Estudos de metabolismo revelam insights surpreendentes sobre como queimamos calorias – e como a produção cooperativa de alimentos ajudou o Homo sapiens a florescer
Era a festa de sete anos da minha filha Clara, uma cena ao mesmo tempo familiar e bizarra. A celebração foi uma versão americana de um roteiro clássico: uma refeição compartilhada de pizza e comida para piquenique, alguns amigos próximos e familiares compatíveis com o COVID, um garoto radiante soprando velas em um bolo fortemente gelado. Com cerca de 380.000 meninos e meninas em todo o mundo completando sete anos a cada dia, foi um ritual, sem dúvida, repetido por muitos, o primata mais prolífico do mundo cantando “Parabéns a você” em um coro global ininterrupto.
Um cenário tão saudável parece um lugar improvável para a quebra desenfreada de regras.
Mas, como antropólogo evolucionário, não posso deixar de notar o flagrante desrespeito que nossa espécie mostra pela ordem natural.
Quase todos os aspectos de nossas vidas modernas marcam um afastamento alegremente ultrajante das leis que governam todas as outras espécies do planeta, e esta festa de aniversário não foi exceção.
Além dos vegetais frescos deixados murchando ao sol, nenhum dos alimentos era reconhecível como um produto da natureza.
O bolo era um amálgama tratado termicamente de sementes de capim pulverizadas, ovos de galinha, leite de vaca e açúcar de beterraba extraído.
A matéria-prima para os lanches e bebidas levaria anos para ser reconstruída por um químico forense.
Era uma bonança calórica com a qual os animais que se alimentavam na natureza só podiam sonhar, e nós a estávamos distribuindo para pessoas que nem compartilhavam nossos genes.
Tudo isso para celebrar algum alinhamento astronômico obscuro, o momento em que nosso planeta passou pela mesma posição em relação à sua estrela no dia em que minha filha nasceu.
Aos sete anos de idade, a maioria dos mamíferos são avós se tiverem a sorte de estar vivos.
Clara ainda era uma criança, dependente de nós para comida e abrigo e anos longe da independência.
Os humanos nem sempre foram tão canalhas. Viemos de uma boa Família. Os macacos vivos, nossos parentes mais próximos, são primatas bem-comportados, comendo frutas e folhas diretamente da árvore e mordiscando uma refeição ocasional de insetos ou pequenos animais.
Como qualquer outro mamífero, os símios aprendem cedo a cuidar de si mesmos, forrageando por conta própria assim que são desmamados, e sabem que não devem dar a comida suada.
Fósseis das profundezas da linhagem humana, os primeiros quatro milhões de anos depois que nos separamos dos outros macacos, indicam que nossos primeiros ancestrais seguiam as mesmas regras ecológicas.
Cerca de 2,5 milhões de anos atrás, as coisas tomaram um rumo improvável. As primeiras populações do gênero Homo se depararam com uma nova forma de ganhar a vida, algo sem precedentes na história da vida.
Em vez de seguir uma carreira como comedor de plantas, carnívoro ou generalista, eles tentaram uma estranha estratégia dupla: alguns caçariam, outros colheriam e compartilhariam tudo o que adquirissem.
Essa abordagem cooperativa valorizava a inteligência e, ao longo de milênios, o tamanho do cérebro começou a aumentar.
Nossos ancestrais paleolíticos aprenderam a cortar lâminas delicadas de paralelepípedos redondos, caçar animais grandes e cozinhar sua comida.
Eles construíram lares e casas e começaram a mudar a paisagem, desenvolvendo um domínio ecológico que acabou levando à agricultura.
Essas mudanças evolucionárias reverberam hoje. A coleta cooperativa que levou nossos ancestrais caçadores, coletores e agricultores a desrespeitar as regras ecológicas estabelecidas há muito tempo não mudou apenas os alimentos que comemos. Ele alterou aspectos fundamentais de nossa biologia, incluindo nosso metabolismo. A mesma série improvável de eventos que nos deu o bolo de aniversário também moldou a maneira como o comemos - e como usamos as calorias.
Apesar de toda a conversa sobre metabolismo nos mundos dos exercícios e dietas, você pensaria que a ciência foi estabelecida. Na realidade, temos poucos dados concretos sobre as calorias que queimamos a cada dia e como evoluímos para obtê-las. Mas recentemente meus colegas e eu demos passos importantes na compreensão de como nossos corpos usam energia. Nossas descobertas derrubaram muito da sabedoria recebida sobre as maneiras como as necessidades de energia humana mudam ao longo da vida. E, como descobrimos em um esforço paralelo, nossas necessidades de energia estão profundamente interligadas com a evolução de nossas estratégias de produção de alimentos: forrageamento e agricultura.
Juntos, esses estudos fornecem a imagem mais clara do funcionamento interno do motor humano – e como nossa estratégia para ganhar, queimar e compartilhar calorias sustenta nosso extraordinário sucesso como espécie.
ORÇAMENTOS DE ENERGIA
Nossos corpos são maravilhas do caos coordenado. A cada segundo de cada dia, cada uma de suas 37 trilhões de células trabalha arduamente, absorvendo nutrientes, construindo novas proteínas e realizando inúmeras outras tarefas que o mantêm vivo. Todo esse trabalho consome energia. Nosso metabolismo é a energia que gastamos (ou as calorias que queimamos) a cada dia. Essa energia vem dos alimentos que ingerimos e, portanto, nosso metabolismo também define nossas necessidades de energia. Calorias entrando, calorias saindo.
Os biólogos evolutivos costumam pensar no metabolismo como o orçamento de energia de um organismo. As tarefas essenciais da vida, incluindo crescimento, reprodução e manutenção do corpo, requerem energia. E todo organismo deve equilibrar suas contas.
Os seres humanos são um exemplo notável dessa contabilidade evolutiva em ação.
As características que nos distinguem dos outros símios, incluindo nossos enormes cérebros, bebês grandes e vidas longas, requerem muita energia.
Pagamos alguns desses custos gastando menos com nosso sistema digestivo, tendo evoluído um trato intestinal mais curto e um fígado menor. Mas também aumentamos nossa taxa metabólica e o tamanho de nosso orçamento de energia. Para o tamanho do nosso corpo, os humanos consomem e queimam mais calorias todos os dias do que qualquer um dos outros macacos. Nossas células evoluíram para trabalhar mais.
O trabalho que nossos corpos fazem muda à medida que envelhecemos, as atividades de nossas células aumentam e diminuem em uma dança coreografada do crescimento à idade adulta e à senescência.
Acompanhar essas mudanças através do nosso metabolismo pode fornecer uma melhor compreensão do trabalho que nossas células fazem em cada idade, bem como nossas necessidades calóricas em mudança. Mas uma auditoria clara de nosso metabolismo ao longo da vida humana tem sido difícil de obter.
É óbvio que os adultos precisam de mais calorias do que os bebês – pessoas maiores têm mais células fazendo mais trabalho, então queimam mais energia. Também sabemos que os idosos tendem a comer menos, embora muitas vezes isso seja acompanhado por uma perda de peso corporal, principalmente de massa muscular. Mas se quisermos saber o quão ativas nossas células são e se o metabolismo fica mais rápido ou mais lento à medida que crescemos e envelhecemos, precisamos separar os efeitos da idade e do tamanho, o que não é fácil. Você precisa de uma grande amostra com pessoas de todas as idades, medidas com os mesmos métodos. Idealmente, você gostaria de medir o gasto total de energia diária, uma contagem completa das calorias consumidas a cada dia.
Os pesquisadores têm medido as taxas metabólicas em repouso por mais de um século, com algumas evidências de metabolismo mais rápido em crianças e metabolismo mais lento entre os idosos.
No entanto, o metabolismo em repouso responde por apenas 60% ou mais das calorias que queimamos em 24 horas e não inclui a energia que gastamos em exercícios e outras atividades físicas.
As calculadoras de calorias on-line pretendem incluir os custos da atividade, mas na verdade são apenas uma suposição com base no seu peso e atividade física autorrelatados.
Na ausência de evidências sólidas, um tipo de sabedoria popular se desenvolveu, incentivada e cultivada por vendedores ambulantes carismáticos que vendem estimulantes metabólicos e outros óleos de cobra.
Muitas vezes nos dizem que nosso metabolismo acelera na puberdade e desacelera na meia-idade, principalmente na menopausa, e que os homens têm metabolismos mais rápidos do que as mulheres.
Nenhuma dessas afirmações é baseada na ciência real.
UM BANCO DE DADOS METABÓLICO
Meus colegas e eu começamos a preencher essa lacuna na compreensão científica. Em 2014, John Speakman, pesquisador em metabolismo com laboratórios na Universidade de Aberdeen, na Escócia, e na Academia Chinesa de Ciências, em Shenzhen, organizou um esforço internacional para desenvolver um grande banco de dados metabólico. Fundamentalmente, esse banco de dados se concentraria no gasto energético diário total medido usando o método da água duplamente marcada, uma técnica de rastreamento de isótopos que mede o dióxido de carbono produzido pelo corpo (e, portanto, as calorias queimadas) durante uma a duas semanas. A água duplamente marcada é o padrão-ouro para medir o gasto diário de energia, mas é cara e você precisa de um laboratório especializado para as análises de isótopos. Portanto, embora essa técnica exista há décadas, os estudos geralmente são pequenos. Liderado por Speakman, meu laboratório juntou-se a uma dúzia de outros ao redor do mundo para reunir décadas de dados. Acabamos com mais de 6.400 medições de pessoas, desde bebês com apenas oito dias de vida até homens e mulheres na faixa dos 90 anos.
Em 2021, após anos de esforço colaborativo, publicamos o primeiro estudo abrangente investigando os efeitos da idade e do tamanho do corpo no gasto diário de energia. Como esperado, descobrimos que as taxas metabólicas aumentam com o tamanho do corpo: pessoas maiores queimam mais calorias. Em particular, a massa livre de gordura (os músculos e outros órgãos) é o preditor mais forte do gasto diário de energia. Isso faz sentido. As células adiposas não são tão ativas quanto as do fígado, cérebro ou outros tecidos e não contribuem muito para o gasto diário. Mais importante, com a relação entre massa e taxa metabólica claramente estabelecida a partir de milhares de medições, poderíamos finalmente testar se o metabolismo em cada idade era mais rápido ou mais lento do que esperávamos do tamanho.
Os resultados foram uma revelação, o primeiro roteiro claro do metabolismo ao longo da vida humana.
Descobrimos que, metabolicamente, os bebês nascem como pequenos adultos, refletindo seu desenvolvimento como parte do orçamento de energia de suas mães.
Mas o metabolismo dispara durante o primeiro ano de vida, de modo que, no primeiro aniversário, as crianças gastam 50% mais energia do que esperávamos para seu tamanho.
Suas células são muito mais ocupadas do que as células dos adultos, trabalhando duro no crescimento e desenvolvimento.
Estudos anteriores medindo a captação de glicose no cérebro durante a infância sugerem que parte desse trabalho é o crescimento neuronal e o desenvolvimento de sinapses.
A maturação em outros sistemas sem dúvida também contribui.
O metabolismo permanece elevado durante a infância, desacelerando lentamente durante a adolescência para chegar aos níveis adultos por volta dos 20 anos.
Talvez a maior surpresa tenha sido a estabilidade do nosso metabolismo na meia-idade.
O gasto diário de energia mantém-se notavelmente estável dos 20 aos 60 anos.
Sem desaceleração na meia-idade, sem mudança com a menopausa.
O ganho de peso que muitos de nós experimentamos na idade adulta não pode ser atribuído a um metabolismo em declínio.
Como um homem na casa dos 40 anos, eu meio que acreditava na sabedoria popular de que o metabolismo desacelerava à medida que envelhecemos.
Meu corpo definitivamente parece diferente de 10 ou 20 anos atrás.
Mas, como caçar algum Sasquatch metabólico, quando você realmente olha, não há nada lá.
O mesmo vale para as tão elogiadas diferenças metabólicas entre homens e mulheres.
As mulheres gastam menos energia diária, em média, mas isso ocorre apenas porque as mulheres tendem a ser menores e carregam mais peso como gordura.
Compare homens e mulheres com o mesmo peso corporal e percentual de gordura corporal, e a diferença metabólica desaparece.
Encontramos um declínio no metabolismo com a idade, mas ele não começa até atingirmos os 60 anos. Depois dos 60, o metabolismo desacelera cerca de 7% por década. Quando homens e mulheres chegam aos 90 anos, seus gastos diários são 20 a 25% menores, em média, do que os dos adultos na faixa dos 50 anos. Isso depois de considerarmos o tamanho e a composição do corpo.
A perda de peso com a velhice, especialmente a diminuição da massa muscular, agrava o declínio no gasto.
Como em todas as faixas etárias, há uma boa quantidade de variabilidade individual.
Manter um metabolismo mais jovem e mais rápido na velhice pode ser um sinal de envelhecimento, ou talvez até mesmo protetor contra doenças cardíacas, demência e outras doenças relacionadas à idade.
Agora podemos começar a investigar essas conexões.
Guiados por nosso roteiro metabólico, temos um novo mundo de pesquisa à nossa frente.
O que já está aparente, no entanto, é que uma mordida no bolo de aniversário faz coisas diferentes para uma menina de sete anos, seu pai de meia-idade e sua avó idosa.
A mordida de Clara provavelmente será devorada por células ocupadas, alimentando o desenvolvimento.
O meu pode ir para manutenção, reparando todos os pequenos danos acumulados ao longo do dia.
Quanto à vovó, suas células envelhecidas podem demorar para usar as calorias, armazenando-as como glicogênio ou gordura.
De fato, para qualquer um de nós, o bolo acabará engordando se comermos mais calorias do que queimamos.
O roteiro também destaca um grande enigma da condição humana.
Quer tenham nascido em um acampamento de caçadores-coletores, em uma vila agrícola ou em uma megacidade industrial, os jovens humanos precisam de muita ajuda para conseguir comida.
Outros símios aprendem a se alimentar sozinhos quando param de amamentar, por volta dos três ou quatro anos de idade.
Nossos filhos dependem totalmente dos outros para se alimentar durante anos e não são autossuficientes até a adolescência.
E aqueles menos capazes de se defender sozinhos têm as maiores necessidades de energia.
Nossa espécie não apenas desenvolveu uma taxa metabólica mais rápida e maiores demandas de energia do que outros símios, mas também devemos fornecer para cada descendente caro por mais de uma década. De onde tiramos todas essas calorias?
Recentemente, meus colegas e eu também resolvemos essa parte da equação da energia humana.
CRIANÇAS CARAS
A questão das calorias é mais importante nas comunidades de caçadores-coletores e agricultores, onde a vida diária gira em torno da produção de alimentos.
Durante a maior parte da história de nossa espécie, como na maioria das espécies, não houve outra linha de trabalho.
Toda criança sabia o que ia ser quando crescesse.
Ainda em meados do século XIX, mais da metade da força de trabalho americana era composta por agricultores.
Na última década, tenho trabalhado com colegas para entender a economia de calorias na comunidade Hadza, no norte da Tanzânia.
Os Hadza são uma pequena população de cerca de 1.000 pessoas, e cerca de metade deles mantém um modo de vida tradicional de caça e coleta, forrageando na paisagem de savana que chamam de lar.
Nenhuma população viva hoje é um modelo perfeito do passado, mas grupos como os hadza, que continuam essas tradições, fornecem um exemplo vivo de como esses sistemas funcionam.
Os homens passam a maior parte dos dias caçando com arco e flecha ou cortando galhos ocos de árvores para pilhar o mel das colméias.
As mulheres colhem bagas e outros alimentos vegetais ou escavam tubérculos silvestres no solo rochoso.
Os acampamentos hadza, pequenas coleções de casas de capim escondidas entre as acácias, estão vivas o dia todo com crianças sendo crianças, correndo, rindo, brincando - e esperando que os adultos lhes tragam comida.
Medimos os orçamentos de energia Hadza usando água duplamente rotulada, dando-nos uma ideia clara das calorias que homens e mulheres consomem e gastam a cada dia.
Também carregamos equipamento de respirometria portátil para o mato, um laboratório metabólico em uma maleta, para medir os custos de energia de atividades de forrageamento, como caminhar, escalar, cavar tubérculos e cortar árvores.
E temos anos de observação cuidadosa registrando as horas gastas todos os dias em diferentes tarefas de forrageamento e a quantidade de comida adquirida.
Depois de mais de uma década de trabalho, temos uma contabilidade completa da economia energética Hadza: as calorias gastas para conseguir comida, as calorias adquiridas, as proporções compartilhadas e consumidas.
Tom Kraft, da Universidade de Utah, liderou o esforço de nossa equipe para comparar os orçamentos de energia da população Hadza com dados semelhantes de outros grupos humanos e de outras espécies de macacos.
Foi um projeto enorme, debruçado sobre antigos relatos etnográficos de caçadores-coletores e grupos de agricultores e vasculhando estudos ecológicos e medições de água duplamente rotuladas em macacos para reconstruir suas economias de forrageamento.
Mas quando terminamos, o que surgiu foi uma nova compreensão da base energética para o sucesso de nossa espécie.
Finalmente pudemos ver de onde vêm todas essas calorias, a energia necessária para abastecer o caro metabolismo humano e prover crianças indefesas.
COOPERADORES INTELIGENTES
Acontece que a estratégia de forrageamento cooperativa única dos humanos, combinada com nossos cérebros e ferramentas inteligentes, torna a caça e a coleta extremamente produtivas.
Mesmo na savana árida e seca do norte da Tanzânia, os homens e mulheres hadza consomem, em média, de 500 a 1.000 quilocalorias de comida por hora.
Registros etnográficos de outros grupos ao redor do mundo sugerem que essas taxas são típicas de caçadores-coletores.
Cinco horas de caça e coleta podem trazer de 3.000 a 5.000 quilocalorias de comida, o suficiente para atender às necessidades diárias de um forrageador e alimentar as crianças dos campos.
É o mecanismo de feedback positivo que impulsionou a espécie humana a novos patamares.
A caça e a coleta são tão produtivas que criam um excedente de energia.
Essas calorias extras são canalizadas para os filhotes, o que significa que podem levar mais tempo para se desenvolver, aprendendo habilidades que os tornam forrageadores eficazes.
Chegando à idade adulta, eles farão exatamente o que seus pais fizeram, adquirindo comida extra e injetando essas calorias na próxima geração.
Ao longo do tempo evolutivo, a infância cresce à medida que as estratégias de forrageamento se tornam mais complexas.
A expectativa de vida também aumenta, com a seleção natural favorecendo anos adicionais de forrageamento produtivo para sustentar filhos e netos.
Os avós, outrora raros, tornam-se um elemento fixo da rede social.
Os macacos na natureza não são tão produtivos na coleta de alimentos. Uma contabilidade forense dos orçamentos de energia para chimpanzés, gorilas e orangotangos mostra que machos e fêmeas consomem cerca de 200 a 300 quilocalorias por hora. Levam sete horas de forrageamento apenas para atender às suas próprias necessidades a cada dia. Não é de admirar que eles não compartilhem.
Nosso forrageamento hiperprodutivo não é barato.
As pessoas em comunidades de caçadores-coletores gastam mais do que o dobro de energia para adquirir comida do que os macacos na natureza.
Surpreendentemente, a tecnologia humana e a inteligência não nos tornam muito eficientes em termos de energia.
Homens e mulheres hadza atingem a mesma proporção insignificante de energia adquirida para energia gasta que encontramos em macacos selvagens.
A cooperação e a cultura permitem que os forrageadores humanos sejam incrivelmente eficientes em termos de tempo, adquirindo muitas calorias por hora, mas nossas estratégias exclusivas de forrageamento ainda são energeticamente exigentes.
Caçar e coletar é um trabalho árduo.
A agricultura não é mais fácil, mas nossas análises descobriram que pode ser ainda mais produtiva.
Quando comparamos os orçamentos de energia para os hadza e outras populações de caçadores-coletores com os de grupos agrícolas tradicionais, descobrimos que os agricultores normalmente produzem muito mais calorias por hora.
A comunidade Tsimane, uma população da floresta amazônica da Bolívia, fornece um ponto de comparação útil.
Os Tsimane obtêm a maior parte de suas calorias da agricultura, mas também caçam, pescam e coletam plantas silvestres.
Com alimentos cultivados como fonte de energia, eles produzem quase o dobro de calorias por hora que os hadza.
Eles também são mais eficientes em termos de energia, obtendo mais comida de cada caloria que gastam forrageando e cultivando.
Essas calorias extras estão incorporadas nas crianças que correm pelas aldeias de Tsimane. Mais comida e produção mais rápida significam uma carga de trabalho mais leve para as mães porque outras pessoas na comunidade podem compartilhar mais facilmente o tempo e os custos de energia para cuidar das crianças.
Tal como acontece com muitas comunidades de agricultura de subsistência, as famílias Tsimane tendem a ser grandes.
As mulheres têm em média nove filhos ao longo de suas vidas.
Compare isso com a taxa média de fertilidade de seis filhos por mãe na comunidade Hadza, e o impacto dessa energia extra é inevitável. E não é só o Tsimane. As comunidades agrícolas tendem a ter taxas de fertilidade mais altas do que as comunidades de caçadores-coletores.
O aumento da fertilidade é uma razão importante pela qual a agricultura ultrapassou a caça e a coleta na era neolítica, período que abrange cerca de 12.000 a 6.500 anos atrás.
Sítios arqueológicos na Eurásia e nas Américas documentam uma onda crescente de crianças e adolescentes após o desenvolvimento da agricultura.
COMENDO NOSSO BOLO
Nessa perspectiva, a festa de aniversário de uma criança é mais do que um marco pessoal. É uma celebração da nossa improvável história evolutiva. Tem a comida, claro. Obtemos a farinha e o açúcar para o bolo dos nossos antepassados agricultores, o fogo para assar desde o Paleolítico. O leite e os ovos vêm de animais que transformamos completamente de espécies que antes caçávamos, moldados de acordo com nossa vontade ao longo de gerações de criação cuidadosa. E tem o calendário que usamos para marcar nossos dias e medir nossos anos, uma invenção dos agricultores que precisavam saber exatamente quando colher e semear. Os caçadores-coletores acompanham as estações e os ciclos lunares, mas têm pouco uso de calendários anuais precisos. Não há aniversários em um acampamento Hadza.
Mas o elemento-chave de qualquer celebração é a comunidade de amigos e parentes, várias gerações se reunindo para comer, rir e cantar. Nosso contrato social desenvolvido – para caçar, coletar e cultivar coletivamente – nos uniu, nos deu nossa infância e estendeu nossos anos dourados. A coleta cooperativa também ajudou a alimentar a complexidade cultural e a inovação que tornam os aniversários e outros rituais tão fantásticos e diversos. E no centro de tudo está o compromisso universal de compartilhar.
Com oito bilhões de humanos no planeta hoje, pode-se começar a se preocupar com o fato de termos levado as coisas longe demais. Aprendemos a turbinar nossos orçamentos de energia aproveitando os combustíveis fósseis que alteram o clima e inundando nosso mundo com alimentos baratos. As calorias são tão fáceis de produzir que poucos de nós gastamos nossos dias forrageando, o que é inédito na história da vida. Essa grande mudança foi uma benção para nossa criatividade coletiva, permitindo que muitos passem suas vidas como artistas, médicos, professores, cientistas – uma série de carreiras fora da produção de alimentos. Tendo esculpido nosso próprio nicho estranho, longe das leis que governam o resto do mundo natural, temos apenas a nós mesmos para buscar orientação. Com um pouco de sorte e muita cooperação, podemos garantir à linhagem humana mais alguns milhões de aniversários. Faça um desejo.
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By Alberto Dias Filho - Digital Opinion Leader
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