作者:Herman Pontzer 来源:《科学》 发布时间:2021/8/14 15:59:25
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“猴孩子”缘何能量充沛像怪物?

 

在瑞士,每周去养老院的幼儿园儿童人数超过老年人人数。 图片来源:BSIP

所有父母都知道,蹒跚学步的孩子精力充沛。

现在,首个关于人类一生中能量使用的全面研究量化了幼儿能量的燃烧率:9到15个月大的婴儿在一天内消耗的能量比成年人多50%,这一数字令人震惊。像“小发电机”一样,他们甚至比孕妇和十几岁的男孩更快地消耗和使用能量,最可能的是为大脑和器官发育提供能量。

“这些小人儿们不像成年人那样消耗能量。”美国杜克大学进化生物学家、带领这项新研究的Herman Pontzer说,“他们燃烧能量的速度非常快……就像一个不同的物种。”

但幼儿也会很快精力耗尽。如果不能获得所需的卡路里,高代谢就会让他们特别容易生长受阻和生病。他们的细胞代谢药物的速度也可能比成年人快,这意味着他们可能需要更频繁的剂量。另一方面,60岁以上的老人每天开始比年轻人消耗更少的能量,需要更少的食物或更低剂量的药物,特别是90岁以后,他们消耗的能量比中年人少26%。

令人惊讶的是,科学家对人一生中消耗的能量知之甚少。这是因为这样的数据需要所谓的“双标记水”研究,这是一种昂贵的测试,参试者需要饮用含有不常见的氢和氧的“重”水,这种水可通过化学方法来追踪。科学家连续一周测量了这些同位素超过24小时从尿液、血液或唾液中排出的量,以计算个人平均每天消耗多少能量。

在这项新研究中,Pontzer和同事建立了一个大型数据库,汇集了来自29个国家的6421名年龄在8天到95岁之间的人饮用双标记水研究的结果。研究小组从中提取了每个人的每日总能量率,并根据身体大小、质量和器官大小对其进行调整,从而计算出每个人的每日代谢率。器官中的瘦肉组织比脂肪消耗更多的能量,儿童消耗能量的器官比成年人占身体质量的比例更高。

当科学家绘制出整个生命周期的代谢率时,他们发现,婴儿出生时的代谢率与他们的母亲相同,这是根据他们较小的体型调整后的结果。但在9到15个月之间,他们的细胞加速燃烧能量更快,研究小组8月13日在发表于《科学》的一项研究中报告称。

儿童的代谢率在5岁之前一直保持高水平,但在20岁左右达到稳定水平之前,代谢率开始缓慢下降。有趣的是,成年人口比例在60岁之前是稳定的,然后开始下降。Pontzer说,90岁以后,人类每天消耗的能量减少了约26%。

研究还发现,孕妇的代谢率并不比其他成年人高;它们的能量消耗和卡路里消耗会随着体型的增大而增加。“我们知道孕妇消耗更多的卡路里,但她们只是因为体型更大而消耗更多的能量。”Pontzer说。

饥饿的青少年的代谢率也没有上升,这也使研究结果似乎违反直觉。“当孩子们进入青春期时,他们摄入的卡路里量似乎有一个大的峰值。”Pontzer说,“在30多岁和40多岁的时候,人们通常会觉得自己慢下来了;当更年期到来时,你的速度会更慢。”但代谢率在这些时候不会改变。他说,荷尔蒙变化、压力、疾病、生长和活动水平都会影响食欲、能量和体重。

Pontzer推测,幼儿的新陈代谢速度加快是因为大脑、其他器官或免疫系统的发育变化消耗了大量的能量。随着老年人器官萎缩,大脑中的灰质减少,衰老也会减缓。

美国西北大学的生物人类学家、并未参与这项研究的Chris Kuzawa说,发育中的大脑可能是幼儿吸收能量的关键。2014年,他的团队发现,幼儿的大脑消耗了身体所需能量的43%,令人震惊。

波兰雅盖隆大学的生物人类学家、并未参与这项研究的Grazyna Jasienska补充说:从公共健康的角度来看,这很有趣。这些数据应该考虑到婴儿、孕妇和老年人需要摄入多少卡路里,以及药物的剂量。“想想世界上许多地方营养不良的儿童,他们需要的食物可能比我们之前想象的要多。”她说。(来源:中国科学报 冯维维)

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.abe5017

 
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