Наука без граница

ПАРАДОКС ВЕЖБАЊА

Истраживања како људско тело троши енергију објаснила су зашто појачан физички рад не помаже у борби против вишка телесне тежине и како је људска врста могла да стекне особине које је издвајају од свих осталих

Потрошња енергије је кључна за све у биологији и о свакој врсти може много да се сазна ако се истражи њен метаболизам. Живот је у суштини борба да се енергија преточи у потомство, а природни одабир тако подешава одлике врста да оне испољавају највећи еволуциони учинак за сваку утрошену калорију. За истраживаче би било савршено ако би јединке које сада проучавају могле да живе у истом окружењу као и прве и да су изложене истом притиску окружења који је обликовао биологију њихових предака. Међутим, то је тешко постићи с људима, јер више немамо потребу да свакодневно трагамо за храном по дивљини.

Хаџа људи

   Током скоро два милиона година, људи и њихови преци живели су и развијали се као ловци-скупљачи. Земљорадњом су почели да се баве тек у последњих 10.000 година, а индустријализовани градови и савремене технологије старе су само неколико људских нараштаја. Због тога је племе Хаџа, које у сувим саванама Танзаније и данас живи од дивљих биљака и животиња, једна од последњих заједница ловаца-скупљача преосталих на планети. Такве групице људи кључне су за разумевање како су се наша тела развијала током времена и како су радила пре појаве крава, аутомобила, рачунара... 
   За ово мало племе живот је физички врло захтеван. Сваког јутра њихове жене излазе из колиба од траве и у малим групама напуштају насеље, неке носећи своју децу обмотану на леђима. Оне крећу у потрагу за дивљим бобицама и другим јестивим биљкама, посебно за дивљим кртолама које су главне у њиховој исхрани. Женска чељад често проведе сате ван табора, ископавајући их штаповима из стеновитог земљишта. За то време, мушкарци свакодневно прелазе километре покушавајући нешто да улове луком и стрелом које су сами направили. А када је дивљачи мало, узимају своје једноставне секирице којима ударају по гранама дрвећа, често и десетак метара високо у крошњи, покушавајући да дођу до меда дивљих пчела.
   Чак и деца Хаџа доприносе, теглећи ведра с водом с најближег извора, некада и километрима далеког. У касно поподне, када се сви врате у табор, Хаџе заложе мале ватре, поседају око њих на земљу и уз разговор поделе све што је тог дана сакупљено и уловљено. За ово племе, дани слични овом протичу један за другим хиљадама година.



   Али ова слика само је наизглед идилична. Лов и сакупљање у дивљини не своде се на физички напор, неопходне су и умне вештине. Знање је подједнако важно као и издржљивост, јер ради се о опасној игри у којој је добитак храна (и калорије), а улог може да буде изгубљен живот јер неуспеси воде скапавању од глади. Док друге грабљивице, кад лове плен, могу да се ослоне на брзину и снагу, људи морају да науче како да га надмудре, проучавајући његове навике и пратећи му трагове.
   Мвасад је Хаџа мушкарац у касним тридесетим годинама. Претходне ноћи успео је да рани једну жирафу, погодивши је стрелом у врат са двадесетак метара даљине. Њен врх је код куће намазао отровом који је сам справио, па је намерно пустио жирафу да побегне дајући тако отрову времена да делује. Надао се да ће је ујутру негде наћи како мртва лежи у трави. Животиња такве величине била би довољна да нахрани не само његову породицу већ и цео табор током неколико дана. До тако великог улова Хаџе долазе можда само једном у месец дана и гладовали би да њихове жене нису подједнако веште у свом задатку. Користећи своје енциклопедијско знање о биљном свету који их окружује, скоро сваког дана успевају да донесу довољно хране за све.  

Изненађени научници

   Чим је свануло, Мвасад је кренуо из табора. Журно се пробијајући кроз море пожутеле до појаса високе траве, прошаране бодљикавим дрвећем акације, после једног сатa стигао је тачно до места где је синоћ погодио жирафу и где је још стајала мрља од њене крви. Сама по себи и ова његова вештина сналажења у простору је умеће, слично као када би неко у пољу од 4 km2 пшенице испустио чачкалицу и потом је с лакоћом поново нашао. Под Сунцем које је немилосрдно пекло протицали су сати док је Мвасад пратио трагове рањене животиње, али они су били све слабији и слабији.

Жирафе нигде није било...

   Ловећи и пратећи дивљач на сличан начин, одрасли мушкарци из племена Хаџа као што је Мвасад потроше стотине калорија дневно. Зато су амерички антрополози Дејв Рејчлен са Универзитета у Аризони, Херман Понцер с Колеџа Хантер и Брајан Вуд са Универзитета Јејл, одлучили да проведу неколико месеци с њима и први непосредно измере потрошње енергије у једној заједници ловаца-скупљача. Одабрали су неколико десетина добровољаца, жена и мушкараца, Мвасада такође, и замолили их да пију мале, боце с изузетно драгоценом водом – она је била обогаћена двама ретким изотопима: деутеријумом и кисеоником 18.
   Овај поступак, познат као „двоструко означена водена метода” (енг. doubly labeled water method) означена је у здравству као златни стандард за мерење калорија које се при уобичајеном начину живота потроше током дана. Он је једноставан, потпуно безбедан и тачан начин, а од учесника захтева да попију и последњу кап обогаћене воде (што Хаџама није било лако објаснити).
   Истраживачи у здравству и стручњаци који се баве људском еволуцијом одавно сматрају да су наши преци ловци-скупљачи трошили више калорија него данашње градско становништво. С обзиром на то колико је њихов свакодневни физички рад напоран, изгледало је да не може да буде другачије. Многи у здравству отишли су корак даље, тврдећи да је смањење дневне потрошње енергије основни узрок за широко распрострањену гојазност код људу у развијеном свету, јер се све те неутрошене калорије претварају у сало. Један од разлога зашто се приступило мерењу метаболизма код Хаџа био је да се утврди колико тачно становници западних земаља троше мање енергије него наши преци, а што доводи до гојазности и припадајућих болести.
   Вративши се у САД, Херман Понцер је пажљиво запаковао бочице са урином Хаџа у суви лед и послао их у Медицински колеџ Бејлор, који има једну од најбољих лабораторија у земљи када је у питању поступак са обогаћеном водом. Али у тамошњем масеном спектрометру догодиле се нешто неочекивано и када су резултати из Бејлора стигли натраг.
   Хаџа људи изгледали су исто као и сви остали! Мушкарци су сагоревали око 2.600 калорија дневно, а њихове жене око 1.900 – исто као и одрасле особе у САД или Европи! Научници нису могли да верују, па су податке посматрали из свих могућих углова, узимајући у обзир утицај величине тела, постотак сала, старост и пол. Није било никаквих промена. Како је то могуће? Шта је још можда погрешно у схватању о људској биологији и еволуцији?

Заблуда из спортских дворана

   Заједно с налазима када су проучаване друге заједнице, ово истраживање показало је неке изненађујуће увиде у људски метаболизам. Супротно устаљеном мишљењу, људи су склони да сагоревају сличан број калорија, без обзира на то колико су физички упослени! А временом смо се тако развили да можемо да трошимо знатно више калорија него наши рођаци примати. Ови резултати помажу да се објасне две загонетке које можда изгледају разнолико, али су, у ствари, повезане: прво, зашто је физичко вежбање обично неделотворно када треба да се смањи телесна тежина и, друго, како су се појавиле неке од јединствених одлика људске врсте.
   Дуго се чинило очигледним да физички упосленији људи сагоревају више калорија од других, па је ова парадигма прихваћена без много критичног размишљања и огледних доказа. Али, још од осамдесетих и деведесетих година 20. века, с појавом двоструко означене воде, добијени подаци често су оспоравали ово схватање устаљено у здравству и исхрани. Резултат као код Хаџа, ма колико чудно изгледао, није био „гром из ведра неба”, јер су сличне назнаке занемариване годинама.
   Најранија истраживања помоћу двоструко обележене воде, спроведена са сељацима из Гватемале, Гамбије и Боливије, показала су да је њихова потрошња енергије углавном слична оној код градског становништва. У истраживању објављеном 2008. године, истраживачи са Универзитета Лојола у Чикагу отишли су корак даље, поредећи потрошњу енергије и физичку упосленост нигеријских жена из сеоских подручја са женама афроамеричког порекла из Чикага. Као и истраживање Хаџа, ни тада није нађена разлика у дневној потрошњи енергије између испитаника, упркос великим разликама у њиховој физичкој упослености.
   Неки други истраживачи проучавали су податке из 98 истраживања изведених широм света и показало се да су заједнице „размажене” погодностима развијеног света имале сличну потрошњу енергије као оне у мање развијеним земљама, са животима који су били знатно физички захтевнији. Испитивања са сличним резултатима било је још.
   Али људи нису једина врста са устаљеном стопом потрошње енергије. Примати су група сисара која обухвата мајмуне, човеколике мајмуне, лемуре и нас. Утврђено је да примати који живе по лабораторијама и зоолошким вртовима троше исти број калорија као они у дивљини, упркос очигледној разлици у њиховој физичкој упослености. Године 2013. аустралијски научници су открили сличну појаву код оваца и кенгура, а 2015. године кинески истраживачи су дошли до истог закључка са пандама. 
   Потрошња енергије се зауставља на вишим нивоима рада: особе физички најделатније у свакодневном животу сваки дан сагоре исти број калорија као и оне умерено физички упослене (та упосленост може тачно да се измери помоћу акцелерометра). Како се наше тело прилагодило појачаној физичке упослености и успело да дневну потрошњу енергије држи на одређеној вредности? Како Хаџе могу да потроше стотине калорија дневно физички радећи, а да сагоре исти укупан број калорија као људи у САД и Европи који углавном седе?

Енергија и еволуција

   Сви ови докази указују да је гојазност последица преједања, а не лењости. Људи добијају на тежини када калорије које уносе превазилазе калорије које троше. Ако се свакодневна потрошња енергије није променила током повести људског рода, главни кривац за савремену пандемију гојазности мора да буде велик унос калорија. Ово не би требало да буде новост. Многи људи из властитог искуства знају да је одлазак само у теретану фрустрирајуће неделотворан начин за скидање вишка килограма. Зашто вежбање има тако слаб учинак? Не зато што се не трудимо довољно, већ зато што су наша тела од почетка у завери против нас.
   Ипак, то никако не значи да не би требало даље да вежбамо. Вежбање има добро документоване користи, од здравијег срца и одбрамбеног система до побољшања рада мозга и здравијег старења. У ствари, метаболичко прилагођавање на физички рад можда је један од разлога зашто нас вежбање чини здравијим. Тако се ускраћује енергија запаљенским токовима, који имају штетно дејство ако дуго трају. На пример, хронична упала је повезана са обољењима срца и крвних судова и аутоимуним поремећајима.
   Наведени докази указују да вежбање и дијете ваља посматрати као различита средства са различитом снагом. То укратко значи да би требало да вежбамо да би остали здрави и окретни, а да се окренемо дијети ако желимо да смањимо телесну тежину.
   Ако је наша дневна потрошња енергије готово стална и ограничена, како су људи успели да еволуирају да би се толико разликовали од својих мајмуноликих рођака? Ништа у животу није бесплатно. Ресурси су ограничени, а веће улагање у једну особину неминовно доводи до мањег улагање у другу. Није случајно што се зечеви чудесно размножавају, а умиру млади. Сва та енергија коју уложе у потомство значи мање енергије за одржавање сопственог тела и дуговечности. Чак ни диносауруси нису имали све. Тираносаурус рекс имао је велику главу, опаке зубе и моћне задње удове, на рачун слабашних предњих удова.
   Наши мозгови толико су велики да, и док седите читајући овај чланак, кисеоник из сваког четвртог удаха иде само на одржавање вашег мозга. Ипак, људи имају веће бебе, размножавају се чешће, живе дуже и физички су упосленији од свих мајмуноликих рођака. Хаџа насеља пуна су живахне и здраве деце и једрих мушкараца и жена иако су у шездесетим и седамдесетим годинама живота.
   Наше енергетско расипништво права је еволуциона загонетка. Генетски и биолошки, људи су врло слични другим човеколиким мајмунима, па су истраживачи претпостављали да су нам и метаболизми слични. Али ако су наши енергетски трошкови ограничени, као што упућује случај Хаџа и други, како један такав метаболизма може да нам обезбеди све калорије које су нам омогућиле еволуциону предност над њима? Како може да подржава наше енергетски скупе одлике?
   Утврђено је да људи свакодневно сагоре више калорија од било ког мајмунског рођака. Чак и ако се узму у обзир величина тела, количина рада и други чиниоци, човек дневно потроши око 400 калорија више од шимпанзе и павијана, а разлика у поређењу с горилама и орангутанима још је већа. Зато можемо да имамо веће мозгове од њих, да рађамо више беба и живимо дуже.
   Не ради се једноставно о томе да једемо више хране него човеколики мајмуни (мада је то чињеница) јер, као што сви врло добро знамо, уношење вишка калорија у тело неспремно да их искористи само доводи до гојазности. Наша тела, све до ћелијског нивоа, развила су се тако да могу брже да сагоре енергију и ураде више посла него код наших мајмуноликих рођака. Ипак, ни људска еволуција не протиче у потпуности без „уступака”: наш систем за варење је мањи и јефтинији него код других мајмуна, којима су потребна велика, енергетски скупа црева да би варили влакнасту, биљну храну. Пресудне промене које су нас учиниле људима подстакнуте су једном еволуционом променом у нашој метаболичкој машини.

Подела иметка

   Када је Сунце, тешко и наранџасто, село тик изнад крошњи дрвећа, Мвасад се вратио у насеље и у колибу своје породице, задовољан што је опет код куће. Упркос изгубљеној жирафи, нико неће остати гладан те вечери. Уместо тога, без помпе или свесног напора, у Хаџа насељу се испољило најгенијалније и најмоћније оружје наше врсте против глади: подела хране. Она је толико укорењена у људском искуству, заједничка је нит сваког нашег роштиља, рођендана, славе... да је узимамо здраво за готово, иако је јединствен и суштински део нашег еволуционог наследства. Мајмуни не деле.
   Поред тога, ми смо једина врста која је научила да кува, чиме се повећава калоријска вредност многих намирница јер их чини лакшим за варење. Наше мајсторство с ватром претвара иначе нејестиво коренасто поврће – од оног с оближње пијаце до дивљих кртола код Хаџа у Танзанији – у праве „бомбе од скроба”. Такође смо развили способност да се гојимо. То сви врло добро знамо по распрострањеној гојазности на Западу и Европи, али чак и одрасле Хаџе, мршаве по сваком људском мерилу, имају двоструко више сала од шимпанзи које се досађују по зоолошким вртовима.
   Склоност да складиштимо масти, спорна у данашње време, највероватније се развила заједно с нашим бржим метаболизмом, као кључни енергетски штит да бисмо преживели гладне године. А развијање бржег метаболизма повезало је наше иметке и приморало нас да сарађујемо да бисмо преживели.
   Нема жирафе? Нема проблема!