Če porabimo več časa za sedenjem, ni problem le za debelost in srčne bolezni. Prehod na bolj sedeč življenjski slog je bil verjetno slab tudi za naše kosti. Par prispevkov, objavljenih danes v zborniku Nacionalne akademije znanosti, kaže, da so se ljudje razvili lažje sklepne kosti relativno nedavno v naši evolucijski zgodovini kot odgovor na spremembe v telesni dejavnosti.
Sorodne vsebine
- Kako se je kmetijski projekt v Braziliji spremenil v družbeno in ekološko tragedijo
- So bili drevesni ljudje zgrajeni za boks?
Ena od raziskav razkriva izvor teh šibkejših kosti na začetku holocenske ere pred približno 12.000 leti, ko so ljudje začeli kmetovati. "Sodobni človeški okostja so se pred kratkim premaknili proti lažjim - bolj krhkim, če želite - telesom. Začelo se je, ko smo sprejeli kmetijstvo. Naše diete so se spremenile. Naši nivoji dejavnosti so se spremenili, "pravi soavtorica študije Habiba Chirchir, antropologinja v Smithsonianovem programu človeškega izvora.
Druga študija pripisuje oslabelost sklepov na različnih ravneh telesne aktivnosti v starodavnih človeških družbah, povezanih tudi z lovom in kmetovanjem. Oba dela imata posledice za sodobno zdravje ljudi in pomen telesne aktivnosti za trdnost kosti.
"Lahka grajena okostnica sodobnih ljudi ima neposreden in pomemben vpliv na trdnost in togost kosti, " pravi Tim Ryan, antropolog na Penn State University in soavtor druge študije. Zato, ker lahkotnost pomeni šibkost - več zlomljenih kosti in večjo pojavnost osteoporoze ter starostno izgubo kosti.
Znanstveniki so že vedeli, da je sodobni človeški okost daljši, tanjši in na splošno šibkejši od predhodnikov hominina, toda nihče ni bil prepričan, kaj je vodilo to "gracilnost." Prejšnje študije so pokazale, da hoja pokonci pritiska na sklepe, da gredo dolgo vitkosti, medtem ko so drugi trdili, da za temi skeletnimi spremembami stoji zmanjšanje telesne aktivnosti ali spremembe prehrane.
Pred kratkim so znanstveniki vdrli na trabekularno kost, gobast material, ki ga najdemo na koncih kosti, ki tvorijo sklepe. "Pomislite na konec piščančje kosti: če jo prerežete, potem vidite to mrežno mrežo kosti, ki se prepleta, " pravi Chirchir. Sodobni ljudje imajo nižjo trabekularno kostno gostoto znotraj določenih kosti kot njihovi predniki.
Gobasta kost se odziva na mehanski stres, zato sta se Chirchir in njeni sodelavci odločili, da bodo opravili CT skeniranja ročnih kosti primatov, vključno z ljudmi, da bi videli, ali se kost razlikuje glede na to, kako se živali premikajo. "Čeprav se orangutan povzpne, bi moral imeti strukturo trabekularne kosti drugačno od hodilcev členkov kot šimpanzov, " pravi Chirchir.
Ekipa je opazila, da so skeniranje človeških rok drastično drugačne kot pri njihovih sorodnikih primatov. Pri CT pregledu se zračni mehurčki zdijo temni na beli podlagi kosti. "Človeška roka je imela zelo malo bele v primerjavi z ostalimi ročnimi kostmi primatov, " pravi Chirchir, ki navaja, da je lahko neverjetno zračen in lahkoten. "Torej, to je bilo presenetljivo." S sodelavci se je spraševala, kako gostota trabekularne kosti v preostalem človeškem okostju je v primerjavi z drugimi primati in zgodnjimi človeškimi predniki.
V teh presekih glave metakarpalne in stegnenice lahko opazite zmanjšanje trabekularne kostne gostote, ki napreduje od šimpanzov (skrajno levo) do sodobnih ljudi (skrajno desno). ( PNAS / Chirchir idr.) Skupina je pregledala okrogle preseke sedmih kosti v sklepih zgornjih in spodnjih okončin pri šimpanzih, bornejskih orangutanih in babunah. Prav tako so pregledali iste kosti pri sodobnih in zgodnjih modernih ljudeh, pa tudi v neandertalcih, Paranthropus robustus , Australopithecus africanus in drugih avstralopitekov. Nato so izmerili količino bele kosti v pregledih glede na skupno površino, da bi ugotovili gostoto trabekularne kosti. Krčenje številk je potrdilo njihove vizualne sume. Sodobni ljudje so imeli od 50 do 75 odstotkov manj gosto trabekularno kost kot šimpanzi, nekateri hominini pa so imeli kosti, ki so bile dvakrat gostejše kot tiste pri sodobnih ljudeh.
Kdaj je torej pri človeškem družinskem drevesu začela padati trabekularna kostna gostota? Skupina je ugotovila, da so zgodnji Homo sapiensi imeli precej gosto gobasto kost vse do poznega pleistocena ali zgodnjega holocena - ko so bili ljudje deležni nekaterih velikih življenjskih prehodov, kot sta gojenje hrane in gojenje živine, namesto da bi šli na lov. To verjetno pomeni, da se je izbirni tlak za težje kosti začel zniževati.
"Mislimo, da se dogaja, da so ljudje postajali manj aktivni, bolj sedeči. Ljudje so sprejemali kmetovanje, udomačevali živali. To zmanjšanje telesne aktivnosti je tisto, kar je rezultat tega lahkega okostja, "pravi Chirchir. Toda ta študija je gledala le na en dejavnik trabekularne kosti - gostoto. Debelina, volumen in površina gobnate kosti lahko veliko povedo, kako močne so sklepne kosti. Delo tudi ni preučilo sodobnih krmilnikov za človeka, da bi ugotovilo, ali jim povečana aktivnost daje močnejše sklepe. Tu pride druga študija.
Ryan se je združil s Colinom Shawom na univerzi v Cambridgeu, da bi preučil trabekularno kost pri arheoloških primerkih iz štirih starodavnih človeških skupin - dveh, ki sta se ukvarjali s kmetijstvom, in dveh, ki so se lotili krme - v sedanjem Illinoisu. Raziskovalci so se osredotočili na kolčni sklep, ker je pomemben za prenašanje teže človeškega okostja med hojo.
Strokovnjaki za krmo so imeli v bokih debelejšo trabekularno kost, večji volumen in nižjo površino kot pri kmetih. Obe skupini kmetovanja se med seboj nista razlikovali in "obe sedeči skupini sta zaužili tudi lokalno razpoložljivo hrano, kar pomeni, da njihove prehrane niso nujno primanjkovale, " pravi Ryan. To kaže, da je prehrana manj pomembna kot biomehanski stres, ki hodi na velike razdalje in lovi živali na človeške boke.
Ryan in Shaw sta na podlagi pregledov microCT ustvarila te 3D upodobitve glave stegnenice iz polja (od spodaj) in lovca-nabiralca (zgoraj). Te upodobitve so jim pomagale določiti volumen spužvaste kosti na odsekih glave stegnenice. (Z dovoljenjem Timothyja M. Ryana) 
Glede na delo Ryana in Shawa imajo relativno sedeči človeški kmetijci (desno) bolj lahko zgrajena okostja v primerjavi z bolj mobilnimi krmilniki (levo). 2D slike mikroCT skozi glavo stegnenice, kjer se poveže s kolčnim sklepom, kažejo razlike v zgradbi kosti. (Z dovoljenjem Timothyja M. Ryana) Čeprav Chirchir poudarja, da ne morejo izključiti dejavnikov, kot sta prehrana ali bolezen, obe raziskavi navajata telesno aktivnost kot gonilni dejavnik teh sprememb na naših okostjih. Opozarja tudi, da lahko telesna aktivnost skozi evolucijsko zgodovino in znotraj lastnega življenja spreminja naša okostja. To je pomembno za tiste, ki živimo v industrijsko razvitih okoljih, kjer veliko časa preživimo v službi in doma. V takih krajih so pogostejši primeri osteoporoze, pri bolnikih z osteoporozo pa ima trabekularna kost največje tveganje za zlom.
"Ljudje imajo lahko trdno trabekularno kostno strukturo, podobno kot pri živih primatih, razen človeka, če se vse življenje ukvarjajo s primernimi telesnimi aktivnostmi, " pravi Ryan. To bi lahko zmanjšalo zlome kolka, povezane s izgubo kosti s starostjo. Zato bi morda namesto, da bi jedli kot zgodnji ljudje, telovadili kot oni.
