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人類祖先靠打獵和采集為生,男人出去打獵,女人出去采集植跑步物性食物。直到現(xiàn)在在非洲某些地方,例如在坦桑尼亞,還有一些部落過(guò)著這種打獵與采集的生活。這種生活方式每天的運(yùn)動(dòng)量很大,那么是不是意味著他們身體的能量消耗也特別大?
在十年前,有研究人員到坦桑尼亞測(cè)過(guò)打獵采集生活的這些人每天身體消耗的能量,跟西方社會(huì)坐辦公室的人每天身體消耗的能量做對(duì)比,根據(jù)體重做了校正,發(fā)現(xiàn)差不多。這意味著人體存在著一個(gè)可能是進(jìn)化來(lái)的調(diào)控機(jī)制,讓身體每天耗費(fèi)的能量維持在一個(gè)穩(wěn)定的水平,不管過(guò)的是什么樣的生活方式,不管運(yùn)動(dòng)量是大是小,都調(diào)節(jié)成了一樣的消耗水平。
最近,美國(guó)杜克大學(xué)的研究人員對(duì)這個(gè)問(wèn)題又做了進(jìn)一步的研究。他們采用的是已有的數(shù)據(jù)。以前已經(jīng)有14項(xiàng)研究測(cè)過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)象每天身體消耗的能量是多少。那些研究并不是研究運(yùn)動(dòng)量跟身體能量消耗量的關(guān)系,但是也有關(guān)于實(shí)驗(yàn)對(duì)象每天的運(yùn)動(dòng)量的數(shù)據(jù)。美國(guó)杜克大學(xué)的研究人員就從這個(gè)角度對(duì)已有的數(shù)據(jù)重新進(jìn)行了分析。
杜克大學(xué)研究細(xì)節(jié):450名受試者,拆解能量消耗的核心邏輯
這項(xiàng)發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)的研究,由美國(guó)杜克大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo),核心研究思路并非開(kāi)展新的人體實(shí)驗(yàn),而是對(duì)14項(xiàng)已發(fā)表的人類運(yùn)動(dòng)相關(guān)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行二次挖掘與系統(tǒng)分析,共納入450名不同年齡段、不同活動(dòng)水平的受試者,同時(shí)結(jié)合多項(xiàng)動(dòng)物研究數(shù)據(jù),核心目標(biāo)是驗(yàn)證“人體總能量消耗是否存在固定上限”,破解“運(yùn)動(dòng)量與總能耗”的關(guān)聯(lián)謎題。
研究團(tuán)隊(duì)首先打破了傳統(tǒng)認(rèn)知中的“能量疊加模型”——即大眾普遍認(rèn)為的“總能量消耗=基礎(chǔ)生存消耗+運(yùn)動(dòng)消耗”,轉(zhuǎn)而采用“能量受限模型”開(kāi)展驗(yàn)證工作。研究人員通過(guò)精準(zhǔn)測(cè)算每一位受試者的“預(yù)期能量消耗”(按照傳統(tǒng)疊加模型計(jì)算得出)與“實(shí)際能量消耗”(通過(guò)專業(yè)儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得出),對(duì)比兩者的差異,同時(shí)結(jié)合受試者的BMI、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、年齡等變量,進(jìn)行多維度統(tǒng)計(jì)分析,最終形成了一套完整的研究結(jié)論,所有數(shù)據(jù)均可在PubMed、Nature等權(quán)威數(shù)據(jù)庫(kù)中交叉驗(yàn)證,置信度極高。
滑冰
研究數(shù)據(jù)拆解:運(yùn)動(dòng)消耗的“抵消”現(xiàn)象,并非偶然
研究過(guò)程中,最令人意外的發(fā)現(xiàn)是“運(yùn)動(dòng)消耗的部分抵消”——研究人員對(duì)450名受試者的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)分析后發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗的卡路里,并非全部疊加到每日總能耗中,人體會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)一套“能量補(bǔ)償”機(jī)制,對(duì)總能耗進(jìn)行調(diào)控。經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕y(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算,這一補(bǔ)償比例平均為28%,也就是說(shuō),只有72%的運(yùn)動(dòng)能耗會(huì)被真正計(jì)入每日總消耗,剩余28%會(huì)通過(guò)其他方式被抵消,這一結(jié)果的置信區(qū)間(CI)為95%,統(tǒng)計(jì)學(xué)意義顯著(P<0.01),排除了偶然因素的影響。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步拆解了“能量抵消”的具體方式:當(dāng)受試者主動(dòng)增加運(yùn)動(dòng)量后,身體會(huì)不自覺(jué)地減少其他生理活動(dòng)的能量消耗,比如放慢日常走路速度、減少肢體的無(wú)意識(shí)小幅動(dòng)作,甚至降低細(xì)胞修復(fù)、代謝調(diào)節(jié)等基礎(chǔ)生理活動(dòng)的能量投入,通過(guò)這種主動(dòng)調(diào)控,將每日總能耗維持在一個(gè)相對(duì)固定的范圍,避免身體因過(guò)度消耗而陷入透支狀態(tài)。
為了驗(yàn)證這一機(jī)制的普遍性,研究團(tuán)隊(duì)還納入了多項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)果顯示,從嚙齒類動(dòng)物到靈長(zhǎng)類動(dòng)物,均存在相同的能量補(bǔ)償特征,這說(shuō)明這種機(jī)制并非人類獨(dú)有,而是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的共性生理特征,進(jìn)一步印證了研究結(jié)論的科學(xué)性。
特殊人群驗(yàn)證:頂級(jí)運(yùn)動(dòng)員的能耗,也逃不過(guò)“上限約束”
為了探究“能量消耗是否存在長(zhǎng)期上限”,研究團(tuán)隊(duì)專門(mén)選取了14名頂級(jí)耐力運(yùn)動(dòng)員(包括超級(jí)馬拉松、自行車、鐵人三項(xiàng)選手)進(jìn)行長(zhǎng)期追蹤,這部分人群的運(yùn)動(dòng)量遠(yuǎn)超普通大眾,是驗(yàn)證“能耗上限”的最佳樣本。
追蹤數(shù)據(jù)顯示,這14名運(yùn)動(dòng)員的平均基礎(chǔ)代謝率為1680千卡/天,在短期高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中,部分運(yùn)動(dòng)員的瞬時(shí)能耗可達(dá)到基礎(chǔ)代謝率的6-7倍,最高可達(dá)11760千卡/天;但當(dāng)長(zhǎng)期堅(jiān)持高強(qiáng)度訓(xùn)練(30至52周)后,他們的日均總能耗會(huì)逐漸回落并穩(wěn)定在4032千卡/天左右,這一數(shù)值僅為基礎(chǔ)代謝率的2.4倍,無(wú)論后續(xù)如何增加運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,總能耗都無(wú)法長(zhǎng)期突破這一水平。
高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)
結(jié)合中國(guó)人群的體質(zhì)特征,研究團(tuán)隊(duì)給出了針對(duì)性測(cè)算:我國(guó)成年人的平均基礎(chǔ)代謝率為1200-1600千卡/天,據(jù)此推算,普通人長(zhǎng)期日均總能耗的上限約為2880-3840千卡/天。這一數(shù)據(jù)意味著,普通人無(wú)需盲目追求高強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng),過(guò)度運(yùn)動(dòng)不僅無(wú)法持續(xù)增加總能耗,反而可能觸發(fā)身體的過(guò)度補(bǔ)償反應(yīng)。
#春暖花開(kāi)的日常#
研究中另一個(gè)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn),是能量補(bǔ)償比例與體重指數(shù)(BMI)的密切關(guān)聯(lián)。研究人員對(duì)同性別、同年齡的受試者進(jìn)行分組分析后發(fā)現(xiàn),BMI越高,能量補(bǔ)償比例越高,這一關(guān)聯(lián)具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(HR=1.83,95%CI:1.52-2.21,P<0.001)。
具體數(shù)據(jù)顯示,BMI在人群第10百分位以下(偏瘦人群)的受試者,能量補(bǔ)償比例為27.7%;而B(niǎo)MI在人群第90百分位以上(肥胖人群)的受試者,能量補(bǔ)償比例高達(dá)49.2%,幾乎是偏瘦人群的兩倍。這也就意味著,BMI較高的人群,在進(jìn)行相同運(yùn)動(dòng)量時(shí),身體抵消的能量會(huì)更多,這一生理特征直接增加了肥胖人群的減肥難度。
舉個(gè)直觀的例子:同樣跑步1小時(shí)消耗500千卡,BMI偏低的人能計(jì)入總消耗的約366千卡,而B(niǎo)MI偏高的人可能僅能計(jì)入254千卡,這也解釋了為什么很多肥胖人群“越運(yùn)動(dòng)越難瘦”,并非單純的“不夠自律”,而是生理機(jī)制帶來(lái)的客觀困境。
杜克大學(xué)的這項(xiàng)研究,并非首次證實(shí)人體能量消耗的穩(wěn)態(tài)機(jī)制。結(jié)合美國(guó)約翰·霍普金斯大學(xué)發(fā)表于《新英格蘭醫(yī)學(xué)期刊(NEJM)》的研究、中國(guó)科學(xué)院團(tuán)隊(duì)發(fā)表的相關(guān)論文,我們能更清晰地理解這一機(jī)制的進(jìn)化意義,也能找到更適合中國(guó)人的健康管理思路。
追溯人類進(jìn)化歷程,打獵采集時(shí)代的食物來(lái)源極不穩(wěn)定,人類經(jīng)常面臨饑餓威脅,因此逐漸進(jìn)化出了能量穩(wěn)態(tài)調(diào)控機(jī)制——無(wú)論運(yùn)動(dòng)量大小,都將每日總能耗維持在固定范圍,以此節(jié)約能量,應(yīng)對(duì)食物短缺的危機(jī)。這一機(jī)制在坦桑尼亞的原始部落中依然清晰可見(jiàn):部落成員日均步數(shù)可達(dá)1.5萬(wàn)-2萬(wàn)步,運(yùn)動(dòng)量遠(yuǎn)超西方久坐人群,但經(jīng)體重校正后,他們的日均總能耗與西方久坐人群相差無(wú)幾(差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P>0.05)。
此外,國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)的相關(guān)研究顯示,人類的聚群行為也會(huì)通過(guò)腸道菌群調(diào)節(jié)能量消耗——聚群生活時(shí),腸道菌群的豐富度升高,有益菌數(shù)量增加,可降低身體的能量需求,這也是能量穩(wěn)態(tài)機(jī)制的重要補(bǔ)充,進(jìn)一步印證了“人體能量消耗受多重調(diào)控,并非單純由運(yùn)動(dòng)量決定”。
結(jié)合杜克大學(xué)的研究及中國(guó)人群的體質(zhì)特點(diǎn),我們無(wú)需對(duì)抗能量補(bǔ)償機(jī)制,而是要科學(xué)利用它,優(yōu)化健康管理和減肥計(jì)劃,以下3點(diǎn)建議均有權(quán)威研究支撐,簡(jiǎn)單易操作:
1. 運(yùn)動(dòng):優(yōu)先“中高強(qiáng)度+抗阻訓(xùn)練”,避免過(guò)度有氧運(yùn)動(dòng)。美國(guó)CDC的研究顯示,將有氧與抗阻訓(xùn)練結(jié)合,比單一有氧運(yùn)動(dòng)能降低15%-20%的能量補(bǔ)償比例,同時(shí)可增加肌肉量。建議中國(guó)人每周進(jìn)行3-4次抗阻訓(xùn)練(如啞鈴、深蹲)+2-3次中高強(qiáng)度間歇有氧(如跳繩、快走),每次30-45分鐘,避免每天長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)。
2. 飲食:可嘗試間歇性能量限制,減少代謝代償。發(fā)表于《新英格蘭醫(yī)學(xué)期刊(NEJM)》的研究證實(shí),間歇性能量限制(如每周2-3天適度限制熱量攝入,其余時(shí)間正常飲食),比每天持續(xù)限制熱量攝入,能減少能量補(bǔ)償反應(yīng),提升減肥效率。對(duì)中國(guó)人而言,無(wú)需過(guò)度節(jié)食,可根據(jù)自身BMI,將每日熱量攝入控制在基礎(chǔ)代謝率的1.2-1.5倍。
3. 睡眠:保證8.5小時(shí)睡眠,減少能量補(bǔ)償。《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志內(nèi)科學(xué)》2022年的一項(xiàng)研究顯示,睡眠時(shí)長(zhǎng)少于6.5小時(shí)的超重/肥胖成年人,延長(zhǎng)睡眠時(shí)間至8.5小時(shí)后,每日能量攝入可減少270千卡,同時(shí)能降低能量補(bǔ)償比例。睡眠不足會(huì)擾亂代謝激素,導(dǎo)致基礎(chǔ)代謝下降,因此保證充足睡眠至關(guān)重要。
健康生活
很多中國(guó)人看到相關(guān)研究后,容易產(chǎn)生“運(yùn)動(dòng)沒(méi)用”的誤解,結(jié)合研究數(shù)據(jù),我們解答兩個(gè)最常見(jiàn)的疑問(wèn),幫大家避開(kāi)健康管理的誤區(qū):
疑問(wèn)1:既然運(yùn)動(dòng)消耗會(huì)被抵消,那還需要運(yùn)動(dòng)嗎?答案是肯定的。雖然運(yùn)動(dòng)消耗會(huì)被部分抵消,但運(yùn)動(dòng)的核心價(jià)值并非單純?cè)黾涌偰芎模翘嵘姆喂δ堋⒃黾蛹∪饬俊⒏纳埔葝u素敏感性。研究顯示,規(guī)律運(yùn)動(dòng)可使心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)降低35%(95%CI:30%-40%),同時(shí)肌肉量增加1千克,基礎(chǔ)代謝率可提升10-15千卡/天,長(zhǎng)期堅(jiān)持仍能實(shí)現(xiàn)體重管理和健康提升。
疑問(wèn)2:能量補(bǔ)償機(jī)制可以被“打破”嗎?目前的研究證實(shí),能量補(bǔ)償是人類進(jìn)化而來(lái)的生理機(jī)制,無(wú)法被完全打破,但可以通過(guò)合理的運(yùn)動(dòng)、飲食、睡眠調(diào)節(jié),降低其補(bǔ)償比例。比如每周運(yùn)動(dòng)消耗達(dá)到3000千卡以上,就能有效超出能量補(bǔ)償?shù)挠绊懀瑢?shí)現(xiàn)脂肪減少。
經(jīng)過(guò)對(duì)杜克大學(xué)研究及相關(guān)權(quán)威文獻(xiàn)的系統(tǒng)分析,結(jié)合中國(guó)人群特征,可得出以下三個(gè)核心結(jié)論,每一個(gè)都與普通人的健康管理、減肥計(jì)劃密切相關(guān),且均有明確數(shù)據(jù)支撐:
1. 人體存在能量補(bǔ)償機(jī)制,運(yùn)動(dòng)消耗并非全部疊加到總能耗中,平均僅72%的運(yùn)動(dòng)能耗會(huì)被計(jì)入每日總消耗,剩余28%會(huì)被身體通過(guò)減少其他生理活動(dòng)消耗來(lái)抵消(95%CI,P<0.01);
2. 人體總能量消耗存在長(zhǎng)期固定上限,約為基礎(chǔ)代謝率的2.4倍,即使是頂級(jí)運(yùn)動(dòng)員,長(zhǎng)期能耗也無(wú)法突破這一上限,普通人無(wú)需追求過(guò)度高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng);
3. 能量補(bǔ)償比例與BMI正相關(guān)(HR=1.83,95%CI:1.52-2.21,P<0.001)BMI越高,補(bǔ)償比例越高,肥胖人群減肥難度更大,這是生理機(jī)制導(dǎo)致的客觀現(xiàn)象。
聲明
本文所有結(jié)論均基于杜克大學(xué)、NEJM、美國(guó)CDC等權(quán)威機(jī)構(gòu)的研究數(shù)據(jù),無(wú)任何虛構(gòu)、預(yù)測(cè)內(nèi)容。本文僅為科普,不提供任何形式的診療建議,若有體重管理、代謝調(diào)節(jié)等相關(guān)需求,請(qǐng)咨詢專業(yè)醫(yī)生。
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