美國《紐約時報》網站近日發表撰稿人金·廷利的一篇文章，題為《關於我們如何燃燒卡路里的新知識》，全文摘編如下：
人們經常告訴我們一個簡單的道理：要保持健康的體重，只需確保攝入的卡路里量與消耗的卡路里量相同。如果攝入的卡路里或能量比消耗的多，體重就會增加；如果“輸出”大於“輸入”，體重就會減少。但是，儘管我們通常能意識到運動會燃燒卡路里，但我們飲食中的55%到70%實際上在為我們體內發生的所有看不見的化學反應提供燃料，為的是維持我們的生命。
美國杜克大學進化人類學副教授赫爾曼·蓬策說：“我們認為新陳代謝只與運動有關，但它遠不止於此。它實際上是人體細胞全天忙碌活動的總和。”計算一個人的總能量消耗，就能知道維持他或她的生命需要多少卡路里。蓬策說，這麼做同時還能讓大家知道“身體是如何運作的，要衡量這一點，沒有比‘能量消耗’更直接的方式了”。
經歷不同生命階段
儘管科學家們研究新陳代謝的時間至少已有一個世紀，但他們（在現實世界條件下、在足夠多的人中、在足夠廣泛的年齡段內）測量它的方式尚未精確到足以審視其在人的一生中是如何變化的。很顯然，人的體形越大，擁有的細胞就越多，其每天燃燒的總卡路里數也就越多。但是，評估年齡、性別、生活方式和疾病等變數是否會影響我們的能量消耗率要困難得多。缺乏資料催生出基於個人經驗的假設：例如，青春期和更年期發生的顯著激素變化會導致我們的新陳代謝速度加快或放慢，促使我們每天燃燒更多或更少的卡路里；或者，男性的新陳代謝速度天生比女性更快，理由是他們似乎能更輕鬆地減肥；再或者，人到中年能量消耗速度放慢，導致體重逐漸且不可避免地增加。
蓬策說：“我40多歲了，我感覺和我20多歲的時候不一樣——我也接受了這一點。所有這些直覺從未得到過資料支援。只是看上去如此確定。”
然而，8月蓬策和80多位合著作者在美國《科學》週刊上發表的一篇論文表明，我們以前對新陳代謝的認知大部分是錯誤的。他們分析了之前從年齡在8天至95歲不等的6400多名研究物件處收集的資料，並根據體形以及脂肪和肌肉量進行了調整，結果發現人類的新陳代謝通常會經歷幾個不同的生命階段。
新生兒的新陳代謝過程與成人相似。然後，當嬰兒長到約1個月大時，他們的新陳代謝速度開始迅速上升，直到9至15個月大時。在此期間，他們的新陳代謝速度會比成年人高50%以上——相當於一個成年人每天燃燒約4000卡路里的熱量。據美國衛生與公共服務部估算，成年女性平均每天需要1600到2400卡路里的熱量，成年男性每天需要2000到3000卡路里的熱量。年齡在1至2歲之間的幼兒的能量消耗開始下降，並持續下降直到20歲左右。從那時開始，能量消耗在接下來的40年中保持穩定，即使在孕期和更年期也不例外；55歲時燃燒卡路里的效率與25歲時一樣。到了60歲左右，能量消耗再次開始下降，並持續下降，直到我們生命的盡頭。
研究人員注意到，男性的新陳代謝速度並非天生就比女性快。他們每天往往燃燒更多卡路里的原因是，他們的肌肉比例通常更高，而肌肉會比脂肪消耗更多能量。
基礎科學重大進展
美國耶魯大學人類學教授理查德·布里別斯卡斯說，上述研究“彌補了我們在基礎人類生理學認知方面的一個非常重大的不足”。他還說：“這對基礎科學而言真的非常重要，因為新陳代謝——關於我們的身體如何使用能量——在任何認識疾病或健康的過程中都處於絕對核心地位。”
長期以來，研究人員計算我們總共燃燒了多少卡路里的方式一直是，測量我們排放了多少作為副產品的二氧化碳。不過，研究物件通常必須在實驗室內接受必要的測試，因此測試結果只會顯示他們處於靜止狀態時的新陳代謝資料。直到上世紀80年代，一種名為“雙標水法”、用於測量日常生活中新陳代謝資料的方法才開始投入使用。研究物件喝下用同位素“標記”了氫元素和氧元素的水，其原子核內中子數量的差異使它們能夠被檢測到。喝了這種水後，研究物件恢復正常活動，並在一週內提供幾份尿液（或血液或唾液）樣本。研究人員透過測量研究物件排洩物中標記氫與標記氧的比例來計算能量消耗。標記氫能夠完整無損地透過人體，而一部分標記氧會以二氧化碳的形式被人體撥出，二氧化碳是人體細胞將“燃料”轉化成能量過程中的代謝廢物。掌握了缺失的標記氧所佔的比例，研究人員就能搞清人體排出了多少二氧化碳，進而計算出消耗了多少熱量。
採用雙標水法成本高昂。發表在《科學》週刊上的這篇論文的作者之一、美國路易斯安那州立大學附屬彭寧頓生物醫學研究中心的珍妮弗·魯德說，全世界只有約9個實驗室經常採用這種方法。用雙標水法開展單項研究，研究物件通常少於100人，不足以讓研究人員瞭解群體性模式。但在2014年，使用這種方法的多家實驗室提出了建立資料庫的想法，為的是儘可能多地整理過去40年裡的雙標水法測量資料。支撐《科學》週刊這篇論文的這個資料庫的規模仍在擴大，它包含的樣本來自數十個國家和文化，來自從坦尚尼亞的原始覓食者到紐約曼哈頓的通勤人士的各類人。與該研究論文一起發表的一篇評論的作者、美國威斯康星大學麥迪遜分校醫學教授羅莎琳·安德森說：“就規模和範圍而言，這是史無前例的。”
完善人類健康概念
樣本的規模和多樣性令研究人員能夠發現新陳代謝隨年齡變化的常規模式。但研究物件的新陳代謝速度仍然存在巨大差異，這凸顯出，在導致體形相同、習慣相似的人每日能量消耗存在很大差異方面，其他因素（如基因和生活方式）可能發揮著重要作用。最終，蓬策說，瞭解人類新陳代謝的普遍特徵將縮小造成這些差異的可能原因的範圍。
這篇論文已經提出了許多問題。例如，兒童的新陳代謝速度明顯較快，老年人的新陳代謝速度較慢，這些因素會如何影響營養攝入建議和用藥劑量？人到60歲左右新陳代謝速度放慢，這與患慢性病風險相應增加有什麼聯絡？
魯德說：“在1個月大的嬰兒身上，一定有某個開關打開了，並且說：‘我必須大大增加能量消耗。’然後，又會有另一個開關說：‘現在我60歲了，我的效率不會像以前一樣高了。’那些開關是什麼？我認為它們是衰老的關鍵。”
事實上，安德森說，一些能夠影響人體新陳代謝的藥物已投入使用，且結果證明它們能延長小鼠的壽命。研究人員推測，老化細胞消耗的能量較少，因為它們為預防疾病所做的修復和維護工作較少。但是，布里別斯卡斯指出，簡單地提高老年人的新陳代謝速度“不會成為治療眾多疾病的靈丹妙藥”，因為這會給人體內的其他系統帶來壓力，“如果加入更多能量，可能只會讓系統更快地崩潰”。
不過，瞭解新陳代謝方式何時自然地發生變化，能幫助研究人員完善他們對每個年齡段健康狀況的認知。
布里別斯卡斯說：“這有點兒像觀察毛毛蟲階段和蝴蝶階段。我們看到的是，5歲的你和50歲的你是完全不同的有機體。”他還說，這與科學界將全人類視為基本相同的“一般細胞團”的趨勢形成鮮明對比，“這項特殊的研究將提高人們瞭解這些重要的細微差別的意識”。
來源：參考訊息網
