Люди и дельфины толстеют не из-за снижения обмена веществ

Исследователи из университетов и научных центров нескольких стран мира изучили расход энергии организмами людей разного возраста. Оказалось, что замедление обмена веществ начинается вовсе не в возрасте снижения естественной половой активности, а гораздо раньше – в ранней молодости. Результаты работы опубликованы в журнале Science.

"С возрастом и по мере старения организм претерпевает множество физиологических изменений: половое созревание, менопауза и другие фазы жизни, – говорит один из авторов исследования Герман Понцер (Herman Pontzer) из Университета Дьюка в США. – Удивительно, что сроки "метаболических этапов" нашей жизни, похоже, не соответствуют этим [физиологическим] вехам".

Понцер с коллегами из стран Европы, Азии и Африки использовали данные почти 7 000 человек из 29 стран мира в возрасте от одной недели до 95 лет. Ученые проанализировали, сколько калорий в среднем сжигают их организмы ежедневно.

Напомним, что организм тратит от 50% до 70% энергии, полученной от пищи, на выполнение основных жизненно важных функций: дыхание, переваривание пищи, перекачивание крови. Остальная энергия уходит на "внешние" функции человека, такие как учеба, выполнение служебных обязанностей, мытье посуды, уборка в квартире, общение с семьей и друзьями, перемещения вне дома и прочее, включая раздумья во время отдыха на диване и даже сон.

Чтобы вычислить общий расход энергии организмами за сутки, исследователи использовали воду с двойной меткой. Это вода, в которой атомы водорода (¹H) и кислорода (¹⁶O) заменены их радиоактивными изотопами дейтерием (²H) и кислородом-18 (¹⁸O).

Участники исследования пили воду с двойной меткой и затем по анализу их мочи ученые отслеживали, как скоро радиоактивные изотопы водорода и кислорода выводятся из организма.

Поясним, что метод воды с двойной меткой используется в мире для изучения метаболизма на протяжении уже 40 лет. Он дорогостоящий, поэтому исследования этим методом обычно носят ограниченный характер. МАГАТЭ объединило эти данные в общую базу. Ею и воспользовалась для проведения анализа метаболизма людей разных рас из разных стран международная группа ученых.

Результаты столь масштабного изучения метаболизма преподнесли немало сюрпризов.

Так, оказалось, что сильнее всего человеческий организм сжигает калории не в юношеском возрасте или когда достигается пик половой активности, а… в младенческом возрасте – в течение первого года жизни ребенка!

Потребности в энергии резко возрастают в течение первых 12 месяцев жизни. Годовалый ребенок сжигает калории на 50% быстрее для своего размера тела, чем взрослый.

И это связано не только с тем, что в первый год жизни младенцы заняты утроением своего веса при рождении, утверждают ученые.

"Конечно, они [младенцы] растут, но даже если это принять в расчет, энергетические затраты младенцев увеличиваются космическими темпами по отношению к размерам и строению их организма, – подчеркивает Понцер. – Что-то происходит внутри клеток ребенка, чтобы сделать их более активными, и мы еще не знаем, что это за процессы".

По данным исследования, после этого первоначального всплеска расхода энергии в младенчестве метаболизм замедляется примерно на 3% каждый год до возраста 20 лет – возраста новой нормы метаболизма.

Подростковые годы, несмотря на быстрый рост организма, не увеличивают суточного расхода калорий, отмечают исследователи.

"Мы действительно думали, что период полового созревания будет другим, но это не так", – говорит Понцер.

Средний возраст преподнес еще один сюрприз. Если у кого-то в этом возрасте растет объем талии, то метаболизм здесь ни при чем, показывают данные исследования. Суточный расход энергии и в 20, и в 30, и в 40, и в 50 лет остается стабильным. Даже во время беременности потребности женщины в калориях оказались не больше и не меньше, чем ожидалось (если учитывать ее прибавку в объеме и весе по мере роста плода).

Интересно, что и при достижении 60 лет резкого снижения метаболизма в человеческом организме не происходит. Метаболизм и в эти годы замедляется постепенно, всего на 0,7% в год. В результате человеку в возрасте 90 лет, чтобы не толстеть, нужно получать из пищи на 26% меньше калорий каждый день, чем человеку среднего возраста.

Исследователи говорят, что в снижении метаболизма частично виновата возрастная потеря мышечной массы.

По словам Понцера, трудно было проанализировать причины изменения метаболизма в старости, потому что старение идет рука об руку со многими другими изменениями. Но данное исследование подтверждает идею о том, что замедление метаболизма происходит не только из-за возрастных изменений образа жизни или строения тела.

Любопытно, что замедление метаболизма с возрастом ученые выявили не только у людей, но и у дельфинов. Это показало другое исследование американских ученых из Университета Дьюка. Статья об этом опубликована в издании Journal of Experimental Biology.

Ученым впервые удалось измерить возрастные изменения обмена веществ у другого млекопитающего. (Человек также относится к млекопитающим.)

Тем же методом воды с двойной меткой исследователи изучили 10 дельфинов-афалин в возрасте от 10 до 45 лет, живущих в дельфинариях штатов Флорида и Гавайи.

Исследователи ожидали, что у дельфинов обмен веществ происходит быстрее, чем у людей, поскольку теплокровные дельфины живут в воде, и для поддержания тепла тела им требуется больше энергии.

Но на самом деле дельфины-афалины сжигают на 17% меньше энергии в день, чем ожидалось для морского млекопитающего их размера.

В пожилом возрасте метаболизм у дельфинов замедляется, как и у людей. Самые старые дельфины, участвовавшие в исследовании, оба в возрасте 40 лет, потребляли на 22-49% меньше калорий каждый день, чем ожидалось для их веса тела. И, как и у людей, большая часть этих калорий в конечном итоге превратилась в жир, а не в мышцы. У дельфинов в возрасте 40 лет процент жира в организме был в 2,5 раза выше, чем у их сверстников в возрасте до 20 лет.

Ведущий автор исследования Ребекка Римбах (Rebecca Rimbach) считает, что жир у дельфинов откладывается не из-за нехватки физических нагрузок. Дельфины, участвовавшие в исследовании, двигались очень активно даже в возрасте 40 лет, но метаболизм не зависел от уровня их активности. И ели старые и толстые дельфины меньше, чем молодые и стройные. Этот факт ученые установили, измерив, сколько селедки и другой рыбы съедали дельфины разного возраста.

Исследователи говорят, что изучение метаболизма дельфинов может пролить свет на факторы, помимо диеты и образа жизни, которые лежат в основе возрастного увеличения веса у людей.

Ранее мы писали о том, как мыши потеют жиром и что от ожирения защищает низкий уровень гемоглобина. А еще мы рассказывали, что лишний вес в молодости делает память плохой в старости.

Больше интересных новостей науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".