(L) Tanken att motion är viktigare än kost i kampen mot fetma har motsägits av ny forskning. (2012)

Jägare samlar ledtråd till fetma

Av Helen Briggs BBC News. 25 juli 2012 

Hadza lever en existens för jägarens samlare som har förändrats lite under 10,000 år

Idén att motion är viktigare än kost i kampen mot fetma har motsatts av ny forskning.

En studie av Hadza-stammen, som fortfarande existerar som jägare-samlare, antyder att mängden kalorier vi behöver är en fast mänsklig egenskap.

Detta antyder att västerlänningar växer feta genom överätande snarare än att ha inaktiv livsstil, säger forskare.

En av 10 personer kommer att vara överviktiga av 2015.

Och nästan en av tre av den globala befolkningen förväntas vara överviktig, enligt siffror från Världshälsoorganisationen.

Den västerländska livsstilen tros till stor del vara skyldig till fetma ”epidemin”.

"Dagliga energiförbrukning kan vara ett utvecklat drag som har formats av evolution och är vanligt bland alla människor och inte en enkel återspegling av våra olika livsstilar"

Olika faktorer är inblandade, inklusive bearbetade livsmedel med mycket socker och fett, stora portionsstorlekar och en stillasittande livsstil där bilar och maskiner gör det mesta av det dagliga fysiska arbetet.

Den relativa balansen mellan överätande till brist på träning är dock en debattfråga.

Vissa experter har föreslagit att vårt behov av kalorier har minskat drastiskt sedan den industriella revolutionen, och detta är en större riskfaktor för fetma än förändringar i diet.

En studie publicerad i tidskriften PLoS ONE testade teorin genom att titta på energiförbrukning i Hadza-stammen i Tanzania.

Hadza-folket, som fortfarande lever som jägare-samlare, användes som en modell för den forntida mänskliga livsstilen.

Medlemmar av den 1,000-åriga befolkningen jagar djur och foder efter bär, rötter och frukt till fots, med bågar, små yxor och grävpinnar. De använder inte moderna verktyg eller vapen.

Olika livsstilar

Ett team av forskare från USA, Tanzania och Storbritannien, mätte energiutgifter i 30 Hadza-män och kvinnor i åldern mellan 18 och 75.

De tyckte att fysiska aktivitetsnivåer var mycket högre hos Hadza-män och kvinnor, men när de korrigerades för storlek och vikt var deras metabolism inte annorlunda än västerns.

Dr Herman Pontzer från avdelningen för antropologi vid Hunter College, New York, sa att alla hade antagit att jägare samlarna skulle bränna hundratals fler kalorier per dag än vuxna i USA och Europa.

Uppgifterna kom som en överraskning, sade han och lyfte fram komplexiteten i energiförbrukningen.

Men han betonade att fysisk träning ändå är viktig för att upprätthålla god hälsa.

"Det här för mig säger att den stora anledningen till att västerlänningar blir feta är att vi äter för mycket - det är inte för att vi tränar för lite", säger doktor Pontzer.

”Att vara aktiv är väldigt viktigt för din hälsa men det håller dig inte tunn - vi behöver äta mindre för att göra det.

"Dagliga energiförbrukning kan vara ett utvecklat drag som har formats av evolution och är vanligt bland alla människor och inte någon enkel återspegling av våra olika livsstilar."

UNDERSÖKNINGEN

Hunter-Gatherer Energetics and Human Obesity.

Herman Pontzer, David A. Raichlen, Brian M. Wood, Audax ZP Mabulla, Susan B. Racette, Frank W. Marlowe. 

PLoS ONE, 2012; 7 (7): e40503 DOI: 10.1371 / journal.pone.0040503

Abstrakt ★★★★

Västra livsstilar skiljer sig markant från våra förfäder till jägare och samlare, och dessa skillnader i kost och aktivitetsnivå är ofta inblandade i den globala fetma-pandemin. Det finns emellertid få fysiologiska data för jägare-samlarepopulationer för att testa dessa modeller av fetma. I den här studien använde vi den dubbelmärkta vattenmetoden för att mäta den totala dagliga energiförbrukningen (kCal / dag) i Hadza jägare-samlare för att testa om foderslagare spenderar mer energi varje dag än deras västerländska motsvarigheter. Som förväntat var fysisk aktivitetsnivå, PAL, större bland Hadza-fodrarna än bland västerlänningar. Trots detta var de genomsnittliga dagliga energiförbrukningarna för traditionella Hadza-vallare inte annorlunda än för västerlänningar efter kontroll av kroppsstorlek. Den metaboliska kostnaden för promenader (kcal kg-1 m-1) och vila (kcal kg-1 s-1) var också liknande bland Hadza och västerländska grupper. Likheten i metabolismhastigheter i ett brett spektrum av kulturer utmanar nuvarande modeller av fetma som antyder att västerländska livsstilar leder till minskade energiförbrukningar. Vi antar att människors dagliga energiförbrukning kan vara ett utvecklat fysiologiskt drag som i stort sett är oberoende av kulturella skillnader.

Citation: Pontzer H, Raichlen DA, Wood BM, Mabulla AZP, Racette SB, et al. (2012) Hunter-Gatherer Energetics and Human Obesity. PLoS ONE 7 (7): e40503. doi: 10.1371 / journal.pone.0040503

Redaktör: Farid F. Chehab, University of California, San Francisco, USA

 

Mottagen: Januari 23, 2012; Accepterad: Juni 12, 2012; Publicerad: Juli 25, 2012

Upphovsrätt: © 2012 Pontzer et al. Detta är en artikel med öppen åtkomst som distribueras under villkoren i Creative Commons Attribution License, som tillåter obegränsad användning, distribution och reproduktion i vilket medium som helst, förutsatt att den ursprungliga författaren och källan krediteras.

finansiering: Finansiering mottogs från National Science Foundation, Washington University och University of Arizona. Finansierarna hade ingen roll i studiedesign, insamling och analys av data, beslut om att publicera eller förbereda manuskriptet.

Konkurrerande intressen: Författarna har förklarat att inga konkurrerande intressen existerar.

* E-post: [e-postskyddad]

Beskrivning ★★★★

Vid 2015 beräknas nästan en av tre människor över hela världen vara överviktiga och en av tio förväntas vara överviktiga [1]. De närliggande hälsoriskerna med att vara överviktiga eller feta, inklusive typ 2-diabetes, hjärt-kärlsjukdomar och vissa cancerformer, är välkända [1]. Den närmaste orsaken till viktökning är energibalans, med intag av livsmedelsenergi (kCal / dag) som överstiger den totala energiförbrukningen (kCal / dag), men de samhälleliga orsakerna till den globala fetma-pandemin är fortfarande ett fokus i debatten [1]-[7]. I allmänhet tros ökande förekomst av övervikt bero på den nuvarande västerländska livsstilen, där aktivitetsnivåer och diet avviker väsentligt från de förhållanden under vilka vår arts metaboliska fysiologi utvecklats [2]-[6]. Vissa föreslår att moderna bekvämligheter och mekanisering leder till minskad fysisk aktivitet och lägre energikostnader i industrisamhällen [1]-[3]. Andra antyder att förändringar i kost och energiintag är ansvariga, med hänvisning till den relativt senaste ökningen av energitäta livsmedel, särskilt bearbetade livsmedel med mycket fruktos och andra enkla sockerarter som kan minska energikostnaderna och öka aptit och fett [4]-[7].

Att bestämma vilka aspekter av den västerländska livsstilen som verkligen är avvikande för våra arter och utgör den största risken för fetma är komplicerat av de motstridiga och begränsade uppgifterna om kost och ämnesomsättning i icke-västerländska populationer. Till exempel, medan västerländska dieter är säkert mer sockerrika och energitäta än mer "traditionella" dieter och vilda livsmedel [4], [8], [9], många jägare-samlare konsumerar säsongsmässigt en stor del av sina dagliga kalorier som honung [10], [11] (Fig. S2), som har höga koncentrationer av glukos och fruktos [12]. På samma sätt har höga aktivitetsnivåer rapporterats i vissa bestånd av näringslivet [13]-[15], en nylig metaanalys av 98 olika populationer över hela världen fann ingen effekt av socioekonomisk utveckling - ett grovt index för mekanisering och diet - på dagliga energiförbrukning eller aktivitetsnivå [16]. Det är särskilt viktigt att metabola mätningar saknas för jägare-samlarföreningar, vars kost och livsstil ger de bästa modellerna för studier av mänsklig evolution [10].

I denna studie undersökte vi dagliga energiförbrukning och fysisk aktivitetsnivå i Hadza-födare för att testa hypotesen att jägare-samlare spenderar mer energi varje dag än ämnen i marknads- och jordbruksekonomier. Hadza är en befolkning av jägare-samlare som bor i en savann-skogsmiljö i norra Tanzania; deras traditionella födselsstilsstil har dokumenterats omfattande i tidigare arbete [17]. Även om ingen levande befolkning är en perfekt modell för vår art förflutna, liknar Hadza-livsstilen på kritiska sätt den hos våra Pleistocene förfäder. Hadza jagar och samlas till fots med bågar, små yxor och grävpinnar utan hjälp av moderna verktyg eller utrustning (t.ex. inga fordon eller vapen). Liksom i många andra fodersamhällen [10], det finns en sexuell uppdelning av foderinsatser; Hadza-män jakter vilt och samlar honung, medan Hadza-kvinnor samlar växtmat. Mäns föres är vanligtvis längre än kvinnor, vilket återspeglas i deras genomsnittliga dagliga reseavstånd (se nedan). Kvinnor foder normalt i grupper, medan män tenderar att jaga ensamma [17]. Som är typiskt för traditionellt levande Hadza, kom över 95% av deras kalorier under denna studie från vilda livsmedel, inklusive knölar, bär, små- och storvilt, baobabfrukt och honung [17] (Fig. S2).

Vi jämförde energiförbrukning och kroppssammansättning bland Hadza, mätt med hjälp av den dubbelt märkta vattenmetoden [18], till liknande data från andra populationer tagna från tidigare studier [19]-[26] och nya mätningar av amerikanska vuxna (Metoder). Med tanke på deras traditionella, fysiskt aktiva livsstil förväntade vi oss att Hadza skulle ha lägre kroppsfett än individer i västerländska befolkningar. Vidare, om nuvarande modeller för fetma är korrekta, bör Hadza, med sin naturliga diet och brist på mekanisering, spendera mer energi än individer som lever i marknadsekonomier med jämförelsevis stillasittande livsstil och mycket bearbetade, sockerrika dieter.

Vi mätte också dagliga gångavstånd (km / dag) med bärbara GPS-enheter och kostnaden för promenader (kCal kg-1 m-1) och vila metabolisk hastighet (RMR, kCal kg-1 s-1) använder ett bärbart respirometri-system (Text S1). Eftersom det inte var möjligt att mäta basisk metabolism (BMR, kCal / dag) beräknade vi fysisk aktivitetsnivå (PAL) som TEE / uppskattad BMR (Methods). Institutionellt godkännande och informerat samtycke erhölls innan datainsamlingen.

Metoder ★★★★

Ämnen

Vi mätte totala dagliga energiförbrukningen (TEE, kCal / dag) under en 11-dagarsperiod i 30 Hadza vuxna (13 män i åldrarna 18 – 65, 17 kvinnor i åldrarna 18 – 75; Text S1). Åldrar, kroppsvikt och annan befolkningsstatistik ges i Tabell 1.

 

miniatyrTabell 1. Befolkningsegenskaper, energiförbrukning och kroppssammansättning.

doi: 10.1371 / journal.pone.0040503.t001

 

Etikförklaring

Institutionella godkännanden, inklusive universitet (Washington University Institutional Review Board) och alla kognizanta lokala myndigheter (inklusive Tanzanian National Institute for Medical Research och Commission for Science and Technology), erhölls innan denna studie genomfördes. Alla försökspersoner gav sitt informerade, muntliga samtycke före deltagande. Verbal samtycke ansågs lämpligt med tanke på de låga läskunnigheten bland traditionella Hadza och godkändes specifikt av universitetets IRB och Tanzanianska byråer. Varje ämnes datum och tid för samtycke, och forskaren som erhöll samtycke, dokumenterades i projektfältanteckningarna.

Mätning av TEE med dubbelt märkt vatten

Den totala dagliga energiförbrukningen (TEE, kCal / day) mättes med metoden med dubbel märkt vatten (DLW), beskrivet i detalj på annat håll [18]. I korthet administrerades individer en oral dos av DLW (120 g; 10% H218O, 6% 2H2O); dosbehållare sköljdes med flaskvatten tre gånger för att säkerställa att hela dosen förbrukades. Före dosering, och sedan vid 12 – 24 timmar, 4 d, 8 d och 11 d efter dosadministrering, samlades urinprover i torra, rena plastkoppar, överfördes till 2 ml kryovialer (Sarstedt), frysta i flytande kväve i fältet för 1 – 5 dagar och överförs sedan till en −5 ° C frys för långvarig lagring. Urinuppsamlingsdagarna varierade för vissa ämnen på grund av logistiska begränsningar. Urinprover analyserades för 18O och 2H-överflöd vid Baylor College of Medicine med användning av gas-isotopförhållande masspektrometri. Lutningsavlyssningsmetoden användes för att beräkna utspädningsutrymmen och fettfri massa (FFM); hastigheten för koldioxidproduktion beräknades med användning av en tvåpools-metod [18]. Koldioxidproduktionen konverterades till TEE [18] med hjälp av en andningskvotient (RQ) av 0.85 efter RQ-värden registrerade under RMR-mätningar (Text S1).

Fysisk aktivitetsnivå (PAL) beräknades som TEE / uppskattad BMR för varje ämne efter tidigare studier [13]-[16]. För att uppskatta BMR för Hadza-individer, angav vi varje försöks kroppsmassa och höjd i åldersspecifika förutsägelsekvationer som utvecklats i ett stort prov (n = 10,552) från en geografiskt bred uppsättning av populationer som inkluderar populationer i Afrika söder om Sahara [27].

Vilande metabolism och gångkostnad

Energiutgifterna under vila och promenader mättes med ett bärbart, bärbart respirometri-system (Cosmed, K4b2) som mäter både koldioxidproduktion och syreförbrukning via "andetag-för-andetag" -analys. RMR mättes i 19 försökspersoner (11 kvinnor, 8 män) medan de satt tyst under 15 – 20 minuter (Text S1). Gångkostnad mättes i 14-individer (5 kvinnor, 9-män) under överjordisk promenad på en jämn bana etablerad nära varje läger på plan mark (Text S1). Minsta nettokostnad för transport, COTmin (kCal kg-1 m-1), som för alla utom ett ämne inträffade med den långsammaste gånghastigheten, var i genomsnitt medelvärde över ämnen. Genomsnittlig COTmin för Hadza-provet jämfördes med provmedlen uppmätta i västerländska populationer presenterade i en nyligen meta-analys av gångkostnader [28].

För att uppskatta den dagliga priskostnaden (kCal / dag) för varje ämne är varje individs genomsnittliga COTmin multiplicerades med deras kroppsmassa och dagliga reseavstånd. För att mäta dagligt reseavstånd bar Hadza-individer en liten GPS-enhet (Garmin 301 Forerunner) under dagsljus under hela deras 11-dagars TEE-mätperiod. Ibland skulle batterifel eller andra problem (t.ex. att stänga av enheten av misstag) förhindra att enheten fångar in en hel dag med resedata. För att säkerställa att ofullständiga mått på dagliga resor inte sned resor uppskattningar nedåt, ansågs mätningar endast för att representera en hel resedag om GPS-enheten fångade 10 eller fler timmar den dagen; ofullständiga inspelningar utesluts från efterföljande analys.

Jämförande data

Vi jämförde Hadza med andra populationer med två analyser, en som undersökte variation i TEE bland individeroch en annan som undersökte variation i medelvärde TEE bland populationer. För analyser av TEE bland individer samlades data om TEE från tidigare DLW-studier [16], [19]-[26] och från nya mätningar av TEE hos vuxna i USA (n = 68). För nya mätningar bedömdes TEE i frittlevande mänskliga personer under 2-veckors perioder med användning av DLW-metoden [18]. Personerna deltog i en mängd olika studier som involverade diet- och / eller träningsåtgärder, men endast pre-interventionsdata under viktstabilitet ingår i den aktuella analysen. Ytterligare TEE-data hämtades från publicerade värden för enskilda ämnen i västra (USA och Europa) länder [19]-[26]; här återigen inkluderades endast pre-intervention eller kontrollgruppdata i denna analys. Andra jämförande uppgifter hämtades från icke-västerländska marknadsekonomier [29], [30] och en uppehälle jordbruksbefolkning i alteplano i Bolivia [13], [31]. De flesta försökspersoner (n = 221) från jämförande datauppsättningar hade också uppmätt tillgängliga BMR-data, vilket gjorde det möjligt för oss att beräkna PAL som TEE / BMR. Individer grupperades efter livsstil eller ekonomi för analys: "jägar-samlare" inkluderar endast Hadza-ämnen, "västra" inkluderar individer som bor i Europa eller USA, "marknad" inkluderar västerlänningar samt andra individer som bor i icke-västerländska marknadsekonomier (t.ex. Sibirien) och "jordbruk" inkluderar bolivianska jordbrukare [13], [31].

För befolkningsnivåanalyser jämförde vi medel TEE för Hadza-män och kvinnor med ensamkönskohorter från en nyligen metaanalys av TEE bland ett globalt urval av populationer som inkluderade 198 enskönskohorter som representerade 4,972 ämnen [16]. Befolkningen klassificerades som ”jägare-samlare” (dvs. Hadza), ”marknadsekonomi” eller ”jordbruk” baserat på beskrivningar av varje befolkning i primärlitteraturen. De identifierade jordbrukspopulationerna låg i Nigeria, Gambia och Bolivia (observera att endast kohortmedel finns tillgängliga för nigerianska och gambiska jordbrukare så att dessa populationer inte ingår i individuella analyser). FFM var inte tillgängligt för de flesta populationer och därmed användes total kroppsmassa som ett index för kroppsstorlek. Som ett resultat var kön och ålder betydande förutsägare för TEE i dessa analyser (Tabell S1) eftersom kroppsfettprocenten covaries med båda.

Statistiska analyser

TEE, kroppsmassa och FFM var logg10 transformerad före analys (JMP®); signifikansnivån för alla analyser var p = 0.05. Vi testade på skillnader i TEE och PAL mellan livsstilsgrupper medan vi kontrollerade för FFM, ålder och andra variabler med hjälp av generaliserad linjär modellering (GLM), en metod som rekommenderas av Tschop och kollegor [32]. Bland de stora västerländska urvalen (n = 239) avslöjade ett test för homogenitet i backarna att män och kvinnor skilde sig åt i förhållandet mellan FFM och TEE (F (238) = 2.68, p <0.001). Lutningsheterogenitet bryter mot antagandena från ANCOVA och andra GLM-jämförelser, och därmed jämfördes män och kvinnor separat i multivariata analyser av TEE. Tester för lutningens homogenitet avslöjade att lutningarna var lika bland västerländska och Hadza-kvinnor (F (201) = 0.36, p = 0.55) och bland västerländska och Hadza-män (F (64) = 0.77, p = 0.38). Analys av män och kvinnor separat påverkar inte mönstret för befolkningsjämförelser; resultaten från kombinerade könsanalyser var likartade (se nedan).

Ett liknande tillvägagångssätt användes för att jämföra befolkningsmedel. Ett test för lutningens homogenitet avslöjade liknande lutningar mellan TEE och kroppsmassa i manliga och kvinnliga kohorter (F (162) = 0.10, p = 0.75). TEE hos män var signifikant större än hos kvinnliga populationer efter kontroll av kroppsmassa (F (162) = 86.75, p <0.001, ANCOVA), troligtvis på grund av den högre genomsnittliga kroppsfettprocenten hos kvinnor.

Resultat ★★★★

Hadza var mycket aktiva och mager med kroppsfettprocent i den låga änden av det normala friska intervallet för västerländska befolkningar [33] (Tabell 1). TEE bland Hadza vuxna var starkt relaterat till kroppsstorlek, specifikt fettfri massa (FFM) (r2 = 0.66, n = 30, p <0.001; Tabell S1). I multivariata jämförelser som styrde för massa, längd, kön och ålder var kroppsfettprocenten för Hadza-vuxna lägre än individer från västra (USA och Europa) befolkningar (F (228) = 22.72, p <0.001). Kroppsfettprocent, TEE och andra populationsegenskaper anges i Tabell 1.

Till skillnad från förväntningarna var mått av TEE bland Hadza-vuxna liknande de i västerländska (USA och Europa) populationer. I multivariat jämförelser av TEE-kontroll för FFM och ålder, var Hadza kvinnors energiförbrukning lik den för västerländska kvinnor (n = 186) och Hadza-mäns TEE liknade västliga män (n = 53); livsstil hade ingen effekt på TEE (kvinnor: F (139) = 0.18, p = 0.67; män: F (49) = 0.17, p = 0.68) (Fig 1, Tabell S1). Resultaten var oförändrade när Hadza jämfördes med alla marknadsekonomiska individer, eller när kroppsmassa ersattes av FFM (Tabell S1), eller när kön kombinerades för analyser (livsstil: F (189) = 0.25, p = 0.62). Inklusive fettmassa som en oberoende variabel förbättrade måttligt passningen för multivariatmodeller för TEE men påverkade inte resultatmönstret (Tabell S1). Avsaknaden av signifikanta skillnader verkar inte bero på små provstorlekar för Hadza. Kraftanalyser indikerade att provstorlekar var tillräckliga för att detektera en skillnad på 4.2% i medelvärde TEE (Hadza mot Western, α = 0.05) i jämförelser bland kvinnor (effekt 97%) och 7.6% skillnad mellan män (effekt 93%).

 

miniatyrFigur 1. Individuella jämförelser av TEE och FFM.

Energiförbrukningen för Hadza-jägare-samlare (röda cirklar) liknade de för västerlänningar (grå) [19]-[26]). Bolivianska kvinnliga jordbrukare (blå öppna cirklar [13], [31]) hade högre TEE än antingen Hadza eller västerländska kvinnor. Trendlinjer är vanliga minst kvadraters regressioner genom västerländska män (solid line) och västerländska kvinnor (streckad linje).

doi: 10.1371 / journal.pone.0040503.g001

 

Likheten i TEE mellan Hadza och andra populationer var också tydlig när befolkningsmedlen jämfördes. I en multivariat analys som kontrollerade för kön, ålder och kroppsmassa skilde TEE bland jägarna i Hadza inte (t (155) = −0.35, p = 0.73) från populationer i marknadsekonomier (Fig 2, Tabell S1). Endast jordbrukspopulationer hade större TEE än förutsagt för sin kroppsstorlek. I jämförelser mellan enskilda ämnen, kvinnliga bolivianska jordbrukare [13] hade högre TEE än västerländska och Hadza-kvinnor (p <0.001 båda jämförelser, Tabell 1) och jordbruksgrupper (n = 3) hade genomgående större TEE i befolkningsjämförelser (t = 2.76, p = 0.006, Tabell S1) (Fig 1, 2).

 

miniatyrFigur 2. Befolkningsjämförelser av TEE.

Energiförbrukningen bland Hadza jägare-samlare (röda cirklar) liknade befolkningen i marknadsekonomier; bestånd av näringslivsbruk (Nigeria, Gambia, Bolivia; blå cirklar) hade högre TEE än andra grupper. Alla data utan Hadza från [16] (Text S1). Varje symbol är ett genusmedelvärde för enkön; manliga och kvinnliga medel plottas separat för blandade könstudier. Vanliga minst kvadratiska regressionslinjer visas för alla män (fyllda cirklar, hel linje) och alla kvinnor (öppna cirklar, streckad linje). Vid kontroll av kroppsmassa hade män högre TEE än kvinnor (F (162) = 86.75, p <0.001).

doi: 10.1371 / journal.pone.0040503.g002

 

Uppskattade fysiska aktivitetsnivåer (PAL, beräknat som TEE / uppskattad BMR) tyder på att Hadza-vuxna spenderar en mindre del av TEE på BMR än västerlänningar. Hadza-män hade en uppskattad PAL av 2.26 ± 0.48, signifikant större än observerad PAL hos västerländska män (n = 31, PAL = 1.81 ± 0.21) (F (43) = 13.07, p = 0.001), medan uppskattade PAL för Hadza kvinnor ( 1.78 ± 0.30) var något högre än hos västerländska kvinnor (n = 145, PAL = 1.68 ± 0.22) (F (162) = 3.80, p = 0.05) vid kontroll av ålder (Tabell S1). Att återta TEE på uppskattat BMR antyder att gruppskillnader i PAL var relaterade till skillnader i kroppsstorlek, eftersom Hadza är betydligt mindre än deras västerländska motsvarigheter (Tabell 1). I en multivariat analys som kontrollerade för ålder och kön skilde förhållandet mellan TEE och uppskattat BMR inte mellan Hadza och Western-individer (F (239) = 0.73, p = 0.39) (Fig. S3). Eftersom TEE är korrelerat med uppskattad BMR med en lutning <1.0 tenderar emellertid PAL (förhållandet TEE / BMR) att vara större bland mindre individer; detta är särskilt tydligt bland män i vårt urval (Fig. S3).

Dagliga gångavstånd för Hadza-kvinnor (medelvärde 5.8, std. Dev. ± 1.7 km / dag) och män (11.4 ± 2.1 km / dag) var signifikant olika (p <0.001, t-test), i överensstämmelse med tidigare mätningar inom jakt samlingsföreningar [10]. Men individuell variation i dagligt gångavstånd förklarade inte variationen i TEE. Uppskattade dagliga energikostnader för promenader (kCal / dag) svarade för i genomsnitt 6.7% (± 1.9%) TEE bland Hadza-kvinnor och 11.0% (± 3.4%) bland Hadza-män (Text S1), men TEE var inte korrelerat med det genomsnittliga dagliga reseavståndet (F (28) = 0.75, p = 0.39) (Tabell S1). På liknande sätt var TEE av Hadza-kvinnor som var gravida eller ammande (n = 8; 1 gravid, 7 ammande) inte annorlunda från andra Hadza-kvinnor (n = 9; F (16) = 0.96, p = 0.35) efter att ha kontrollerat för FFM (Tabell S1).

Även om Hadza sannolikt utför traditionella foderuppgifter (t.ex. att gräva knölar eller hugga trädlemmar för honung) mer effektivt än okulturerade västerlänningar [34], jämförelser av aktiviteter som är vanliga i olika kulturer indikerar inte att Hadza-muskler och lokomotorisk fysiologi i sig är mer effektiv. Energikostnaden för promenader (kCal kg-1 m-1) för Hadza-vuxna låg väl inom värdet som rapporterades för västerländska försökspersoner: av 20 amerikanska och europeiska populationer inkluderade i en nyligen metaanalys av löpbandskostnad för löpband [28], 14 hade medelvärdemin värden under Hadza-medelvärdet (Supportinformation, Fig. S1). RMR för Hadza vuxna uppmätt medan de satt i genomsnitt 11% över förutsagt BMR [27], inom intervallet värden (7 – 35%) rapporterade för andra populationer [35].

Diskussion ★★★★

Mätningar av TEE bland Hadza jägare-samlare utmanar uppfattningen att västerländska livsstilar resulterar i onormalt låga energiförbrukningar och att minskade energiförbrukningar är en primär orsak till fetma i utvecklade länder. Trots hög PAL och beroende av vilda livsmedel, så var Hadza TEE liknande västerlänningar och andra i marknadsekonomier (Fig 1, 2). Vidare, medan Hadza skilde sig från västerländska populationer i kroppsfettprocent (F (202) = 44.05, p <0.001), var variationen i fett mellan både och mellan populationer inte korrelerad med PAL (F (207) = 0.36, p = 0.55) (Fig 3) inte heller med TEE (F (209) = 3.02, p = 0.08, p = 12.06; notera att effekten av TEE på fett, även om den inte är statistiskt signifikant, är positiv i detta prov). Bristen på korrespondens mellan TEE, PAL och fett i vårt Hadza och jämförande prover överensstämmer med tidigare DLW-studier i västerländska populationer [36]-[38]. Likheten i TEE bland Hadza jägare-samlare och västerlänningar tyder på att till och med dramatiska skillnader i livsstil kan ha en försumbar effekt på TEE och är i överensstämmelse med uppfattningen [4]-[7], [16] att skillnader i förekomst av fetma mellan populationer främst beror på skillnader i energiintag snarare än utgifter. TEE- och PAL-mätningar av andra traditionella populationer, helst jägare-samlare, behövs för att bedöma om mönstret för energiförbrukning bland Hadza är typiskt för mänskliga födare.

 

miniatyrFigur 3. Procent kroppsfett planerat mot fysisk aktivitetsnivå, PAL.

Hadza BMR uppskattas (Metoder). Trendlinjer visas separat för varje kön / livsstilsgrupp; streckade linjer indikerar kvinnliga grupper. Skillnader i gruppkroppsfett är signifikanta (p <0.001), men lutningar för% kroppsfett kontra PAL är inte (Tabell S1).

doi: 10.1371 / journal.pone.0040503.g003

 

Det är viktigt att notera att detta inte var en interventionsstudie; Vi undersökte vanliga TEE, PAL och kroppssammansättning hos jägare-samlare och västerlänningar, men undersökte inte effekterna av att införa ökad fysisk aktivitet på västerlänningar. Fysisk aktivitet har viktiga, positiva effekter på hälsan [39]och ökad fysisk aktivitet har visat sig spela en viktig roll i viktminskningsprogram och viktunderhållsprogram [40]. Vissa studier av självrapporterad aktivitetsnivå har till och med föreslagit att vanlig aktivitet kan bidra till att förhindra ohälsosam viktökning, även om bevisen är blandade [40]. Mer arbete behövs för att integrera resultat från interventionsstudier av PAL och TEE med jämförelser på befolkningsnivå av vanliga energiförbrukningar.

Våra resultat indikerar att aktiv, ”traditionell” livsstil kanske inte skyddar mot fetma om dieter förändras för att främja ökad kaloriförbrukning. Därför måste ansträngningar för att komplettera dieter av friska populationer i utvecklingsregioner undvika att översvämma dessa individer med mycket bearbetade, energitäta men näringsfattiga livsmedel. Eftersom energiöverföring i dessa populationer sannolikt inte kommer att förbränna de extra kalorierna som tillhandahålls, kan sådana ansträngningar oavsiktligt öka förekomsten av överskott av fett och tillhörande metaboliska komplikationer såsom insulinresistens. Faktum är att bearbetade, energitäta livsmedel har kopplats till insulinresistens och hjärt-kärlsjukdom bland australiensiska foderslagare som övergår till bylivet [41].

Likheten i TEE mellan Hadza och västerländska befolkningar är motsatt mot bakgrund av Hadzas fysiskt aktiva livsstil och förhöjda PAL. TEE bland Hadza och västerlänningar var oskiljbar när man kontrollerade för mager massa och fettmassa (vanliga närvaro för icke-aktivitet metaboliska kostnader) trots skillnader i livsstil och uppskattade PAL. Dessa resultat och den möjliga interaktionen mellan PAL och kroppsstorlek (Fig. S3), indikerar att mer arbete med traditionella befolknings fysiologi är klart nödvändigt. Dessutom tyder bristen på korrespondens mellan TEE och dagligt gångavstånd (en stor del av Hadza dagliga aktivitet), eller mellan TEE och mödrarstatus (gravid / ammande eller inte), tillsammans med andra undersökningar av födselfysiologi, att interaktioner mellan metabolisk fysiologi , fysisk aktivitet och miljön är mer komplexa än ofta trott. Exempelvis har arbete med Ache-födare i Paraguay visat att nivåerna av leptin, kritiska vid fettbindning, och testosteron, ett anaboliskt hormon, är väsentligt lägre än de nivåer som ses hos amerikanska vuxna [42], [43]. Och studier av gravida och ammande kvinnor i traditionella kulturer har visat att förändringar i både beteende (t.ex. arbetsbelastning) och fysiologi (t.ex. BMR) gör det möjligt för dem att hålla TEE på nivåer som liknar dem i deras västerländska motsvarigheter. [44], [45]. Studier som dessa såväl som resultat här tyder på att fysisk aktivitet endast kan vara en del av en dynamisk metabolisk strategi som kontinuerligt svarar på förändringar i energitillgänglighet och efterfrågan. Nytt arbete som undersöker kroppens komplexa fysiologiska svar på bantning och viktminskning [46] stöder denna vy.

Uppgifter om jägare-samlaren TEE ger ytterligare perspektiv på paleolitiska människor och jordbrukets ursprung. Medan livsstilen för de sena Pleistocene-jägarna-samlarna var utan tvekan starkt aktiv som sett hos fodersmakare idag, tyder våra resultat på att deras dagliga energibehov troligen inte var annorlunda än nuvarande västerländska befolkningar. Och snarare än att minska det arbete som behövs för att hitta mat, kan tidigt jordbruk spegla ett försök att förbättra livsmedelssäkerheten och förutsägbarheten, även på bekostnad av något högre energibehov. De större energikraven för traditionell jordbrukslivsstil är tydliga i denna studieFig 1, 2) föreslår att antagandet av jordbruk medförde en ökad arbetsbelastning för neolitiska fodersmakare. Denna uppfattning är förenlig med Sahlins ' [47] förslag om att Pleistocene jägare-samlare åtnjöt en "ursprunglig välstånd", som bara spenderade en måttlig tid på underhållsarbete varje dag, liksom en ny studie som indikerade att neolitiska födare var inte mindre produktiva än tidiga bönder för att få mat [48].

Liksom andra komplexa, kontinuerliga drag (t.ex. statur) kan miljön tydligt påverka TEE, vilket är uppenbart i de förhöjda energiförbrukningarna hos traditionella jordbrukare (Tabell 1). TEE är dock anmärkningsvärt lika i ett brett, globalt urval av befolkningar som spänner över en rad ekonomier, klimat och livsstilar (Fig 1, 2). TEE är inte bara statistiskt oskiljaktigt mellan västerlänningar och Hadza-födare, utan utbudet av TEE inom västerländska, foder- och jordbrukspopulationer överlappar till stor del, både på individ- och befolkningsnivå (Tabell 1, Fig 1, 2). Vi antar att TEE kan vara ett relativt stabilt, begränsat fysiologiskt drag för den mänskliga arten, mer en produkt av vår vanliga genetiska arv än våra olika livsstilar. Ett växande arbete med metabolism av däggdjur avslöjar att artens metabolismhastigheter återspeglar deras utvecklingshistoria, eftersom TEE reagerar under evolutionär tid på ekologiska tryck såsom mattillgänglighet och predationsrisk [49], [50]. I detta ljus är det intressant att betrakta mänsklig tee som ett utvecklat drag som formas av naturligt urval. Människor är kända för att ha större TEE än orangutanger [50], en nära besläktad ab, men har låg TEE jämfört med andra eutheriska däggdjur [50], [51]. Data från andra primatarter krävs för att anpassa den mänskliga metaboliska strategin till ett omfattande evolutionärt sammanhang.

Stödjande information ★★★★

Figur S1.

Vandringskostnader i Hadza vuxna jämfört med andra populationer. Genomsnittlig COTmin värden för Hadza (n = 14) ligger inom intervallet tjugo västerländska populationer rapporterade i en nyligen meta-analys [28]. Felfält indikerar standardavvikelser. Observera att Hadza-fältet representerar ett medelvärde för enskilda individer, medan den västra stapeln representerar medelvärdet för 20-populationsmedel [28].

(TIF)

Figur S2.

Viktiga livsmedel i Hadza-dieten under denna studie som en procentandel av de totala kalorierna som fördes tillbaka till lägret.

(TIF)

Figur S3.

Effekten av kroppsstorlek på PAL i det aktuella datasättet. en. TEE kontra uppskattat BMR för Hadza och västra vuxna. Symboler som i Figur 1. B. PAL kontra kroppsmassa.

(TIF)

Tabell S1.

Resultat av multivariata analyser.

(PDF)

Text S1.

Beskriver ytterligare detaljer om metoderna för att samla in och analysera data samt ytterligare information om Hadza-populationen.

(PDF)

Erkännanden ★★★★

Vi tackar Hadza för deras deltagande, samarbete och gästfrihet. Herieth Cleophas, Fides Kirei, Lieve Lynen, Nathaniel Makoni, Carla Mallol, Ruth Mathias, Elena Mauriki, Daudi Peterson och Christopher och Nani Schmelling gav ovärderlig hjälp på området. Sarah Daley, Janice Wang och William Wong hjälpte till med prover i USA. Vi tackar Tanzanian National Institute for Medical Research och COSTECH för tillstånd att genomföra denna studie.

Författarbidrag ★★★★

Tänkt och designat experimenten: HP DAR BMW AZPM SBR FWM. Utförde experimenten: HP DAR BMW SBR. Analyserade data: HP DAR BMW SBR. Skrev papperet: HP DAR BMW AZPM SBR FWM.

Referensprojekt ★★★★

  1. VÄRLDSHÄLSOORGANISATIONEN (2011) Fetma och övervikt. Åtkomst till 2011 januari 20.
  2. Popkin BM (2005) Att använda forskning om fetmapandemin som vägledning för en enhetlig näringsvision. Folkhälsa Nutr 8: 724 – 729. Hitta den här artikeln online
  3. Prentice AM, Jebb SA (1995) Fetma i Storbritannien: frossa eller lata? BMJ 311: 437 – 439. Hitta den här artikeln online
  4. Prentice AM, Jebb SA (2003) Snabbmat, energitäthet och fetma: en möjlig mekanistisk länk Fetmarecensioner 4: 187 – 194. Hitta den här artikeln online
  5. Isganaitis E, Lustig RH (2005) Snabbmat, insulinresistens i centrala nervsystemet och fetma. Arterioscler Thromb Vasc Biol 25: 2451 – 2462. Hitta den här artikeln online
  6. Stanhope KL, Havel PJ (2008) Endokrina och metaboliska effekter av konsumtiva drycker sötade med fruktos, glukos, sackaros eller högfruktos majssirap. Am J Clin Nutr 88: (suppl) 1733S – 1737S. Hitta den här artikeln online
  7. Swinburn BA, Sacks G, Hall KD, McPherson K, Finegood DT, et al. (2011) Den globala fetma-pandemin: formad av globala förare och lokala miljöer. Lancet 378: 804 – 14. Hitta den här artikeln online
  8. Schoeninger MJ, Murray S, Bunn HT, Marlett JA (2001) Sammansättning av knölar som används av Hadza fodrar i Tanzania. J Food Comp-analys 14: 15 – 25. Hitta den här artikeln online
  9. Murray S, Schoeninger MJ, Bunn HT, Pickering TR, Marlett JA (2001) Näringssammansättning av vissa vilda växtmat och honung som används av Hadza fodrar i Tanzania. J Food Comp-analys 14: 3 – 13. Hitta den här artikeln online
  10. Marlowe FW (2005) Jägare-samlare och mänsklig evolution. Evol Anth 14: 54 – 67. Hitta den här artikeln online
  11. Marlowe FW, Berbesque JC (2009) Knölar som backbackmat och deras påverkan på Hadza jägare-samlare. Am J Phys Anth 140: 751 – 758. Hitta den här artikeln online
  12. Ischayek JI, Kern M (2006) USA-honungar som varierar i glukos- och fruktosinnehåll framkallar liknande glykemiska index. J Am Diet Assoc 106: 1260 – 1262. Hitta den här artikeln online
  13. Kashiwazaki H, Dejima Y, Orias-Rivera J, Coward WA (1995) Energiförbrukning bestäms med den dubbelt märkta vattenmetoden i bolivianska Aymara som lever i ett agropastoral samhälle med hög höjd. Am J Clin Nutr 62: 901 – 910. Hitta den här artikeln online
  14. Esparza J, Fox C, Harper IT, Bennett PH, Schulz LO, et al. (2000) Dagliga energiförbrukningar i mexikanska och amerikanska Pima-indier: låg fysisk aktivitet som en möjlig orsak till fetma. Int J Obes Relat Metab Disord 24: 55 – 59. Hitta den här artikeln online
  15. Dufour DL, Piperata BA (2008) Energikostnader bland jordbrukare i utvecklingsländer: vad vet vi? Am J Hum Biol 20: 249 – 258. Hitta den här artikeln online
  16. Dugas LR, Harders R, Merrill S, Ebersole K, Shoham DA, et al. (2011) Energiförbrukning hos vuxna som lever i utvecklingen jämfört med industrialiserade länder: en metaanalys av dubbelmärkta vattenstudier. Am J Clin Nutr 93: 427 – 441. Hitta den här artikeln online
  17. Marlowe FW (2010) Hadza: Hunter-Gatherers of Tanzania. Univ. Kalifornien Berkeley. 336 p.
  18. "Bedömning av kroppssammansättning, totala energiförbrukning hos människor med hjälp av stabila isotoptekniker" (2009) IAEA Human Health Series 3. (IAEA, Wien).
  19. Davidson L, McNeill G, Haggarty P, Smith JS, Franklin MF (1997) Frilivande energikostnader för vuxna män bedöms genom kontinuerlig pulsmätning och dubbelt märkt vatten. Br J Nutr 78: 695 – 708. Hitta den här artikeln online
  20. Prentice AM, Black AE, Coward WA, Davies HL, Goldberg GR, et al. (1986) Höga nivåer av energiutgifter för feta kvinnor. Br Med J (Clin Res Ed) 292: 983 – 987. Hitta den här artikeln online
  21. Racette SB, Schoeller DA, Kushner RF, Neil KM, Herling-Iaffaldano K (1995) Effekter av aerob träning och dietkolhydrat på energiförbrukning och kroppssammansättning under viktminskning hos överviktiga kvinnor. Am J Clin Nutr 61: 486 – 94. Hitta den här artikeln online
  22. Racette SB, Schoeller DA, Kushner RF, Neil KM (1995) Motion förbättrar dietens efterlevnad under måttlig energibegränsning hos överviktiga kvinnor. Am J Clin Nutr 62: 345 – 349. Hitta den här artikeln online
  23. Racette SB, Weiss EP, Villareal DT, Arif H, Steger-May K, et al. (2006) Ett års kaloribegränsning hos människor: genomförbarhet och effekter på kroppssammansättning och bukfettvävnad. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 61: 943 – 50. Hitta den här artikeln online
  24. Schulz S, Westerterp KR, Bruck K (1989) Jämförelse av energiförbrukningen med den dubbelt märkta vattentekniken med energiintag, hjärtfrekvens och aktivitetsregistrering hos människor. Am J Clin Nutr 491146 – 1154.
  25. Seale JL, Rumpler WV, Conway JM, Miles CW (1990) Jämförelse av dubbelt märkt vatten, intagsbalans och direkt- och indirekt kalorimetri för att mäta energiförbrukningen hos vuxna män. Am J Clin Nutr 52: 66 – 71. Hitta den här artikeln online
  26. Welle S, Forbes GB, Statt M, Barnard RR, Amatruda JM (1992) Energikostnader under levnadsförhållanden hos kvinnor med normal vikt och övervikt. Am J Clin Nutr 55: 14 – 21. Hitta den här artikeln online
  27. Henry CJ (2005) Basal metabolic rate studier hos människor: mätning och utveckling av nya ekvationer. Folkhälsa Nutr 8: 1133 – 1152. Hitta den här artikeln online
  28. Rubenson J, Heliams DB, Maloney SK, Withers PC, Lloyd DG, et al. (2007) Omvärdering av de jämförande kostnaderna för mänsklig rörelse med hjälp av gångspecifika allometriska analyser. J Exp Biol 210: 3513 – 3524. Hitta den här artikeln online
  29. Snodgrass JJ, Leonard WR, Tarskaia LA, Schoeller DA (2006) Total energiförbrukning i Yakut (Sakha) i Sibirien, mätt med den dubbelt märkta vattenmetoden. Am J Clin Nutr 84: 798 – 806. Hitta den här artikeln online
  30. Stein TP, Johnston FE, Greiner L (1988) Energiutgifter och socioekonomisk status i Guatemala mätt med den dubbelt märkta vattenmetoden. Am J Clin Nutr 47: 196 – 200. Hitta den här artikeln online
  31. Kashiwazaki H, Uenishi K, Kobayashi T, Rivera JO, Coward WA, et al. (2009) Hög fysisk aktivitetsnivå året runt hos agropastoralister i Bolivianska Anderna: resultat från upprepade mätningar av DLW-metoden i topp- och slacka säsonger av jordbruksaktiviteter. Am J Hum Biol. 21: 337 – 45. Hitta den här artikeln online
  32. Tschöp MH, Speakman JR, Arch JR, Auwerx J, Brüning JC, et al. (2011) En guide till analys av musenergimetabolism. Nat Methods 9: 57 – 63. Hitta den här artikeln online
  33. Gallagher D, Heymsfield SB, Heo M, Jebb SA, Murgatroyd PR, et al. (2000) Hälsosamma procentuella kroppsfettområden: en metod för att utveckla riktlinjer baserade på kroppsmassaindex. Am J Clin Nutr 72: 694 – 701. Hitta den här artikeln online
  34. Kaplan HS, Hill KR, Lancaster JB, Hurtado AM (2000) En teori om människors livshistoriautveckling: kost, intelligens och livslängd. Evol Anth 9: 156 – 185. Hitta den här artikeln online
  35. Kanade AN, Gokhale MK, Rao S (2001) Energikostnader för standardaktiviteter bland indiska vuxna. Eur J Clin Nutr 55: 708 – 713. Hitta den här artikeln online
  36. Talare JR, Westerterp KR (2010) Föreningar mellan energibehov, fysisk aktivitet och kroppssammansättning hos vuxna människor mellan 18 och 96 y ålder. Am J Clin Nutr. 92: 826 – 34. Hitta den här artikeln online
  37. Goran MI, Hunter G, Nagy TR, Johnson R (1997) Fysisk aktivitetsrelaterad energiförbrukning och fettmassa hos små barn. Int J Obes Relat Metab Disord. 21: 171 – 8. Hitta den här artikeln online
  38. Westerterp KR (2010) Fysisk aktivitet, matintag och kroppsviktreglering: insikter från dubbelmärkta vattenstudier. Nutr Rev. 68: 148 – 54. Hitta den här artikeln online
  39. VÄRLDSHÄLSOORGANISATIONEN (2010) Globala rekommendationer om fysisk aktivitet för hälsa. Världshälsoorganisationen, Genève. 60 p.
  40. Chaput JP, Klingenberg L, Rosenkilde M, Gilbert JA, Tremblay A, et al. (2011) Fysisk aktivitet spelar en viktig roll i kroppsviktregleringen. J Obes. 2011. pii. 360257 p.
  41. O'Dea K (1991) Westernization och icke-insulinberoende diabetes i australiensiska aboriginer. Ethn Dis 1: 171 – 87. Hitta den här artikeln online
  42. Bribiescas RG (2001) Serumnivåer och antropometriska korrelat i Ache Amerindians i östra Paraguay. Am J Phys Anth 115: 297 – 303. Hitta den här artikeln online
  43. Ellison PT, Bribiescas RG, Bentley GR, Campbell BC, Lipson SF (2002) Befolkningsvariation i åldersrelaterad minskning av manlig salivtestosteron. Hum Reprod 17: 3251 – 3253. Hitta den här artikeln online
  44. Butte NF, King JC (2005) Energikrav under graviditet och amning. Folkhälsa Nutr 8: 1010 – 1027. Hitta den här artikeln online
  45. Dufour DL, Sauther ML (2002) Jämförande och evolutionära dimensioner av energin i graviditet och amning. Am J Hum Biol 14: 584 – 602. Hitta den här artikeln online
  46. Sumithran P, Prendergast LA, Delbridge E, Purcell K, Shulkes A (2011) Långvarig persistens av hormonanpassningar till viktminskning. Ny Eng J Med 365: 1597 – 1604. Hitta den här artikeln online
  47. Sahlins M (1972) Stone Age Economics. Aldine, Chicago. 348 p.
  48. Bowles S (2011) Odling av spannmål av de första jordbrukarna var inte mer produktiv än foder. Proc Natl Acad Sci USA 108: 4760 – 4765. Hitta den här artikeln online
  49. Pontzer H, Kamilar JM (2009) Bra intervall i samband med större reproduktionsinvesteringar hos däggdjur. Proc Natl Acad Sci USA 106: 192 – 196. Hitta den här artikeln online
  50. Pontzer H, Raichlen DA, Shumaker RW, Ocobock C, Wich SA (2010) Metabolisk anpassning för låg energiförbrukning i orangutanger. Proc Natl Acad Sci USA 107: 14048 – 14052. Hitta den här artikeln online
  51. Hayes M, Chustek M, Heshka S, Wang Z, Pietrobelli A, et al. (2005) Låga fysiska aktivitetsnivåer för moderna Homo sapiens bland frittgående däggdjur. Int J Obes 29: 151 – 156. Hitta den här artikeln online