Çocuklukta daha aktif olmak yetişkinde hareketin enerjisini azaltabilir: İlk doğrudan kanıt kuşlarda bulundu

Yetişkin bir insanın hareketsi için ne kadar enerji harcaması gerektiği, çocukken ne kadar aktif olduğuyla ilişkili olabilir. Penn State araştırmacılarının önderliğinde yürütülen yeni bir çalışma, hayatın erken dönemindeki fiziksel aktivitenin hareket verimliliği üzerinde kalıcı etkileri olabileceğini öne sürüyor. Gelişim sürecindeki deneyimlerin yetişkinlerdeki enerji harcamasını değiştirebileceğine dair ilk doğrudan kanıtı sunan araştırma, kuşları model olarak kullandı.

Penn State Kinezyoloji Bölümü’nden profesör Jonas Rubenson’a göre hareketin verimli olması hayatta kalma ve evrim açısından önem taşıyor. Daha az enerji harayan hayvanların beslenme, avlanma ve üreme gibi temel faaliyetler için daha fazla kaynak ayırabilme ihtimali bulunuyor. Çalışmanın Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences dergisinde yayımlanan bulguları, hareketin enerji talebinin bilim insanlarının eskiden düşündüğünden daha uyumlu (daha az değiştirilebilir) olabileceğini gösteriyor.

Rubenson [kaynak] sitesinde aktarılan bilgilere göre, çalışmanın kuşlarla yürütülmesine rağmen bulgularının insani fiziksel aktivite konusundaki önemli soruları da gündeme getirdiğini vurguluyor: “Bu çalışma, gelişim sırasında ekstremitelere yüklenmenin — genellikle ağırlık veya egzersiz yoluyla kolların veya bacaklara uygulanan mekanik stresin — bir hayvanın hareketi boyunca enerji tasarrufu sağladığını gösterdi. Hayvanların gençlikteki davranışlarının ve çevrelerinin, yetişkinken ne kadar çaba gerektiren bir harekete sahip olduklarını etkileyebileceğine dair ilk çalışmalardan biri bu.”

Kuşlar üzerinden insan sağlığına çıkarım

Deney kuşlarla yürütülse de bulgular, insanda fiziksel aktiviteye dair yaygın kabul gören bir hipotezi gündeme getiriyor. Bu hipoteze göre insanlar hareketin fiziksel olarak yorucu veya ciddi enerji gerektirdiği durumlarda hareketsiz kalmayı tercih ediyorlar. Erken dönem aktivitesinin insanlarda da kuşlardaki gibi hareket verimliliğini etkilediğini varsayarsak, çocukken daha az aktif olanların yetişkinde aynı hareketleri yapmak için daha fazla enerji haramaları gerekir. Bu ek çaba onları egzersizden uzaklaştırabilir ve hareketsizlik döngüsünü pekiştirebilir.

Rubenson, keşfin halk sağlığı açısından geniş etkileri olabileceğini; özellikle de günümüz çocuklarının önceki nesillere göre genel olarak daha az aktif olduğunu belirtiyor: “Genel olarak bugün Amerika’daki çocuklar geçmiş nesillerden çok daha az aktif. Bu çalışma, çocuklukta oyun ve egzersiz yoluyla daha fazla hareket etmenin insanların yetişkinken ya aktif kalmaya ya da daha aktif olmaya devam etmeyi kolaylaştırabileceğini öne sürüyor. Eğer insanlar yetişkinken hareketsi için o kadar enerji haramıyorsa, egzersiz ve sağlığa olan tüm faydaları onlar için erişilebilir hale gelir. Bu durum kalp sağlığından mental sağlığa kadar ülkemizin refahının birçok yönünü etkileyebilir.”

Erken dönem egzersizi nasıl test edildi?

Araştırmacılar deneyi, iki haftalık kuşları 16 haftalığına kadar izleyerek yürüttü; bu yaşta kuşlar tam yetişkin boyutlarına yaklaşıyor. Kuşların yarısı bir bacağına kurşun bant takarak geliştirdi; her bant kuşun vücut ağırlığının yüzde 4’üne denkliyordu. Geri kalan altı kuş ise herhangi bir ek yük olmadan gelişti. Bu fark dışında tüm 12 hayvan aynı yaşam koşulları ve egzersiz programına tabi tutuldu.

Kuşlar dokuz haftalığına geldiğinde araştırmacılar onları koşu bandında yürümeye eğitmeye başladı. On altı haftalıkken ekip, koşu banda monte edilmiş akışkan metabolik oda kullanarak enerji harcamalarını değerlendirdi. Bu ekipman her kuşun tükettiği oksijeni ve saldırdığı karbondioksiti ile su buharını ölçtü. Araştırmacıların belirttiğine göre bu yaklaşım, bir hayvanın belirli bir aktivite sırasında ne kadar enerji kullandığını belirlemek için “altın standart” olarak kabul ediliyor.

Her kuş üç koşul altında test edildi: hareketsiz durmak, ek yük olmadan koşu bandında yürümek ve bir bacağına ağırlık benti takılıyken yürümek. Bu koşullar arasında oksijen tüketimi ile karbondioksit üretiminin karşılaştırılmasıyla araştırmacılar, ek yükün enerji kullanımını nasıl etkilediğini belirleyebildi.

Erken eğitim sürpriz bir enerji tasarrufu sağladı

Araştırmacılar kuşlar hareketsiz dururken tüketilen enerjide herhangi bir fark bulamadı; ancak ağırlıklara yürümeye başladıklarında yanıtları önemli ölçüde değişti. Ağırlık taşımayan kuşlar, ek yüklerle yürürken bu yük olmadan yürümeye göre yüzde 23 daha fazla enerji haradı.

Gelişim süresince ağırlık taşıyan kuşlar ise oldukça farklı bir yanıt gösterdi. Vücutları o kadar etkili biçimde uyum sağladı ki, ek yükle yürümek bu yükle olmadan yürümeye göre biraz bile olsa daha az enerji gerektirdi. Bu sürpriz sonuç araştırma ekibini şaşırttı. Rubenson konuyu şöyle açıkladı: “Kuşlar o kadar verimli hale geldi ki, ağırlığı taşımak için bu yük olmadan yürümek için gereken enerjiden fazla bir enerji kullanmadılar.”

Araştırmacıların iki grubu karşılaştırması başka bir sürpriz daha ortaya çıkardı. Ortalama olarak gelişim süresince ağırlık taşıyorsa alışkın kuşlar, bantlarıyla yürürken sıradan kuşların herhangi bir ek yük olmadan yürüdüğü kadar enerji haramadı.

Bu gözlemler birlikte, hayatın erken dönemindeki deneyimlerin hayvanların yetişkinken ne kadar verimli hareketsi etkilediğini önemli ölçüde şekillendirebileceğine işaret ediyor. Rubenson: “Bu, hayvanların — ve muhtemelen insanlar da dahil olmak üzere — yaşam deneyimleri doğrultusunda daha verimli hale gelebileceklerini gösteriyor. Yani insanlar çocukluk ve gençlik sırasındaki düzenli egzersislemeyle, hayatları boyunca egzersis kapasitelerini inşa edebiliyorlar.”

Bulgular, gelişim süresinde fiziksel aktivitenin hareketsi için gereken enerji üzerinde kalıcı etkileri olabileceğine dair yeni kanıt sağlıyor. Aynı uyumların insanlarda da gerçekleşip gerçekleşmediği belirsizliğini koruyor; ancak araştırma, çocukluk egzersisinin ilerideki yaşamda fiziksel aktiviteyi desteklemeye yardımcı olabilecek potansiyel bir mekanizmaya işaret ediyor.

Araştırma ekibi ve finansman

Çalışmaya Penn State Kinezyoloji Bölümü’nden profesör Stephen Piazza da katıldı; ayrıca Piazza ve Rubenson ile çalışan birkaç güncel ve mezun yüksek lisans öğrencisi projeye dahil oldu. Çalışmanın iki ilk yazarı Talayah Johnson ve Kavya Katugam-Dechene oldu. Johnson, Penn State’de master derecesini tamamladı ve şimdi Pennsylvania Üniversitesi’nde doktora yapıyor. Katugam-Dechene ise Penn State’den doktora aldı ve şu anda Carolina’nın Chapel Hill kentindeki üniversitede biyomedikal ve rehabilitasyon mühendisliği alanında araştırma asistan profesörü olarak görev yapıyor.

Diğer katılımcılar arasında projede araştırma personeli olarak çalışan ancak şimdi bir yazılım mühendisi olan Ian Dechene ile Piazza ve Rubenson tarafından ortaklaşa danışmanlığında doktora yapan Penn State doctoral öğrencisi Roberto Castro bulundu.

Çalışmanın finansmanı, Ulusal Enstitüler’in (National Institutes of Health) bir parçası olan Ulusal Artrit ve Kas-İskelet Deri Hastalıkları Enstitüsü tarafından R21AR071588 ve R01AR080711 numaralı desteklerle sağlandı. Araştırmacılar çalışmanın içeriğinden yalnızca kendileri sorumludur; bu içerik Ulusal Enstitüler’in resmi görüşlerini yansıtmayabilir.