来源:中科院深圳先进院 发布时间:2022/11/25 21:15:22
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中科院深圳先进院Speakman团队首次揭示人类全生命周期需水量规律

 

网上经常流传一个说法,即每天喝八杯水(约2升)有利于身体健康,这真的科学吗?

北京时间11月25日,一项发表于《科学》的研究颠覆了以往人们对饮水的认知,上述的饮水建议可能超过大多数人真正的需水量。

在该研究中,中国科学院深圳先进技术研究院医药所能量代谢与生殖研究中心首席科学家、深圳理工大学(筹)药学院讲席教授John Roger Speakman(约翰·罗杰·斯彼克曼)院士团队联合近100个国际团队,基于稳定同位素法,对26个国家共计5604名受试者进行了研究,样本年龄覆盖8天大的婴儿到96岁的老人,推导出全球首个用于预测人体每天需水量的公式,首次揭示了人类全生命周期的需水量规律。

这是继2021年Speakman联合国际团队在《科学》中首次揭示人类全生命周期代谢规律之后,再次在《科学》上发表重要成果。该研究中,Speakman院士为论文主要通讯作者,深圳先进院助理研究员张雪映为论文共同第一作者。

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论文链接: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm8668

“了解影响水周转率的因素以及各个因素的相对重要性,是我们在预测未来水需求方面向前迈出的一大步。这项工作建立在来自世界各地科学家的贡献基础上,显示了国际科学合作在回答重大科学问题方面的重要性。”论文通讯作者Speakman院士表示。

颠覆“每天8杯水”认知

水是生命之源。没有水,人类只能生存三天。人体每天的水周转量(Water Turnover)即水的总交换量,包括了我们摄入的水分和流失的水分,在很大程度上反映了人们的需水量。

Speakman团队联合国际团队,基于国际“双标水”数据库,运用氘稀释技术测量了受试者的水周转率,发现20~35岁男性每天的水周转量为4.2升,30~60岁女性每天的水周转量为3.3升,此后随着年龄的增长而下降,到了90多岁,都下降到2.5升左右。

值得注意的是,水的周转量并不等于饮用水的需水量,例如,一名20多岁的男性每天的水周转量为4.2升,但并不需要饮用4.2升的水,因为人体代谢和体表水交换可提供其中的15%,其余85%的需水量来自于食物和饮水,食物和饮水各半,因此该年龄段男性每日平均饮水量为1.5-1.8升。

相比之下,女性饮水量要小,因为女性的非脂肪成分低于男性,例如一位20多岁的女性,每日的饮水量可能为1.3-1.4升。

“该研究的一个主要结果是,我们都应该喝8杯水(或每天约2升)的推荐量,对大多数人来说可能太高了。”论文共同第一作者张雪映表示。

此外,研究发现水周转率的个体差异较大,例如仅在成年人中,有些人每天的水周转率仅为身体水分的5%,而另一些人的水周转率则高达20%。不同年龄段、性别、国家的人的需水量是不同的。因此,这种一刀切的健康建议并不适合对个体进行精准化健康指导。

揭示全生命周期需水规律,预测未来水需求

自20世纪80年代起,“双标水”法通过收集受试者14天的尿液并分析其中标记物的丰度值变化,以了解机体的能量代谢情况,是用于检测自由生活状态下人体能量消耗的“金标准”。

Speakman院士是“双标水”技术的权威,他同时是多国多院的院士(中国科学院外籍院士、美国科学院外籍院士、英国皇家学会院士、欧洲科学院院士等),他领导着国际“双标水”数据库的管理与使用,并在此基础上产出了多项重大科学发现。

“该论文从投稿到发表,每一个环节都充满挑战,将双标水数据库和环境温度数据库融合是最大的挑战,很庆幸,我们成功战胜了这些挑战。”张雪映回忆道。

张雪映介绍,在过去的研究中,对于人类需水量的研究大多依赖于主观问卷调查和实验室里的生理学研究,样本量少且评估方法不精准。

而研究团队通过使用氘稀释技术客观精确地测量了受试者的水周转率,研究了整个人类生命过程中,体重、年龄、身体成分、总能量消耗、身体活动水平等因素,以及气候、纬度、海拔、温度和湿度等条件对水周转率的影响。

分析发现,生活在炎热潮湿的环境和高海拔地区的人群,以及运动员、孕妇和哺乳期妇女和高体力运动水平的人群中,水的周转率更高。此外,在发展中国家和从事重体力劳动的人群中,也观察到较高的水周转率;日常体育活动也会增加水周转率。

此外,该研究提到,水周转率被证明与很多生理健康指标相关,例如身体活动水平、体脂率等,并首次提出了水周转率可以作为一个反映人类的代谢健康的新生物标志物的理念,这对肥胖、糖尿病等各种代谢慢性疾病的研究提供了新思路。

基于上述因素对水周转率的影响,科研人员开发了全球首个用于预测人体水周转率的方程式。“该方程可以运用在世界各地的国家与地区,只需要了解一个人的基本生理指标和其所在生活环境的平均温度和湿度,就能预测一个人的需水量。”张雪映介绍。

随着世界人口结构的变化以及气候变暖,该研究提供了大数据集指导下用以预测人类需水量的方程式,为未来制定饮用水和富水食品的管理方案改进提供了重要科学依据。

“水是生命所必需的,水周转率与需水量密切相关,该研究迈出了建立个性化预测水周转率算法的第一步。”Speakman院士表示。目前,Speakman院士所在的深圳先进院已成立国内首个“双标水”实验室和精准人类营养实验室,将进一步揭示生命规律,为人类制定精准营养策略提供了科学指导意义。

水周转率示意图 来源:研究团队供图

论文通讯作者Speakman院士(左)与论文共同第一作者张雪映(右) 来源:深圳先进院供图

 
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