个月内对孩子进行纯母乳喂养,并继续母乳喂养至24个月或更大。
然而,我们不能仅依靠个人努力来应对肥胖。要从根源解决问题,关键是采取多部门行动进行干预,以改善限制了个人健康选择的环境和社会条件。核心的干预措施包括:采取行动支持从生命第一天着手的健康实践,包括对母乳喂养的推广、保护和支持;制定关于禁止有害营销食品和饮料的法规,以保护儿童;落实学校食品和营养政策,包括采取行动,监管学校周边的高脂肪、高糖和高盐食品售卖;实行旨在促进健康饮食的财政和价格政策;实行营养标签政策;开展健康饮食、身体活动的公众教育和宣传活动;制定学校身体活动标准;将肥胖预防和管理服务纳入初级卫生保健。
预防和管理肥胖需要关注全生命周期,从生命早期到成年;也需要通过健康饮食、身体活动、按需的充分照护。
责编:王卓
主编:徐婷婷
校对:任璇
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