• "Paleolit" étrend volt-e a paleolitikumban? - Új kutatások az emberi agy növekedéséről

    “Paleolit” étrend volt-e a paleolitikumban? – Új kutatások az emberi agy növekedéséről

    A keményítőben gazdag növényi táplálékok is kellettek az emberi agy növekedéséhez a régészetileg paleolitikumnak (őskőkornak), őslénytanilag pleisztocénnak nevezett, több mint 2 millió évet felölelő földtörténeti korban.

    A Chicagóban negyedévenként kiadott Quarterly Review of Biology Barcelonában, Sydneyben és Londonban dolgozó kutatók tanulmányát közölte 2015-ben. A szerzők amellett érvelnek, hogy a keményítőben gazdag gumók, karógyökerek és egyéb, tápanyag-raktározásra módosult növényi részek főzése és fogyasztása volt az egyik fő tényező, ami előrelendítette az emberi agy evolúcióját, növekedését az elmúlt 1–2 millió évben. Ez a tétel ellentmond annak a sokak által hangoztatott – és a paleolit étrend hívei között különösen népszerű – nézetnek, mely szerint az emberi agy méretének mintegy 800 ezer évvel ezelőtt bekövetkezett jelentős növekedése döntően a rendszeres húsfogyasztás elterjedésének lenne köszönhető.

    A szénhidrátban gazdag gabona- és zöldségféléket kerülő paleolit étrend az elhízás és más, táplálkozással összefüggő anyagcsere-betegségek népbetegséggé válása miatt kerülhetett az érdeklődés homlokterébe a világ sok országában – nyilatkozta a tanulmány egyik szerzője, Jennie Brand-Miller, a sydney-i Charles Perkins Központ professzora. „Egészen mostanáig az állati eredetű fehérjéken volt a hangsúly az emberi agy növekedésével kapcsolatban. A szénhidrátokkal, ezen belül a keményítőben gazdag növényi részekkel szinte senki sem törődött. Feltevésünk szerint azonban a táplálékkal felvett szénhidrátok is nélkülözhetetlenek voltak ahhoz, hogy az emberi agy elérje mostani méretét. Ha a paleolitikum embere paleo étrenden élt volna, nehezen fejlődhetett volna a mai emberré.”

     

    A szénhidrátok és az agy

    A probléma abból ered, hogy a szénhidrátban szegény, paleo jellegű étrend nem szolgáltatott volna elegendő glükózt (szőlőcukrot) a mai emberre jellemző nagyméretű agy kifejlődéséhez és működéséhez. Az agy számára ugyanis szinte az egyetlen hasznosítható energiaforrás a glükóz, és az emberi szervezet teljes energiaszükségletének akár a negyedét, a vérben keringő glükóznak akár a 60%-át az agy használja fel. Emellett az izmok is sok glükózt égetnek el, különösen futás közben. Ahogy a mai embernek (Homo sapiens) folyamatos glükózutánpótlásra van szüksége ahhoz, hogy a vércukorszintje mérsékelt ingadozásokkal állandó legyen, úgy a pleisztocénban élt őseink (pl. a Homo habilis, Homo erectus, Homo neanderthalensis) számára is létkérdés volt, hogy vagy közvetlenül a táplálékaikból, vagy közvetve, táplálékaik átalakításával nap mint nap elegendő glükózhoz jussanak.

    Glükóz legegyszerűbben a táplálék szénhidrátjaiból nyerhető: kisebb mennyiségben a cukrokból (pl. a gyümölcsökben lévő glükózból és fruktózból), nagyobb mennyiségben a keményítőből, ami nem más, mint polimerizált glükóz. (A növényi sejtfalakat alkotó cellulóz is glükózmolekulák polimerje, de az emberi szervezet számára nem lebontható.) Szükség esetén az izmok és a máj glikogénraktárai is mozgósíthatók, ezeket a raktárakat azonban, ha kimerültek, újra fel kell tölteni.

    Ha a táplálék nem tartalmaz szénhidrátokat, a máj a glükoneogenezis néven ismert biokémiai útvonalon képes glükózt termelni a táplálékkal fölvett fehérjék és zsírok építőelemeiből. Éhezés idején a glükoneogenezis kiindulási anyagai a szervezet zsírtartalékai, végső esetben a szöveti fehérjék. A glükoneogenezis ilyenkor önmagában nem képes ellátni elegendő glükózzal az idegsejteket, azok a nagymértékű zsírbontás melléktermékeit, a ketonokat kezdik használni. A ketonok az agy energiaszükségletének kb. 80%-át is fedezhetik, de minimálisan napi 30–50 gramm szénhidrát bevitelére az agynak még így is szüksége van. A ketonok felszaporodásának megelőzéséhez felnőtteknek legalább napi 50–100 gramm hasznosítható szénhidrátot kell magukhoz venniük, a dietetikai ajánlások pedig ennél valamivel feljebb húzzák meg a határt: 3-4 évesnél idősebb gyermekek és felnőttek számára napi 150 grammnál, a kicsik számára pedig a felvett táplálék energiatartalmának egyharmadánál.

     

    Párhuzamos biológiai és kulturális evolúció

    Az ember testfelépítését érintő fontos evolúciós változások közül több is a Homo erectus faj megjelenéséhez köthető. Ilyen a testsúly és a testmagasság növekedése, a fogak méretének és a belek hosszának csökkenése, a koponyatérfogat kétszeres növekedése a korai pleisztocén (2 millió évvel ezelőtt) és a középső pleisztocén (500 ezer évvel ezelőtt) közötti időszakban. Mindez együtt járt az ősember étrendjének megváltozásával: a nagy térfogatú, kis energiatartalmú táplálékokat kisebb térfogatúak és nagyobb energiatartalmúak váltották fel. Az 1,8 millió évvel ezelőtt élt őseink tápcsatornája nem sokban térhetett el a mienktől, koponyatérfogatuk 600 cm3 körül lehetett. A koponya térfogatának növekedése mintegy 800 ezer évvel ezelőtt gyorsulhatott fel, talán azért, mert akkoriban szokott rá az ősember a főzésre. A nagyobb testméret növelte a táplálékszükségletet, ámbár a táplálékszerző képességet is javította. Az enkefalizációt – az agy méretének az egész test méretéhez viszonyított növekedését – étrendi, illetve más testfelépítésbeli változásokra vezetik vissza. 

    Az ember az egyetlen faj, amelyik megtanulta szabályozottan használni a tüzet, és módjában áll főzve, sütve fogyasztani a táplálékait. A főzés elsajátítása fordulópont lehetett az emberi evolúcióban.  Tűzrakásra utaló régészeti leletek már 1,6 millió évvel ezelőttről is előkerültek, de egyértelmű bizonyítékaink arra, hogy az ember főzésre használta a tüzet, csak sokkal későbbről, 300–400 ezer évvel ezelőttről vannak. Az időbeli bizonytalanság ellenére úgy tűnik, elég régóta birtokoljuk a főzés tudományát ahhoz, hogy számolhassunk e kulturális újítás biológiai adaptációs következményeivel: a fogak méretének csökkenésével, a nyers, rostos táplálékok nehezebb emésztésével, a csecsemők korábbi elválasztásával, akár a szülések közötti időszak rövidülésével is. Legfőbb étrendi glükózforrásunk, a keményítő az őskőkori ember számára különféle gumók, gyökerek, magvak, egyes gyümölcsök és diófélék formájában bőségesen, az év nagy részében rendelkezésre állt, de csak a főzés elterjedésével váltak ezek a szénhidrátok jó hatásfokkal emészthetőkké, hasznosíthatókká.

     

    Mit mutatnak a keményítőbontó enzimek génjei?

    Az emberi szervezet kétféle alfa-amiláz enzimet termel a keményítő lebontására. az egyik a nyálban található, a másik pedig a hasnyálmirigy emésztőnedvében, a hasnyálban, amely a vékonybélben fejti ki a hatását. A nyálban lévő amiláz hatására már a szájüregben megkezdődik a keményítő emésztése, végül a vékonybélben a hasnyál amilázának és más enzimeknek a hatására bomlanak le a keményítő óriásmolekulái a vérbe felszívódó glükózzá. A felnőttek döntően a hasnyálban lévő amilázzal emésztik meg a keményítőt, a csecsemők és a kisgyermekek hasnyálának alfa-amiláz-aktivitása azonban kicsi, ezért e korcsoportban a keményítőemésztés jelentős részben, mintegy 50%-ban a nyál amilázától függ.

    A mai ember génkészletében általában hat példányban van jelen a nyál amiláz enzimjét kódoló gén, miközben a többi főemlős genomjában ebből a génből átlagosan két példány található. Nem tudjuk pontosan, hogy őseink mikor tettek szert az új génkópiákra, de a génkópiák összehasonlítása arra utal, hogy valószínűleg az utolsó egymillió évben – tehát elképzelhető, hogy a főzés elterjedésével egy időben. A több génkópia nagyobb enzimaktivitással járhatott együtt, és a nyál nagyobb keményítőbontó aktivitása szelekciós előnyt jelenthetett a keményítőben gazdag növényi részekkel táplálkozó embereknek, különösen kisgyermekkorban, amikor a hasnyálmirigy alig termel amilázt, és amikor a gyors ütemben növekvő agy igényli a sok glükózt.

    Erre az eredményre utalt a tanulmány első szerzője, a barcelonai Karen Hardy: „Nem vonjuk kétségbe, hogy az enkefalizációban a húsevésnek is lehetett szerepe, de úgy véljük, az agyunk ilyen mérvű növekedésére a szénhidrátokból nyert energia nélkül kisebb lett volna az esély. A főzés is az agy korai fejlődését elősegítő tényezők közé sorolható, ám arról sem feledkezhetünk meg, hogy a szénhidrátban gazdag táplálékok főzése azért lehetett biológiailag kifizetődő, mert őseink szervezetében megvoltak a szénhidrátok feldolgozásához szükséges enzimek.” Ahogy megvannak ezek az enzimek a mai ember szervezetében is, mert anatómiai, élettani, biokémiai adottságainkban evolúciós közelmúltunk többnyire szénhidrátban gazdag étrendi kínálatára hangolódtunk rá.

    Korszerű volt-e a paleolitikumban a paleolit étrend?

    Garai Attila