“人到中年,已经不如从前了。”“新陈代谢下降,人们喝水就会发胖。”……是真的吗?最新的科学研究表明,事实并非如此。
8月13日,中国科学院深圳理工大学药学院教授、中国科学院深圳先进技术研究院药物研究所能量代谢与生殖中心首席科学家约翰罗杰斯派克曼团队与杜克大学联手。进化人类学副教授Herman Ponze等国际团队研究表明,人类新陈代谢呈现“上升-下降-稳定-缓慢下降”的模式,颠覆了以往人们“青春期代谢率高”的观念
这篇最新的研究论文发表在国际学术期刊《科学》上。本研究通过国际合作,测量了从出生到老年代谢率的高峰和低谷,首次揭示了整个生命周期的代谢规律。
超过6000个主题涵盖几乎所有年龄组
这是一次大规模的国际合作,涉及来自29个国家的近100个国际团队和6000多个课题。研究样本几乎涵盖了所有年龄组。
据Herman Ponze介绍,在此之前,一些大规模的研究仅侧重于测量人体的基础代谢率,即执行呼吸、消化、心脏跳动等重要基础功能时消耗的能量。然而,维持生命所需的基本能量只占人体每天总能量消耗的50%-70%。人类日常生活中的家务劳动、运动,甚至思考、坐立不安也是消耗能量的,但这些日常活动所需的能量并没有被纳入到以往的大规模研究中。
他说,为了测量人们在日常生活中的能量消耗,研究团队和国际原子能科学家小组分析了6000多名受试者在日常生活中的平均卡路里消耗数据,数据样本从出生一周后的婴儿到95岁的老人不等。
研究人员对人体能量消耗采用了一种测量技术——“双标水”,即通过采集尿液,分析尿液中标志物的丰度变化,来了解人体的能量代谢。
作为国际原子能机构“双标水”数据库项目的主要负责人,斯皮克曼表示,由于此类研究成本较高,研究规模和范围有限。因此,多个实验室共享相关数据,并将测量结果集成到一个数据库中。
“对于庞大的数据库来说,数据的整合和管理是最难的部分。我们设计了一个新的方程,将不同实验室以不同方式分析的数据转化为通用方法,回答了单个研究团队无法回答的问题。”斯派克曼说,正是基于“双标水”技术的精准检测方法,研究团队检测了人们每天的总能耗值,收集分析了整个生命周期的能耗数据,观察了人体的代谢规律,发现了一些“令人惊讶”的现象。
人体的代谢率在60岁以后缓慢下降
研究人员发现了人体新陈代谢的“高峰”和“低谷”。
数据显示,婴儿的代谢率最高。出生后的前12个月,宝宝对能量的需求会迅速增加,所以到了一岁,宝宝每单位体重的热量消耗是成年人代谢率的1.5倍。
“部分原因可能是,在他们生命的最初几周,他们基本上是久坐不动的,直到1岁左右才真正变得活跃起来。”斯比克曼说。
同时,婴儿的静息代谢率也大大增加,这可能与其生长速度有关。斯皮克曼认为,婴儿期的高能量需求可能会导致婴儿期的存活率,这非常依赖于能量供应。在婴儿期的关键发育时间窗,如果能量供应不足,将很难存活,即使存活,也很难正常长到成年。
代谢率会以每年3%左右的速度减慢,直到20岁,然后稳定下来,进入正常状态。
赫尔曼庞兹说,虽然青少年是一个突然成长的时期,但数据显示,青少年时期的日常能量需求似乎没有任何增加。“我们原本以为青春期的代谢率会有所不同,但事实并非如此。”
另一个有趣的发现是在中年时期。
研究小组发现,20-50岁期间的能量消耗最为稳定。即使在孕期,随着宝宝的成长,孕妇的能量需求也只是随着体重的增加而增加,而自身的能量需求并没有明显的增加。
“也许有人告诉你,30岁以后,身体的所有功能都会下降,从而会导致体重增加。然而,作为一个家庭和社会的中流砥柱的中年人,致富的因素有很多。我们的研究表明,至少代谢率会发生变化。不是原因之一。”斯比克曼说。
“人到中年,已经不如从前了。”这种“一锅”代谢率是无法逆转的。
有研究指出,人体的代谢率在60岁以后真的开始缓慢下降,并且以每年0.7%的速度缓慢下降。到了90岁,人们每天的热量消耗只有中年人的74%。
颠覆了过去人们对新陈代谢的认知
那么,是什么影响了人体的代谢水平呢?
赫尔曼蓬泽说,随着年龄的增长,肌肉量的减少可能是新陈代谢下降的部分原因,因为肌肉燃烧的热量比脂肪多。然而,这并不是全部原因。
“我们发现,即使在我们控制了肌肉质量的因素后,受试者在细胞水平的新陈代谢也会减慢。”赫尔曼庞泽说。
斯皮克曼还表示,影响新陈代谢水平的最大因素可能是体内肌肉组织的数量,但肌肉组织的数量本身也受到体重、性别和年龄的影响。
"能源需求随时间变化的机制仍不完全清楚."斯比克曼说。
但他认为,这项研究颠覆了人们以往对新陈代谢的认识,也表明人们可能需要重新审视发育和衰老阶段的能量需求和营养策略。
《科学》杂志专门发表了一篇题为《长远眼光看代谢》的观点文章,其中提到这项研究为人类新陈代谢的研究提供了重要的新见解。团队杰出的合作精神使这项规模和范围前所未有的研究成为可能。
“该研究可以对能量需求进行估计,人们可以更准确地计算出他们需要吃多少食物既能保证营养,又能避免体重增加。”斯彼克曼说,从更广泛的角度来看,只有了解了人口有多大的能量需求,才知道需要生产多少食品,才知道粮食安全的红线在哪儿。
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