Як спалюються калорії: наукові дослідження еволюційного антрополога

Еволюційний антрополог Герман Понтцер у своїй книзі «Спалювання: нові дослідження проливають світло на те, як ми насправді спалюємо калорії, худнемо і залишаємося здоровими» розвінчує міфи про те, як саме люди спалюють калорії, та навіщо це потрібно.

У свої 44 роки Понтцер як біологічний антрополог рахує калорії. Це робота всього життя. Він робить це не для того, щоб схуднути. А ще в нього є своя лабораторія, де він зі своїми студентами вивчає, скільки енергії витрачають люди під час стресу, фізичних навантажень чи формування імунної відповіді на вакцину, серед інших станів.

Справжня місія Понтцера — зрозуміти, як людині, єдиній серед людиноподібних мавп, вдається забезпечувати себе калоріями впродовж усього доволі довгого життя. У нас, людей, великий мозок, довге дитинство, ми можемо народити багато дітей й прожити довге життя. Енергетичний бюджет, необхідний для підтримки такого життя, включає компроміси, які вчений й намагається розгадати. Яким чином людське тіло розподіляє енергію між фізичними вправами, розмноженням, стресом, хворобами та життєво важливими функціями.

Запозичивши метод, розроблений фізіологами, які вивчають ожиріння, Понтцер та його колеги систематично вимірюють загальну кількість енергії, що використовується за день тваринами та людьми в різних сферах життя. Відповіді, які вони отримують на основі отриманих даних, часто дивують.

Наприклад, він виявив, що фізичні вправи в середньому не допомагають спалювати більше енергії. 

Активні мисливці-збирачі в Африці не витрачають щодня більше енергії, ніж сидячі офісні працівники в Іллінойсі. Вагітні жінки не спалюють більше калорій на день, ніж інші дорослі, навіть якщо зважити на масу тіла.

Навички Понтцера як популяризатора дратують деяких його колег. Його твердження про те, що фізичні вправи не допомагають схуднути, за словами фізіолога Джона Тіфолта (John Thyfault) з Медичного центру Канзаського університету, розкриває не всі нюанси. Тіфолт вважає, що це може підштовхнути тих, хто дотримується дієти, до менш здорових звичок.

Але інші кажуть, що, окрім руйнування міфів про витрати людської енергії, робота Понтцера пропонує новий погляд на фізіологію та еволюцію людини. 

На початку 2000-х років вчені мало що знали про загальні енерговитрати людини — кількість ккал (“калорій” на етикетках харчових продуктів), які спалюють 37 трильйонів клітин людського організму за 24 години. 

Дослідники виміряли швидкість, з якою твій організм спалює енергію в стані спокою — основний обмін речовин (базальний метаболізм). Це енергія, яка використовується для дихання, кровообігу та інших життєво важливих функцій. Вони знали, що цей показник приблизно однаковий у великих ссавців, якщо скоригувати його на розмір тіла. Тож, хоча BMR охоплює лише від 50% до 70% загального використання енергії, дослідники з’ясували, що кілограм за кілограмом люди спалюють енергію приблизно з такою ж швидкістю, як і інші мавпи.

Але у людей є ще одна додаткова стаття енерговитрат: великий мозок, на який припадає 20% щоденного енергоспоживання. Було припущення, що наші предки компенсували ці дорогі мізки, розвинувши менший за розміром кишківник та інші органи. Ще за однією теорією люди заощаджували енергію, еволюціонуючи до більш ефективного ходіння та бігу.

У Гарварді Понтцер хотів перевірити ці ідеї. Але він зрозумів, що для цього недостатньо даних. Ніхто не знав, скільки загальної енергії примати використовують під час руху, чи як відмінності в анатомії або компроміси в розмірах органів впливають цей показник. 

Тож було прийнято рішення повернутися до основ й вимірювати калорії, витрачені людьми та тваринами, які ходять і бігають на бігових доріжках. Ссавці використовують кисень для перетворення цукрів з їжі в енергію, а CO2 — побічний продукт. 

Чим більше CO2 ссавець видихає, тим більше кисню — і калорій — він спалює.

Понтцер каже, що різниця в жирових відкладеннях теж шокує. Чоловіки-люди накопичують вдвічі більше жиру, ніж інші самці мавп, а жінки — втричі більше, ніж інші самиці. Він вважає, що наші великі жирові відкладення з’явилися разом зі швидшим метаболізмом. Жир спалює менше енергії, ніж м’язи, і саме він забезпечує запас палива. 

Однак здатність перетворювати їжу і жирові запаси в енергію швидше, ніж в інших мавп, має важливі переваги: вона дає більше енергії щодня, щоб люди могли живити свій великий мозок, а також годувати та захищати потомство з довгим, енергетично витратним дитинством.

Ці характерні людські риси в поведінці та анатомії допомагають підтримувати прискорений метаболізм. 

Наприклад, люди зазвичай діляться більшою кількістю їжі з іншими дорослими, ніж інші людиноподібні мавпи. Спільний доступ до їжі є більш ефективним для групи, і він дав би раннім людям енергетичну безпеку. Тож наш великий мозок створив петлю позитивного зворотного зв’язку. Він вимагав більше енергії, але водночас дав первісним людям розум, який допоміг їм винайти кращі інструменти, контролювати вогонь, готувати їжу та пристосовуватися до інших способів отримання або збереження енергії.

Було ще одне цікаве дослідження про звʼязок між спалюванням калорій, фізичною активністю та кількістю їжі у танзанійському племені Хадза. У окремих хадза були дні з більшою і меншою активністю, і деякі спалювали на 10% більше або менше калорій, ніж в середньому. Але з поправкою на нежирову масу тіла, чоловіки й жінки в середньому спалювали таку ж кількість енергії в день, як і чоловіки й жінки в США, Європі, Україні та Японії. Але водночас вони отримували з їжі набагато менше калорій.

Дослідження інших груп мисливців-збирачів підтвердили, що хадза не є аномалією. Понтцер вважає, що організм мисливців-збирачів пристосовується до більшої активності, витрачаючи менше калорій на інші невидимі завдання, зокрема запалення та реакції на стрес. 

Замість того, щоб збільшити кількість спалюваних калорій на день, фізична активність хадза змінила спосіб витрати калорій.

Понтцер підтверджує це новим аналізом даних дослідження іншої команди, яка вивчала малорухомих жінок, що тренувалися бігати півмарафони. Після тижнів тренувань вони майже не спалювали більше енергії в день, коли пробігали 40 кілометрів на тиждень, ніж до того, як почали тренуватися. 

В іншому дослідженні марафонців, які пробігали 42,6 кілометра щодня шість днів на тиждень протягом 140 днів у рамках забігу через США, Понтцер і його колеги виявили, що з часом бігуни спалювали поступово менше енергії – 900 калорій на день наприкінці забігу в порівнянні з 6200 калоріями на старті.

За словами Понтцера, коли спортсмени пробігали все більше і більше протягом тижнів або місяців, їхні метаболічні двигуни скорочували роботу в інших місцях, щоб звільнити місце для додаткових витрат на фізичні вправи. І навпаки, якщо ти ведеш сидячий спосіб життя, ти можеш витрачати майже стільки ж калорій щодня, залишаючи організму більше енергії на внутрішні процеси, зокрема реакцію на стрес.

Висновки Понтцера мають невтішні наслідки для людей, які хочуть схуднути — позбутись ожиріння тільки фізичними вправами неможливо. Ці дослідження вже впливають на дієтичні рекомендації щодо харчування та схуднення.

Але, слід памʼятати, що люди, які займаються фізичними вправами, з меншою ймовірністю набирають вагу, а ті, хто займається фізичними вправами під час дієти, як правило, краще утримують вагу, ніж ті, хто просто сидить на дієті. Крім того, фізичні вправи впливають на місця відкладення жиру в організмі, а також на ризик діабету і серцевих захворювань.

Понтцер погоджується, що фізичні вправи необхідні для міцного здоров’я. Хадза, які ведуть активний спосіб життя у віці 70-80 років, не хворіють на діабет і серцеві захворювання. Якщо фізичні вправи зменшують реакцію на стрес, то така компенсація — це добре. Але він каже, що несправедливо вводити в оману тих, хто сидить на дієті. Фізичні вправи не дають тобі захворіти, але дієта — це найкращий інструмент для контролю ваги.

Зараз Понтцер досліджує таємницю, яка виникла під час вивчення спортсменів. Здається, існує жорстке обмеження на те, скільки калорій організм може спалити за день, яке залежить від того, наскільки швидко ти можеш перетравити їжу і перетворити її на енергію. 

Він підрахував, що межа для 85-кілограмового чоловіка становить близько 4650 калорій на день. Елітні спортсмени можуть виходити за ці межі протягом декількох місяців, як показало дослідження марафонців, але не можуть підтримувати їх нескінченно довго.

Щоб зрозуміти, як організм може підживлювати інтенсивні фізичні вправи або боротися з хворобами, не порушуючи енергетичних лімітів, Понтцер і його студенти досліджують, як організм пригнічує інші види діяльності. 

Саме тому він хотів дізнатися, скільки енергії може спалити людина у стресовій ситуації. Під час стрес-тестів у своїй лабораторії, коли люди дихали у спеціальний мішок, вчений піддавав їх стресовим ситуаціям – просив вирішити математичні завдання й проводив співбесіди.

В результаті Понтцер виявив, що під час стресу серцебиття може зрости з 75-80 ударів на хвилину до 115 ударів на хвилину, а витрата енергії зросла з 1,2 кілокалорії на хвилину до цілих 1,7 кілокалорії на хвилину. Тобто людина спалювала на 40% більше енергії за хвилину під час тесту з математики й на 30% під час співбесіди.

Він сподівається, що такі дані допоможуть виявити приховану ціну розумового стресу. Вимірювання того, як стрес та імунні реакції збільшують використання енергії, може допомогти виявити, як ці невидимі дії складаються й обмінюються в щоденному енергетичному бюджеті людині.

В нього попереду ще багато роботи, але він точно знає, що витрачений час того вартий.

Оригінал статті → “Evolutionary anthropologist Herman Pontzer busts myths about how humans burn calories—and why”

Як можна побачити з досліджень, займатися спортом та правильно харчуватись потрібно не заради того, щоб схуднути. Головна мета — мати здорове та сильне тіло, міцний імунітет та гарний настрій!

Ми з радістю чекатимемо тебе у наших спортивних просторах APOLLO NEXT. Сподіваємось, що ти знайдеш тут свого тренера, нутриціолога та дружню спортивну спільноту. 

Підпишись на наш канал в Instagram та Tiktok, щоб дізнаватись ще більше цікавої та корисної інформації!