8月13日，中國科學(xué)院深圳理工大學(xué)（籌）藥學(xué)院講席教授、中科院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)藥所能量代謝與生殖研究中心首席科學(xué)家約翰·羅杰·斯彼克曼（John Roger Speakman）團隊與美國杜克大學(xué)進化人類學(xué)副教授赫爾曼·龐澤（Herman Pontzer）等多個國際團隊合作的最新研究成果發(fā)表在《科學(xué)》上。該研究通過大規(guī)模的國際合作，準(zhǔn)確測量了人類從出生到老年代謝率的高峰和低谷，首次揭示出全生命周期的代謝規(guī)律。研究表明，人的代謝規(guī)律呈現(xiàn)出“升高-下降-穩(wěn)定-緩慢下降”的模式，改變了以往人們對“青春期代謝率高，中年之后代謝下降”的認(rèn)知。

此前，許多大規(guī)模研究僅僅關(guān)注于測量人體的基礎(chǔ)代謝率，即進行呼吸、消化、心臟搏動等重要基本功能時所消耗的能量。然而，這部分維持生命所需要消耗的基本能量只占人體每天總能量消耗的50%至70%。人類日常生活中從事家務(wù)、運動，甚至思考、坐立不安也會消耗能量，但此前的研究中，這些日?；顒有枰哪芰坎⑽醇{入大規(guī)模研究中。為了測算人在日常生活中的能量消耗，論文共同通訊作者赫爾曼·龐澤與國際原子能科學(xué)家小組分析了6000余名被測者在日常生活中消耗的平均卡路里的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)樣本年齡覆蓋從剛出生后1周的嬰兒到95歲的老人。

“雙標(biāo)水”是自20世紀(jì)80年代以來，被科學(xué)家用于人體能量消耗的測量技術(shù)，通過收集尿液并分析尿液中標(biāo)記物的豐度值變化，了解機體的能量代謝情況。由于其準(zhǔn)確度和精準(zhǔn)性，該技術(shù)被認(rèn)為是在實驗室之外，測量自由活動狀態(tài)下日常能量消耗的“金標(biāo)準(zhǔn)”。由于此類研究成本昂貴，研究的規(guī)模和范圍均受到限制。因此，多個實驗室決定共享相關(guān)數(shù)據(jù)，并將測量結(jié)果整合在一個數(shù)據(jù)庫中?！搬槍嫶蟮臄?shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進行整合和管理是最困難的部分，我們設(shè)計了一個新的方程，將不同實驗室以不同方式分析的數(shù)據(jù)，最終轉(zhuǎn)換為通用方法，回答了單個研究團隊無法回答的問題?！弊鳛閲H原子能機構(gòu)“雙標(biāo)水”數(shù)據(jù)庫項目的主要負(fù)責(zé)人，斯彼克曼表示，基于“雙標(biāo)水”技術(shù)的精確檢測方法，研究團隊檢測了人們每天總能耗的數(shù)值，通過匯集和分析整個生命周期能量消耗的數(shù)據(jù)，觀察人體的代謝規(guī)律。

該研究中，研究人員找到了人體代謝規(guī)律的“高峰”與“低谷”。數(shù)據(jù)表明，嬰兒的代謝率是最高的。嬰兒在出生后的前12個月里，對能量的需求會迅速增加，因此到一歲時，嬰兒單位體重消耗的卡路里可比成人的代謝率高50%。“部分原因可能是在他們生命最初的幾周基本上是久坐不動的，到一歲左右才開始真正活躍起來。與此同時，嬰兒的靜息代謝率也大幅度上升，這可能與他們驚人的生長率有關(guān)?！彼贡丝寺f，嬰兒期如此高的能量需求，可能導(dǎo)致嬰兒期的成活率十分依賴能量供給，如果在嬰兒期這個關(guān)鍵的發(fā)育時間窗口能量供給不足，就很難成活，即使成活下來也很難正常生長到成年。

代謝率在經(jīng)過嬰兒初期的激增之后，會以每年約3%的速度減緩至20多歲，隨后便穩(wěn)定下來進入正常狀態(tài)。“盡管青少年時期是生長突增的時期，但數(shù)據(jù)表明，青少年時期的每天能量需求似乎并沒有任何增加。我們本來認(rèn)為青春期的代謝率會有所不同，但是事實并非如此?！饼嫕烧f。研究還發(fā)現(xiàn)，20多歲至50多歲這一時期的能量消耗是最穩(wěn)定的。即使在懷孕期間，伴隨著嬰兒的成長，孕期女性的能量需求僅僅是隨著體重的增加而增加，其自身的能量需求并沒有出現(xiàn)大幅上升?！耙苍S有人告訴你，30歲以后身體的各項機能都會下降從而導(dǎo)致體重的增長，但作為家庭和社會中流砥柱的中年人，發(fā)福的因素有很多，我們的研究表明，最起碼代謝率變化并不是原因之一。”斯彼克曼表示。那真正的分水嶺在哪里？ 研究指出，人體的代謝率在60歲之后才真正開始緩慢下降，雖然每年以0.7%的速度緩慢下降，但到90多歲時，人每天需要消耗的卡路里只有中年人的74%。

那么究竟是什么影響了人體的代謝水平？“隨著年齡的增長，肌肉質(zhì)量的減少可能是代謝下降的部分原因，因為肌肉燃燒的卡路里比脂肪多。但這并不是全部原因，因為即便是我們控制了肌肉量的因素后，受試者細(xì)胞水平的代謝也在減慢。”龐澤表示。對此，斯彼克曼也表示，影響代謝水平的最大因素可能是身體的筋肉組織量，但筋肉組織量本身也受體重、性別、年齡的影響。能量需求隨時間變化的機制目前尚不完全清楚，但該研究改變了以往人們對代謝的認(rèn)知，表明我們可能需要重新審視發(fā)育階段和衰老階段的能量需求和營養(yǎng)策略。

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人類生命過程中的總能量消耗