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长胖可能跟用脑情况有关

最近《美国科学院院刊》(PNAS)上的一项研究指出,儿童时期大脑的能量消耗水平可能对一些人由瘦变胖起着重要的作用。 (视觉中国/图)

(本文首发于2019年7月25日《南方周末》)

一个人的肥胖是否有可能与大脑能量消耗情况相关呢?最新研究将这两者联系了起来。

当能量摄入过多,超过了消耗,人就会变胖,这描述了肥胖的一个基本的机制。但最近《美国科学院院刊》(PNAS)上的一项研究指出,儿童时期大脑的能量消耗水平可能对一些人由瘦变胖起着重要的作用。

脑能耗巅峰

早在2014年,美国西北大学人类学家克里斯多夫·库扎瓦(Christopher W. Kuzawa)根据正电子发射型计算机断层显像(PET)和核磁共振成像(MRI)等技术收集的数据,发现人类身体生长和大脑能量消耗在成长早期存在着一个负相关的关系,即大脑能耗多,则身体长得慢。

PET与核磁共振类似,是一种用于临床检查的影像技术,通过将某种生命代谢物质注入人体内,用图像观察它在体内的代谢情况,通常观察的是葡萄糖,因为人体内不同组织代谢情况不一样,由此进行区别,实际中应用比较多的是去检查肿瘤。

当时,克里斯多夫·库扎瓦对比了从刚出生的婴儿到成年人等不同年龄阶段的人,其大脑的葡萄糖消耗量,结果发现,尽管刚出生的婴儿,大脑占身体比重最大,但大脑葡萄糖消耗占比的人生巅峰并没有发生在出生时,而是在儿童期,这时大脑所用的葡萄糖可以占到身体静止时能量消耗的66%,以及每日能量总需求的43%。

这一比例远高于成年人,一般认为占身体重量2%的大脑,其能量消耗可以占到人全部能耗的20%。维持脑力劳动本身就是高耗能的过程,而儿童时期的大脑能耗比例达到了成人的2到3倍。也就是说,这一时期,一个人摄入的能量主要被用于供给大脑发育了。

克里斯多夫·库扎瓦由此提出了一个假设,一个人的肥胖是否有可能与大脑能量消耗情况相关呢?2019年7月,他综合了儿童身体成分发展变化模式以及大脑结构、遗传方面的科学证据,在《美国科学院院刊》正式提出这项科学假设,将肥胖与大脑能耗这两个情况联系了起来。

变胖的转折点

对儿童身体成分发展的研究表明,一个人的脂肪水平在出生时处于一个较高的水平,这种母体中自带的脂肪可以用来供给出生后前几个月的能量需求,但后面其意义逐渐下降,脂肪占身体的比重在婴儿期就开始下降,并在3岁之后童年的早期达到一个人体脂率的最低点,或者说变胖转折点,从身体质量指数(BMI)的情况来看,这就是一个V型曲线。

根据2015年法国一项研究所描述的BMI与年龄的关系,体脂率最低的这个转折大概出现在3至8岁,存在个体差异,转折点年龄偏早的人,比如说4岁就开始变胖的人,其往后的BMI水平会增长得更快,而7岁才开始反弹变胖的人,其日后的BMI水平增长得就比较慢。这样的话,那些更早达到变胖转折点的人更可能将来变得肥胖,这成为判断一个人成年后是否会肥胖的一个信号。

转折点为什么会出现呢?多项大脑能量消耗的测量结果正是将目光聚焦到了童年早期那个高峰,这一特点与人类学中关于人类身体发育的说法颇为一致。在自然界中,人类有着比其他哺乳类物种长得多的发育时间,甚至比其他灵长类动物也要明显得长。早在1990年代,科学家就将这一现象解释为进化的结果,觅食和饮食等方面的变化使人类在童年早期将大量能量匀出来给了大脑,以至于身体发育就慢了下来。这一过程直到青春期,那时身体会迎来快速成长。

至于高能耗的大脑那段时间做了什么,儿童成长的研究显示,大约5至7岁期间,儿童差不多学会了管理自己的行为以及进行抽象思考,也就是认知能力达到了一定水平,这个时候通常具备了参与学习活动的能力。

也有证据从侧面证明认知能力的发展与肥胖可能存在着反向关系,这意味着过早经过变胖转折点的人认知能力会因此更差。2018年,一项样本量接近5000人的综述研究发现,肥胖的人,他们的认知灵活性、工作记忆、决策能力、语言流畅性等能力会倾向于更差。

通过核磁共振检查大脑结构,有很多直接证据表明,随着体重的增加,大脑结构会减小,比如大脑灰质的减少。对肥胖基因结构的分析同时显示,这些可能具有遗传基础。由此,现有的科学证据表明,一个人大脑能量消耗减少的话,BMI可能会更高,也就是倾向于更胖。这些证据具有一致性。

干预儿童期肥胖

克里斯多夫·库扎瓦认为,从目前的证据看,可以通过早期教育来干预儿童的肥胖。比如在护理低龄儿童时,多开展一些认知刺激性活动,增强大脑代谢,可能会降低肥胖的风险,比如提供一个丰富的语言环境和可以探索学习的机会。

不过需要注意的是,这项研究虽然利用大量科学证据将肥胖与大脑能量消耗这两者联系了起来,但是目前对其认识尚浅,未来仍需要更多直接证据探索它们的关系。

其实不止是童年时埋下的肥胖的种子,包括大量遗传证据所显示的,一个人出生之前的情况影响也相当大。从人们比较熟悉的因素来看,肥胖是因为高热量食物吃得多、体育运动少、久坐、睡眠不足、用药不慎等。但双胞胎等研究所揭示的,身体质量指数的遗传率可以达到40%至70%,也就是说,虽然环境因素也会起作用,但相当一部分人肥胖的命运是与生俱来的。

2018年,《柳叶刀》杂志(The Lancet)的研究还指出,孕期也是关系下一代健康的一个关键时期,父母所处的环境因素,包括饮食、身体成分、新陈代谢和压力,都可能会影响将来子女一生的健康和慢性疾病风险。就肥胖问题来说,除了肥胖的遗传性之外,还可能诱发其他身体成长问题和疾病风险。

肥胖是今天全世界许多国家所面临的公共健康挑战,发展中国家情况尤为严重。将用脑情况引入对肥胖问题的理解,可以说,为人们有针对性地提早预防肥胖风险提供了一个新思路。

 

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