袁越
生命离不开能量,人体利用能量的过程就是新陈代谢。我们身体里的每一个活细胞,每时每刻都必须通过新陈代谢从食物中获得能量,用以维持自身的各种生命活动。我们的健康状况和能量的利用率密切相关。
食物中蕴含的能量大都是通过氧化过程被释放出来的,所以科学家们可以通过测量一个人呼出的二氧化碳,来计算他的新陈代谢率。但这个测量方法比较麻烦,被测者必须戴着笨重的呼吸器,并在专门的实验室里进行测量。所以,这个方法只适合测量特定条件下的新陈代谢率,比如安静时的基础代谢率,或者短时间剧烈运动时的最高代谢率。其实,真正有价值的是一个人在正常生活中的代谢率,这个值往往要比基础代谢率高出50%左右。因此,基础代谢率并不能很好地反映出一个人的新陈代谢状况,必须想办法测出真实情况中的代谢率。
问题在于,一个人的正常生活代谢率很难测量,因为他不可能整天戴着呼吸器到处走动。1980年代,科学家们发明了“双标水法”,终于解决了这个问题。此法只需让被测者事先饮用一种特殊的水(其中的氢和氧被更重的同位素替代,当然这两种同位素对人体是绝对安全的),之后他就可以像往常一样正常生活了。科学家们只要定期收集这个人的尿液,就能计算出他在正常活动时的能量消耗。
经过几十年的实践检验,“双标水法”已经成为新陈代谢研究领域公认的黄金标准,测出的数据最值得信赖。但此法有个致命的缺点,那就是太贵。不但双标水的价格昂贵,而且必须在专门的同位素实验室里进行测量,这就进一步增加了研究成本。由于这个方法的应用面太过狭窄,导致很多关于新陈代谢的基本问题一直没有得到很好的解释,大部分相关理论都是根据常理被推测出来的。
比如,各位读者应该都听说过这样的说法,一个人的新陈代谢率在青春期时最高,此后便逐年下降,这就是为什么人到中年会发福。还有一个说法认为,女性的新陈代谢率比男性要低,这就解释了为什么女人比男人更容易发胖。有些网站声称可以计算出一个人的新陈代谢率,只需输入年龄、性别、体重等基本数据,以及日常生活和运动状况即可。但这些网站都是根据一些未经验证的公式来计算新陈代谢率的,误差非常大。而且,这些网站背后的金主往往是一些保健品公司,他们会根据计算结果推荐人们吃一些据说能够提高新陈代谢率的药物,以此来帮助减肥。可惜并没有确凿的实验数据证明这些药物真的有效,大部分情況下,人们只是在“缴智商税”而已。
为了彻底解决上述问题,美国杜克大学的进化人类学教授赫尔曼·庞泽决定做一次整合研究。他和同事们把来自29个国家的6400多个“双标水法”样本数据整合到一起加以分析,其中被测者的年龄分布极为广泛,从刚出生8天的婴儿到95岁的老人都有,性别的差异自然也都照顾到了。
研究结果表明,人类婴幼儿的新陈代谢率最高,甚至可以比成年人高50%以上。人在1岁之后代谢率开始逐年下降,直到20岁左右时降到一个比较稳定的值。此后这个值会一直维持到60岁左右,期间鲜有变化,直到60岁之后才会再次下降,但下降的速率很低,平均每10年才下降7%左右。也就是说,一名90岁老人的新陈代谢率大约要比他50岁时的水平低20%~25%。
这个结果颠覆了此前流行很广的很多说法,起码在以下3个方面更新了新陈代谢研究领域的旧有概念。
第一,人类婴幼儿的代谢率居然如此之高,简直像是另一个物种了。这个结果说明婴幼儿在生长期的营养需求是非常大的,超出了一般人的想象。如果此时营养不良,很容易影响到成年后的身体状况。事实上,庞泽教授认为婴幼儿能量需求高的最大原因就是大脑发育,所以小儿营养不良的最大后果就是影响成年后的智商。
第二,青春期和更年期这两个关键节点的新陈代谢率居然没有明显变化,这说明新陈代谢遵循另一套规则,与人体生长的正常规律并不匹配。此前人们普遍相信青春期的新陈代谢率会有一个波峰,很多家长也会在这一时期逼着孩子多吃饭,认为这是“长身体”的时候,现在看来这个看法是不正确的。
第三,中年发福的原因并不像此前大家设想的那样,是因为新陈代谢率的下降。研究结果清楚地表明,一个人的代谢率在20岁左右时就已经稳定了,直到60岁才开始下降,而且下降速度非常缓慢。所以说,中年人之所以容易发胖是另有原因的,比如饮食不节制、日常活动太少等。
总之,这个研究结果说明新陈代谢率的改变只和细胞本身的健康状态有关,和一个人的生活状态关系不大。婴幼儿、老年人的细胞状态和中青年有很大的不同,也许这就是为什么人们在这两个阶段身体都非常脆弱,需要格外小心。
需要补充说明的是,这里所说的新陈代谢率指的是同等体重下的数值,因为代谢率和细胞数量成正比。另外,计算体重时必须除去脂肪的重量,因为脂肪细胞的代谢率非常低,但重量却很大,必须将这部分体重去掉才能得出正确的结论。事实上,这就是为什么大家普遍认为女性代谢率比男性低。真正的原因其实是女性的平均体脂率比男性高,如果按照体重来计算,女性的新陈代谢率往往会偏低。
还有一点值得一提,那就是不同年龄段人群所消耗能量的用处是不同的。婴幼儿时期的大部分能量消耗都被用在了生长发育上,中年人的能量消耗大都被用在了修补磨损上,而老年人修补磨损的能力显著下降,这就是60岁以上的老年人能耗降低的原因。
根据这一推测,庞泽教授认为我们可以根据一个人的新陈代谢率来大致判断出一个人的真实年龄。众所周知,每个人的衰老速度是不一样的,同样年龄的两个人,身体状况可以天差地别。科学家们一直在寻找一种可靠的指标,用来判断一个人的真实年龄。新陈代谢率具备很大的潜力成为这样的指标,但还需要大量的研究才能在两者之间建立可靠的对应关系。