“民以食为天”,“生命在于运动”!相信大家都非常熟悉这两句金句,但恐怕很少有人知道它们和人的生命线“能量”息息相关,前者是能量摄入,后者是能量消耗。
有人对能量生命线有过下面这样一段描述:
“如果你想了解任何物种,你必须了解它是如何消耗卡路里的。能量消耗是一切的基础——它是生命的货币,它是从成长到繁殖、抗击感染、四处走动、消化食物、这些功能之间的互动、我们大脑的工作,所有这些的一切。”
研究能量消耗也因此一直是生命和健康(因为肥胖的泛滥)科学里面极为重要的一个部分。人的总能量消耗(total energy expenditure)可以简单分为三个部分:维持生命的基础代谢、占能耗的60-65%,日常体力活动、占25-35%,其他(例如给吃进去食物的加温)占5-10%。
测定日常生活(free living)中总能量消耗的金标准方法叫双标水法,它是以稳定的同位素标记的水作为示踪物,也即:通过稳定性核素氘(2H)标记水中的H,用重氧(18O)标记水中和二氧化碳中的O,通过分析采集到尿液中标记物峰值的变化,了解机体的能量代谢情况。其原理是氘和18氧的不同消失率是衡量CO2产生的量度,假设CO2产生和O2消耗的比率恒定,通常约为0.85,继而推算氧耗和能量消耗。其精确度在2%~8%,准确度在1%~3%。
虽然精确度很高,双标水法也有三个缺点和限制:一是只能测定总能量消耗,具体基础代谢和运动消耗了多少还需要其他方法来辅助;二是价格比较贵,一个人就要一千多美金(这还是我前几年策划一个课题时询问到的价格);三是收集到的尿样必须送专门的实验室分析,能提供双标水和做分析的实验室很少。因为这些缺点和限制,用双标水法做能量消耗研究的样本量一般都比较小,对能量消耗也因此缺乏一个“生命全周期”的认识。
当今能量消耗研究的领军人物杜克大学的Herman Pontzer教授“出奇兵”想到了一个解决办法,他联系了全球29个国家做过双标水研究的科学家让大家分享数据。结果一个包括6600人,年龄从出生一周到95岁, 还包括用双能量X线吸收仪(DXA)所测脂肪和肌肉百分比的数据库诞生了!才有了上面这篇包含80位作者,最近发表在著名《科学》(Science)杂志上颠覆我们对能量消耗认识的论文。
在《科学》上发表的这篇论文有以下几个颠覆性的发现(都是以除去脂肪的体重计,所以是相对的能量消耗):
- 刚出生到一岁的婴儿是能量消耗的冠军,比成年人高50%!
- 一岁后开始走下坡路,每年下降3%,一直到20岁。
- 虽然大家都享受过青春期怎么吃都不胖的美好时光,但能量消耗在青春期并没有出现“井喷”的现象。
- 20-50岁期间能量消耗基本没变,女性怀孕期间也没有明显上升,中年发福和能量消耗没有关系。
- 60岁以后开始下滑,每年不多,1%左右,但到了90岁时就比中年是少了差不多25%!
生命全周期总能量消耗变化(B是不同年龄段每天的总能量变化)。
生命全周期总能量消耗变化(A和D是不同年龄段每天的以除去脂肪后的相对总能量变化)。
以上发现对体重和健康管理的几点启示:
- 婴儿的能量和营养补充很重要。
- 怀孕期间能量需求远比想象的要低,因此要防止超标摄入。
- 婴儿的能耗加速和60岁后的下滑源于细胞内的调节,是不是和进化里“丢卒保车”(卒 = 老年人,车 = 婴儿)以利于人类传宗接代的生存有关需要进一步的研究。
- 体重管理靠的还是健康饮食和坚持运动(尤其是保肌肉体积的力量训练)。
- 在今天能量摄入过多,消耗能量机会太少的环境下,“民以食为天”应该改为“健康食物为先”,“生命在于运动”应该改为“活到老,动到老,力量训练不可少
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