Trávit více času sedením na našich zadcích není jen problém obezity a srdečních chorob. Posun k sedavějšímu životnímu stylu byl pravděpodobně špatný i pro naše kosti. Dvojice článků publikovaných dnes ve Sborníku Národní akademie věd naznačuje, že lidé se v naší evoluční historii relativně nedávno vyvinuli lehčí kloubní kosti jako reakci na změny fyzické aktivity.
Související obsah
- Jak se projekt zemědělství v Brazílii proměnil v sociální a ekologickou tragédii
- Byli starověcí lidé pro box postaveni?
Jedna studie uvádí původ těchto slabších kostí na začátku epochy holocénu zhruba před 12 000 lety, kdy lidé začali osvojovat zemědělství. "Moderní lidské kostry se v poslední době posunuly směrem k lehčím - křehčím, pokud chcete - tělům." Začalo to, když jsme přijali zemědělství. Naše strava se změnila. Naše úroveň aktivity se změnila, “říká spoluautor studie Habiba Chirchir, antropolog v Smithsonianově programu Human Origins.
Druhá studie připisuje slabost kloubních kostí různým úrovním fyzické aktivity ve starověkých lidských společnostech, které souvisejí také s lovem versus chovem. Obě práce mají důsledky pro moderní lidské zdraví a význam fyzické aktivity pro pevnost kostí.
„Lehce postavená kostra moderních lidí má přímý a důležitý dopad na pevnost a tuhost kostí, “ říká Tim Ryan, antropolog Penn State University a spoluautor druhé studie. Je to proto, že lehkost se může promítnout do slabosti - více zlomených kostí a vyšší výskyt osteoporózy a úbytku kostí související s věkem.
Vědci již věděli, že moderní lidská kostra je delší, tenčí a obecně slabší než u jejích předchůdců homininů, ale nikdo si nebyl jistý, co je hnací silou této „gracility“. Předchozí studie naznačovaly, že chůze vzpřímeně tlačí na klouby déle a dlouho a štíhlé, zatímco jiní tvrdili, že za těmito kostními změnami stojí pokles fyzické aktivity nebo změny ve stravě.
Vědci nedávno upnuli na trabekulární kosti, houbou podobný materiál, který se nachází na koncích kostí, které tvoří klouby. "Přemýšlejte o konci kuřecí kosti: Pokud ji proříznete, pak uvidíte tuto síťovinu kosti, která je protkána, " říká Chirchir. Moderní lidé mají nižší hustotu trabekulární kosti ve specifických kostech než jejich předci.
Houbovitá kost reaguje na mechanické namáhání, a tak se Chirchir a její kolegové rozhodli provést CT snímky rukou kostí primátů, včetně lidí, aby zjistili, zda se kost liší podle toho, jak se zvířata pohybovala. "Přestože lezeme na orangutan, mělo by to mít jinou strukturu trabekulární kosti než klouzačky jako šimpanzi, " říká Chirchir.
Tým si všiml, že skenování lidských rukou vypadalo drasticky jinak než u jejich primátů. Při CT skenech se vzduchové bubliny objevují tmavě na bílém pozadí kosti. "Lidská ruka měla ve srovnání s ostatními kostmi rukou primátů velmi málo bílé, " říká Chirchir a naznačuje, že by mohla být neuvěřitelně vzdušná a lehká. "Takže to bylo úžasné." Ona a její kolegové se divili, jak hustota trabekulární kosti ve zbytku lidské kostry ve srovnání s hustotou ostatních primátů a raných lidských předků.
V těchto průřezech hlavy metakarpu a stehenní kosti můžete vidět pokles hustoty trabekulární kosti od šimpanzů (zcela vlevo) až po moderní lidi (zcela vpravo). ( PNAS / Chirchir et al.) Tým skenoval kruhové průřezy sedmi kostí v kloubech horní a dolní končetiny u šimpanzů, Borneanských orangutanů a paviánů. Rovněž skenovali stejné kosti u moderních a raných moderních lidí a také u neandrtálců, Paranthropus robustus , Australopithecus africanus a dalších Australopithecines. Poté změřili množství bílé kosti ve skenech proti celkové ploše, aby našli trabekulární hustotu kosti. Křupání čísel potvrdilo jejich vizuální podezření. Moderní lidé měli o 50 až 75 procent méně hustou trabekulární kostí než šimpanzi a někteří homininové měli kosti, které byly dvakrát hustší než u moderních lidí.
Kdy tedy začala v lidském rodokmenu klesat trabekulární hustota kostí? Tým zjistil, že rané homo sapiens měli docela hustou houbovou kost až do pozdního pleistocenu nebo raného holocénu - když lidé procházeli některými významnými přechody životního stylu, jako je pěstování potravin a chov hospodářských zvířat, než aby šli lovit. To pravděpodobně znamená, že selekční tlak na těžší kosti začal klesat.
"Myslíme si, že se to děje v tom, že lidé byli méně aktivní a sedavější." Lidé si osvojovali zemědělství, domestikovali zvířata. Toto snížení fyzické aktivity je výsledkem této lehké kostry, “říká Chirchir. Tato studie se však zaměřila pouze na jeden faktor v trabekulární hustotě kostí. Tloušťka, objem a plocha hubovité kosti nám může říct hodně o tom, jak silné jsou kosti kloubů. Práce se také nedívala na moderní lidské věštce, aby zjistili, zda jejich zvýšená aktivita jim poskytla silnější klouby. Tam přichází druhá studie.
Ryan se spojil s Colinem Shawem na University of Cambridge, aby prozkoumal trabekulární kosti v archeologických exemplářích ze čtyř starověkých lidských skupin - dvou, které praktikovaly zemědělství a dvou, které se živily - v tom, co je nyní Illinois. Vědci se zaměřili na kyčelní kloub, protože je to důležité pro nesení hmotnosti lidské kostry při chůzi.
Vědci zjistili, že měli v bokech tlustší trabekulární kost, větší objem a nižší plochu než farmáři. Obě skupiny se od sebe navzájem nelišily a „obě sedavé skupiny konzumovaly také řadu místně dostupných potravin, což znamená, že jejich strava nebyla nutně nedostatečná, “ říká Ryan. To naznačuje, že strava je méně důležitá než biomechanický stres při chůzi na dlouhé vzdálenosti a lov zvířat kladený na lidské boky.
Na základě microCT skenů vytvořili Ryan a Shaw tato 3D vykreslování hlavy stehenní kosti od zemědělce (dole) a lovce-sběrače (nahoře). Tato ztvárnění jim pomohla určit objem houbovité kosti v částech femorální hlavy. (Se svolením Timothyho M. Ryana) 
Na základě práce Ryana a Shawa mají relativně sedavý lidští zemědělci (vpravo) lehčí vestavěné kostry ve srovnání s mobilnějšími řezáky (vlevo). 2D microCT obrázky přes hlavu stehenní kosti, kde se spojuje s kyčelním kloubem, vykazují rozdíly ve struktuře kostí. (Se svolením Timothyho M. Ryana) Zatímco Chirchir poukazuje na to, že nemohou vyloučit faktory, jako je strava nebo nemoc, obě studie poukazují na fyzickou aktivitu jako na hnací faktor těchto změn v našich kostrech. Také poznamenává, že fyzická aktivita může změnit naše kostry v průběhu evoluční historie a v našich vlastních životech. To je důležité pro ty z nás, kteří žijí v průmyslovém prostředí, kde trávíme spoustu času sezením v práci a doma. Případy osteoporózy jsou v takových lokalitách běžnější a u pacientů s osteoporózou má trabekulární kosti největší riziko.
"Lidé mohou mít robustní strukturu trabekulární kosti, která je podobná tomu, co je vidět u živých primátů, pokud se během života zapojí do odpovídající úrovně fyzické aktivity, " říká Ryan. To by s věkem mohlo snížit zlomeniny kyčle spojené se ztrátou kostí. Takže možná místo toho, abychom jedli jako raní lidé, měli bychom cvičit jako oni.
