Autor: Jan Toman
Energetické výdaje na jednotku váhy do jednoho roku prudce rostou, následně se pomalu snižují k dospělým hodnotám a padají ve stáří. Nečekaně velké rozdíly mezi různými obdobími života přitom mohou mít výrazné medicínské důsledky.
Řada živočichů prochází během svého života obdobími, kdy se výrazně liší jejich energetický příjem a výdej. Na základě nepřímých odhadů vycházejících z množství tuku nebo tělesné aktivity vyplývalo, že u člověka by tyto rozdíly nemusely být tak výrazné a mohly vyplývat spíše ze zvětšování těla než změn v rychlosti látkové výměny. Nový výzkum ale naznačil pravý opak. Přímé měření energetického výdaje ukázalo, že člověk prochází během života čtyřmi velmi odlišnými stádii energetické spotřeby. Nejprve do jednoho roku života energetické výdaje na jednotku hmotnosti strmě stoupají. Následně klesají až k dospělým hodnotám, kde se zhruba od dvacátého roku života ustálí. Po šedesátce potom nastává fáze stárnutí, kdy se snižuje tělesná hmotnost i energetické výdaje na jednotku hmotnosti. Porozumění lidské energetice a jejím změnám v průběhu života nám může pomoci lépe směřovat či dávkovat léky nebo odhadnout riziko různých onemocnění. V budoucnu bychom díky němu mohli předcházet obezitě nebo oddalovat stárnutí.
U živočichů není žádnou výjimkou, že během života výrazně mění své energetické požadavky, styl získávání potravy či chování. Někteří bezobratlí mají pohyblivé larvy a přisedlé dospělce. Pulci se živí úplně jinak než dospělé žáby. Nedávno jsme na Bíglu psali o tom, že mláďata tyranosaurů patrně procházela hned několika růstovými fázemi, ve kterých zastávala role různě velkých dravců. A třeba taková housenka se od kukly či dospělého motýla liší z energetického hlediska přímo dramaticky. Člověk, na druhou stranu, nevytváří žádné larvy a od poměrně útlého věku až do smrti přijímá stejnou potravu. Energetické rozdíly mezi různými životními fázemi by proto neměly být tak výrazné. Nebo snad ano?
Nejnovější výzkum velkého mezinárodního týmu lékařů a biologů odhalil, že také u člověka se s věkem energetické výdaje prudce mění, a to i když pomineme vliv faktorů jako je tělesná hmotnost, množství tuku nebo pohybová aktivita. Zejména rozdíly mezi malými dětmi, dospělými a starými lidmi jsou tak výrazné, že by mohli spadat do různých druhů.
K tomuto závěru vědci dospěli s pomocí experimentu založeného na podání označené vody a sledování toho, jak rychle její složky projdou tělem. Protože barevné či chemické značení by tělo mohlo odbourat, značku v tomto případě představovaly dobře identifikovatelné ale zdravotně neškodné izotopy vodíku a kyslíku, které se v přírodě vyskytují jen vzácně. Sledováním jejich množství v moči, slinách a krvi mohli vědci během dnů následujících po podání sledovat rychlost látkové výměny a s pomocí sady rovnic odvodit energetické výdaje organismů.
Výzkumu se účastnilo více než 6 tisíc dobrovolníků z 29 zemí. Nejmladším bylo 8 dní, nejstarším 95 let. Nakonec vědci svá data ještě doplnili dříve publikovanými měřeními energetického výdaje u novorozenců a těhotných žen.
Nikoho nepřekvapilo, že energetické výdaje s časem rostou. Novorozenec je koneckonců mnohonásobně menší než dospělý muž nebo žena a v souladu s tím vydá i méně energie. Skutečně zajímavé a překvapivé výsledky vědci dostali, když vztáhli energetické výdaje na jednotku váhy.
Lidský život podle těchto výsledků můžeme rozdělit na několik fází. První začíná po narození a vrcholí zhruba v jednom roce života. Během této doby energetické výdaje prudce stoupají od hodnot typických pro dospělé lidi u čerstvých novorozenců až na 150 % těchto hodnot. Jinými slovy, roční děti přijímají a vydávají asi jeden a půl krát tolik energie, co dospělí. Výzkum se nezabýval příčinami tohoto jevu, ty jsou ale poměrně zřejmé. Malé děti rychle rostou a v prvním roce se navíc enormní rychlostí vyvíjí také mozek.
Od prvního roku života do zhruba dvaceti let následuje druhá lidská energetická fáze. Během ní se energetické výdaje vztažené na jednotku hmotnosti pomalu snižují až na úroveň typickou pro dospělé. Pozoruhodné je, že se v tomto ohledu nijak nevymyká ani puberta. Muži mají v tomto období o něco vyšší energetické výdaje než ženy, v rychlosti poklesu se ale obě pohlaví takřka neliší. Mezi pátým a desátým rokem věku nastává také vrchol tělesné aktivity. V následujícím období se – alespoň ve statistickém, populačním měřítku – jen snižuje.
Třetí fáze, dospělost, se projevuje hlavně velkou stabilitou energetických výdajů. Ty se během několika desetiletí takřka nemění. Zaznamenáníhodné rozdíly se neprojevují ani mezi pohlavími, a dokonce ani u těhotných žen. Zejména druhé jmenované zjištění je překvapivé, protože rostoucí plod si bere od matky velké množství živin. Zdá se ale, že ani tak výrazný zásah do látkové výměny nevyvádí celý systém tělesné energetiky z rovnováhy a že tedy plod musí udržovat podobnou energetickou spotřebu jako matka.
Poslední fáze nastupuje pár let po šedesátce. Během ní dochází k postupnému snižování energetických výdajů. Sice dochází také k poklesu tělesné váhy a množství tělesného tuku, redukce energetických výdajů jde ale výrazně nad rámec těchto změn. Devadesátníci tak dosahují jen zhruba 75 % energetických výdajů vztažených na jednotku hmotnosti v porovnání s mladšími dospělými.
Všechny tyto objevy mají závažné medicínské důsledky. Jako zásadní se například ukazuje poskytnout dostatečnou výživu kojícím matkám a dětem během prvního věku jejich života. Strmě stoupající energetická spotřeba dětí v tomto věku totiž značí kritické období vývoje. Také zbytek dětství se zdá velmi důležitý, a to čím rannější, tím více.
V souvislosti se změnami tělesné energetiky se mění také spektrum nemocí, kterým je naše tělo vystaveno, účinnost léků nebo rychlost hojení. Pokud bychom do celého složitého systému dokázali zasáhnout, mohli bychom si poradit s celou řadou moderních problémů. Na jedné straně stojí skupina růstových poruch a dalších onemocnění plynoucích ze špatné regulace tělesného fungování. Přinejmenším v západních společnostech je ale významný také problém obezity, který by ladění tělesné energetiky mohlo omezit.
V neposlední řadě nabízí zásahy do tělesného metabolismu také cestu, jak zpomalit stárnutí. Pokles energetických výdajů ve stáří očividně souvisí s omezováním tělesné údržby a postupným selháváním orgánových soustav. Pokud bychom dokázali třetí, dospělou, fázi lidské energetiky prodloužit jen o pár let, mohlo by se jednat o důležitý krok k prodloužení aktivního lidského života.
Zdroj: H Pontzer, Y Yamada, H Sagayama, … & IAEA DLW Database Consortium. 2021: Daily energy expenditure through the human life course. Science, 373.