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体力活动越少,骨骼越脆弱
来源 : 科学之家   发布时间 : 2015-02-06 11:55

图片说明:狩猎者和农学家臀关节骨量的比较。图片来源:Timothy Ryan and Colin Shaw
 
一项有关数千年人类进化的最新研究表明,自从农业出现以来,我们的骨骼变得更轻、更脆弱了。我们由觅食转向农业后,日益久坐的生活方式导致了这一结果。
 
2014年12月22日发表在PNAS期刊上的最新研究表明,大约7000年前的狩猎者的力量可以和现代猩猩的力量相提并论,而来自于同一区域的6000多年后的农夫骨骼却明显更轻更脆弱,还容易受伤。
 
觅食者的骨量(Bone mass)大概比一般人重20%,这相当于一般人在太空中失重三个月所损失的骨量。
 
排除饮食差异和身体尺寸变化的可能原因,研究人员认为,数千年来体力活动的减少是人的骨骼强度下降的根本原因。他们说,现代人比以前的人运动量少,这确实是一个让人们越来越接近危险水平的趋势。
 
研究人员确信研究结果支持下列观点,锻炼而不是饮食是防止骨折风险上升和晚期骨质疏松等疾病的关键:年轻时进行更多的体育锻炼能够让人在30岁左右骨骼强度达到顶峰,这意味着随着年龄的增加,骨头难免会弱化,但是它的危害就没那么大了。
 
事实上,没有任何解剖学原因可以解释为什么现在出生的人骨骼强度达不到猩猩或早期狩猎者的水平。但是,即便是日常积极锻炼的人也不可能去频繁地承受大负荷来增大骨头强度的最大值——传统的狩猎者和非人类灵长动物的骨头强度的最大值。
 
剑桥大学(University of Cambridge)表型适应性变异和演化(Phenotypic Adaptability, Variation and Evolution ,PAVE) 研究小组的合作者Colin Shaw博士说:“现代人生活在一个不符合我们进化的文化技术环境中。七百万年来,原始人朝着有利于生存的方向进化,但就是在最近50到100年,我们才养成这种久坐不动的有害生活习惯。静坐在车上或者桌子前不是我们进化到现在应该做的事情。”
 
研究人员用x射线照射了有考古记录的人体股骨样本和其他灵长类的股骨,主要观察了股骨头的内部:股骨顶部的球适用于盆骨形成髋关节,髋关节是人体骨头连接承受力最大的关节之一。
 
组成骨头的组织有两种类型:皮质或“硬”骨壳包裹在骨头的外层,松质骨或“软”骨像蜂窝似的包裹在皮质外层,让骨骼灵活的同时也让它更容易断裂。
 
研究人员分析了代表长期运动的狩猎者和久坐不动的农学家的四种不同的人类股骨松质骨,这些骨骼都是在美国伊利诺伊州的相同地方找到的(因此可能基因相似)。
 
所有人的松质骨结构都非常相似,只有一个例外:狩猎者拥有更多的网状骨骼。
 
Shaw说:“较其他的骨骼,松质骨有更大的柔韧性,它的形状变化和方向变化取决于压在它上面的重物,它的结构可以从针状或者棒状变到更厚甚至是片状。在狩猎者的骨骼中,所有的东西都变厚了。”
 
接受采访的Tim Ryan是宾州州立大学(Penn State)生物人类学和信息科学技术系的副教授,他提出了“连续锻炼和运动让灵长类骨骼、祖先的骨骼和觅食者的骨骼健壮,而让大多数现代人的骨骼更轻更脆弱”的观点。
 
狩猎者漫步寻找食物,这样的身体活动让骨骼持续负载,这就是他们骨骼变厚的原因。这样激烈的运动引起微小损伤,导致骨网不断变厚加硬,最终达到骨骼强度最高点。随年龄增长,骨骼强度就会与骨骼退化平衡。
 
Shaw认为,我们可以从史前前辈的骨骼中学到许多宝贵经验。他说:“你完全可以改变你的骨骼,从而让它们能够更有力地应对压力和负荷。例如,髋骨折不会因为你变老而轻易发生,因为你在年轻的时候已经通过锻炼让它很健壮了,所以,随着年龄的增长,骨骼强度永远都不会下降到容易发生骨折的程度。”
 
其他关于人类骨骼进化得更轻更脆弱的理论包括饮食的变化和更有力、更轻骨骼的选择学说。
 
虽然最初转向农业时缺少多样性的单一饮食对人类健康造成了负面影响,但是测试对象并没有因此受到影响。Shaw 说:“当然,我们需要一定水平的钙来保持骨骼健康,但是过多的钙元素就没必要了。”
 
研究还反驳了以下理论:在人类进化的某个时期,我们的骨骼变得更轻了,这或许是因为我们没有足够的食物来保证骨骼的密度。Shaw说:“如果这个理论正确,人类骨骼将完全和其他现存灵长类不同。证据已经表明,狩猎者的体型尺寸与灵长类动物的极其相似。现代人的骨骼不是整体上脆弱了,我们不能被解剖学禁锢了。”
 
Shaw说:“真相是我们是人类,我们能够和猩猩一样强壮,但是我们没有,因为我们没有用足够大的负荷去挑战我们骨骼的极限,所以我们的骨头变得脆弱了。随着年龄的增长,因缺少锻炼,骨骼受损的情况就增多了,这在以前都不会发生的。”
 
尽管7000年前的觅食者骨骼强度远远大于700年前的农夫,但都不能与更早的大约150000年前的原始人类相比。Shaw说:“在远古,为了得到可承受一切的骨骼强度,人类的骨骼一直在进化。”
 
Shaw研究小组的下一步是通过交叉引用考古记录和现代顶级长跑运动员的测试来观察不同的负重和运动如何塑造身体和骨骼。这些运动员跑过艰难的地形,从喜马拉雅山(Himalayas)到纳米比亚沙漠(Namibian desert)。他希望未来的研究能给我们提供一个崭新的视角,那就是哪种活动使我们的祖先拥有如此强壮的骨骼。(科学之家,译审:XQ Chen)



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