Inimeseks tegi meid kiirenenud ainevahetus

19. märts 2017

See teaduskirjanik Tiit Kändleri artikkel ilmus Maalehes nr 10, 9. märtsil 2017

 

Tavaarvamuse kohaselt põletab jooksev inimene enam kaloreid kui istuv. Ent vastsed uuringud näitavad, et kütid-korilased põletavad sama palju kaloreid kui mugavad linlased. Kaalu maha jooksmine on võimatu.

Kui seate sammud või rattad poe poole, siis olge õnnelik: teie rahakott ei saa seal nii tühjaks tänu inimese evolutsioonile, tänu millele vajate oma tegutsemiseks vähem kaloreid, kui energeetiliselt tundub. Inimene on omamoodi pooligavene jõumasin, mis kulutab vähem energiat, kui kasvuks, tööks ja puhkuseks oleks vaja meie lähimal sugulasel šimpansil või tehisintellektiga robotil.

Avastus, et inimese energiatarve on selgelt piiratud, tekitab küsimuse, kuidas arenes meie suur, viiendikku energiast vajav aju ja teised energiakulukad tunnusjooned. Teisalt jälle, kui võrreldi meie energiavajadust inimahvide omaga, selgus, et inimese ainevahetuse kaadervärk on evolutsiooni käigus arenenud tõhusamaks – see laseb teha enam tööd, kulutades vähem kulukaid kaloreid.

 

Uus konstant: kaloripõletamise kiirus

Inimene hakkas paikseks vilja- ja loomakasvatajaks vaid 10 000 aasta eest. Enne seda oldi kütid-korilased, kes sõltusid oma igapäevasest saagist, mida jahtides ja looduses otisides tuli kulutada hulgaliselt energiat. Tagatipuks arenes miljonite aastatega Homo sapiensi suur aju, mis võimaldas asuda tõhusalt koos tegutsema ja töö hõlbustamiseks kasulikke asju leiutama, kuid hakkas nõudma viiendiku kaloritest, mida juurikate, viljade ja loomade söömisest saadi.

Inimese evolutsiooni uurijad on mõelnud ka sellele, kuidas meie ainevahetuse tõhusus on aegade jooksul arenenud. Kuid füüsikaliselt saadi seda uurida vaid 1980. aastatest alates, mil leiutati topeltmärgistatud vee meetod. See on põhimõtteliselt lihtne nipp: joogivesi tuleb rikastada kahe haruldase isotoobiga: deuteeriumiga, mis on tavalise vesiniku tuumale lisatud neutroni võrra raskem, ja veehapnik asendada hapniku raske isotoobiga hapnik 18, mille tuum on võrreldes tavalise hapnikuga kahe neutroni võrra rikkam. Rasket vett leidub imevähe ka looduses ning mingit radioaktiivsust või mürgisest sel ei ole.

Liikumise paradoks.ML

 

Kehaliigutamise paradoks

 Asjatundjad on oletanud, et füüsiliselt aktiivne inimene põletab enam kaloreid kui vähemaktiivne inimene. Kuid otsesed energiakulutuse mõõtmised nüüdsetel küttidel-korilastel ja läänemaailma inimestel näitavad võrdseid tulemusi.

 A Inimpopulatsioonid

Kui inimese ainevahetus on rangelt piiratud, siis kuidas arenesid meid primaatidest eristavad suured ajud, pikk eluiga ja teised energeetiliselt kulukad tunnusjooned?

B Inimesed võrreldes ahvidega

Inimesed tarbivad ja kulutavad sadu kilogramme enam kaloreid päevas kui inimahvid. See viitab, et meie ainevahetus on muutunud, põletamaks energiat kiiremini ja nõnda toites energiaga meie kulukaid tunnusjooni.

Kui anda inimesele juua hommikul kindel kogus seda eriti kallist nestet ja seejärel pärast päevatööd mõõta nende isotoopide kontsentratsioon uriinis, siis saab arvutada, kui palju süsihappegaasi on inimese keha päevas tootnud. Arizona Ülikooli teadlane Dave Raichlen ja Hunteri kolledži antropoloog Herman Pontzer sõitsid Põhja-Tansaania savannis elavate veel ühtede viimaste küttide-korilaste hadzade juurde ning said tosinkonna neist katsetusteks nõusse. Nad ühinesid meestega jälitama haavatud kaelkirjakud, nad uurisid, kuidas naised maa alt juurikaid välja kaevasid.

Ja mis selgus? Selgus, et inimese maailmas on veel üks konstant. Nimelt ei põletavad inimesed umbes sama arvu kaloreid, sõltumata nende füüsilisest aktiivsusest. Tulemus on ühelt poolt lohutu ja näitab, et joostes kaalu ei langeta. Teisalt annavad sedalaadi uuringud teada, kuidas inimese erakordsed tunnusjooned on tekkinud.

Energia on bioloogias keskne suurus nagu meie kehavälises igapäevaelus. Elu on energia muundamine lasteks. Viimased kaks miljonit aastat käis see koriluse ja küttimise läbi. Vastupidiselt mõnedele teadlastele, nagu hiljuti eest keelde tõlgitud raamatu „Sapiens. Inimkonna lühiajalugu“ autorile, Heebrea Ülikooli ajaloolasele Yuval Noah Hararile, kes edendab mõõteviisi, et kütid-korilased elasid lõbusalt ja vähe tööd tehes ning põllunduse leiutamisega 10 000 aasta eest sai inimene enesele kaela tohutu vaevakoorma, pole hadzade elu hoopiski mitte meelakkumine. Ehkki jah, siis kui pikka aega ei tabata ühtegi saaklooma, tule ronid tosina meetri kõrgusele puude otsa ja koguda metsmesilaste mett. Pideva elulootuse annab söödavate taimeosade tundmine ja muidugi tuli, mis muudab keha jaoks energiaks muidu seedimatud taime- ja loomaosad. Nii et romantilisest Eedenist on elu kaugel.

Isotoopide suhet mõõtev mass-spektromeeter näiteas, et hadza mehed sõid ja põletasid päevas 2600 kalorit, naised 1900 kalorit. Umbes täpselt sama palju, kui USA ja Euroopa mehed-naised. Oma töö tulemused avaldasid Herman Pontzer ja tema kolleegid ajakirjas Current Biology 2016. aasta veebruaris. Kuid varasemad uuringud tehti teiste teadlaste poolt Guatemalas ja Boliivias ning avaldati 2008. aastal. Neid on tehtud ka Nigeerias ning USAs eri rassidel. 98 üle maailma tehtud uuringut kinnitavad sedasama: ainevahetus on jääv.

On selgunud ka, et primaadid loomaaedades ja vabaduses kulutavad ühtviisi palju kaloreid, sama on tõdetud ka pandade kohta.

 

Ainevahetus ja toidujagamine: inimese olemus

Nõnda ei suurenda liikumise aktiivsus oluliselt kalorite põletamist. Kuidas keha sellega hakkama saab? „Aktiivsuse hind ei muutu,“ kommenteerib Pontzer ajakirjas Scientific American, „hadza inimesed kulutavad sama palju kaloreid kilomeetri kõndimiseks kui läänemaade inimesed. Võib olla, et aktiivsemad inimesed muudavad kavalal moel oma käitumist, et energiat säästa, nagu istudes seismise asemel ja sügavasti magades. Kuid meie analüüs näitab, et need käitumise muutused ei ole piisavad energiakulu konstantsuse seletamiseks.“

Üks seletusi võib olla, et keha vähendab lisaaktiivsuse korral paljudele nähtamatutele tegevustele kulutatavat kalorite hulka. Enamuse meie igapäevasest sissesöödud energiast kulutavad rakud ja organid, et meid elus hoida. Sele pealt saab kokku hoida. Nii näiteks väheneb suure füüsilise koormusega meie immuunsüsteemi nakatumisvastane edukus, nõnda nagu ka väheneb pajunemishormoonide nagu östrogeeni tase. Laboriloomadel on füüsilise koormiuse puhul nähtud kudede paranemise aeglustumist ja ovulatsioonitsüklite harvenemist. Ja ekstremaalsetel juhtudel hakkavad mõned loomad oma järglasi sööma.

Tippsportlased teadaolevalt küll oma lapsi ei söö, ent nende erakordne haigestumise sagedus võibki olla tingitud immuunsüsteemi nõrgenemisest. Ülekaalulisus võib niisiis olla apluse, mitte laiskuse tagajärg. Inimene võtab kaalus juurde, kui sööb sisse enam kaloreid kui kulutab. See ei ole eriline uudis. „Sa ei saa maha joosta seda, mida oled üle söönud!“ on vana ja kindel reegel. See ei tähenda, et kehaline tegevus ei tule kasuks.Seda tõestab tonnide viisi uuringuid, alates südame-veresoonkonnhaiguste ennetamisest, aju töö tõhustamisest ja tervislikumast vananemisest.

Graf2

Kehaliigutamise paradoks

 Asjatundjad on oletanud, et füüsiliselt aktiivne inimene põletab enam kaloreid kui vähemaktiivne inimene. Kuid otsesed energiakulutuse mõõtmised nüüdsetel küttidel-korilastel ja läänemaailma inimestel näitavad võrdseid tulemusi.

¤

¤

¤

 

Inimesed tarbivad ja kulutavad sadu kilogramme enam kaloreid päevas kui inimahvid. See viitab, et meie ainevahetus on muutunud, põletamaks energiat kiiremini ja nõnda toites energiaga meie kulukaid tunnusjooni.

Ainevahetuse kohastumine aktiivsusega hoiab meid tervena, juhtides energiat näiteks nakkuste tõrjumisele. Kuid dieet ja liikumisaktiivsus on kaks eri asja: kiigu, et olla terve ja elujõuline, söö mõõdukalt, et hoida oma kaalu.

Ressursid on piiratud, ja üks eelis on elusolenditel tulnud teise arvel. Tyrannosaurus rex’il olid hiiglaslikud hambad ja lõuad, ent tillukesed esikoivad. Inimesed on geneetiliselt väga sarnased šimpansidele, ent kui me otsime midagi, mis meid inimeseks teeb, oleme siiani rõhutanud: keel, huumor, koostöö. Nüüd saame siia lisada, ja võib-olla hoopis põhilisemana ka ainevahetuse. Seda on teadlased kontrollinud, jootes kavalal moel bonobodele ja šimpansidele sisse topeltmärgistatud vett, nagu tegid Ghicago Lincolni Pargi loomaaia teadlased Steve Ross ja Mary Brown.

Tulemus? Inimesed põletavad päevas enam kaloreid kui meie lähimad looduslikud sugulased – igaüks meist sööb ja põletab oma kehas 400 kalorit enam kui nood lähimad liigid, gorilladest ja orangutangidest veelgi enam. Need lisakalorid lubavad meil saada enam lapsi ja elada kauem. Meie keha on rakutasemini välja arenenud kulutama päevas enam kui teised elajad maamunal. See, mis tegi meid inimeseks, oli ainevahetuse kiirenemine ja toidu omavahel jagamine. Ma ei usu, et sellest tõsiasjast saab tuleneda inimese ahnus, küll aga ei tohi ühiskond unustada, et oleme olemas ainult tänu sellele, et kunagi umbes miljoni aasta eest hakkasid meie otsesed eellased omavahel toitu jagama.

                                                                                                                                                  

Kommenteeri

Telli Teadus.ee uudiskiri