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2021 年 8 月 13 日，中国科学院深圳理工大学（筹）药学院讲席教授、中国科学院深圳先进技术研究院医药所能量代谢与生殖研究中心首席科学家 John R. Speakman 团队联合杜克大学进化人类学副教授Herman Pontzer 团队等 65 个单位联手合作，在国际顶级期刊《Science》 在线发表题为 “Daily energy expenditure through the human life course ”的研究论文。该研究通过双标水法测量了 8 天至 95 岁的 6000 多名男性和女性的能量代谢数据，结果发现，婴儿的代谢率最高，之后存在很长一段时间的稳定期，60 岁以后人的代谢才真正开始出现下坡，而经常被提及的「中年发福」，其罪魁祸首并非代谢降低。
（图片来源：Science）
主要研究内容
总的来说，这项研究系统分析了年龄、身体组成和性别对总能量支出的影响，纳入了来自 29 个国家，共计 6421 名的受试者，年龄跨度为 8 天至 95 岁。结果发现，能量总支出和基础支出均随非脂肪质量（fat-free mass, FFM）呈幂律增长。
通过线性模型和分段回归分析，研究人员发现在整个生命周期中能量总支出和基础支出的四个不同阶段：
第一阶段为新生儿。出生第一个月的新生儿的能量消耗与成人相似，能量总支出和基础支出在第一年都迅速增长，反映了其对能量需求的迅速增加，到一岁时，婴儿单位体重消耗的卡路里可以达到比成人高 50% 的代谢率。
第二阶段是青少年阶段。在整个儿童期和青春期，随着非脂肪质量的增加，总支出和基础支出继续增加。其代谢率会以每年约 3% 的速度减缓直到 20 岁左右，随后便稳定下来。尽管青少年时期身体发生剧烈变化，比如身高的增长，但数据表明，青少年每天的能量需求似乎并未有任何增加。在 1～20 岁的多元回归中，男性的能量代谢均比女性要高，但是性别对能量支出随年龄的下降速度并没有明显的影响。
第三个阶段是成年期，即从 20 岁到 60 岁。结果发现，这一时期的代谢率和能量消耗是最稳定的。即使在怀孕期间，随着婴儿的成长，孕期女性的能量需求也仅仅是随着体重增加而增加，其自身的能量需求并没有大幅上升。这也就是说 30 岁以后身体各项机能的下降和体型改变，比如腰围变粗，体重增加等，这些并不是由于机体代谢发生变化引起的。
第四阶段为老年时期。研究发现，机体代谢真正开始下降是在 60 岁时，这个时期的能量总支出和基础支出开始下降，非脂肪质量和脂肪量也开始下降，具体来说，是每年以 0.7% 的速度缓慢下降。但老年人需要消耗的能量也较少，比如说对于 90 岁以上的受试者，能量总支出比中年成年人低约 26%。
通过上述的分析结果，研究人员还提供了从婴儿期到老年的能量总支出和基础支出的预测方程，以揭示生命过程中的主要代谢变化：婴儿在出生后的前 12 个月里，对能量的需求会迅速增加，并在 1 岁时达到峰值；随后逐渐下降，在 20 岁左右达到成人水平，在这一生命阶段增加的能量支出可能反映了机体生长和发育的代谢需求；成年期调整后的代谢则非常稳定，即使在怀孕和产后，自身的能量需求并没有大幅上升；真正出现下坡是在老年时期，此时代谢率的下降可能会使得体重增加，进而增加患各种代谢性疾病的风险。
研究总结
综上所述，这项由 60 余团队参与的大规模国际合作，研究样本覆盖从刚出生后 1 周的婴儿到 95 岁老人，涵盖了近乎全部年龄分层，通过系统分析了人体代谢规律的「高峰」与「低谷」，首次揭示了全生命周期的代谢规律。
这一成果也颠覆了以往人们对代谢的认知，比如我们所认为的青春期才是高代谢时期，其实婴儿期才是；以及普遍认为代谢率下降是「中年发福」的原因，但研究揭示总能量消耗在约 60 岁左右才开始下降。同时，研究结果也提醒我们可能需要重新审视发育阶段和衰老阶段的能量需求和营养策略。
此外，这也为研究与代谢率密切相关的疾病、药物活性和愈合过程的动力学提供了一个重要资源数据，所以说，阐明生命过程和个体间变异的潜在代谢变化过程可能有助于揭示代谢变化在健康和疾病中的作用。
