私たちのお尻に座ってより多くの時間を過ごすことは、肥満や心臓病の問題だけではありません。 より座りがちなライフスタイルへの移行は、おそらく私たちの骨にとっても悪いことです。 全米科学アカデミー論文集に本日発表された一対の論文は、人間が身体活動の変化への応答として進化史において比較的軽い関節骨を比較的最近進化させたことを示唆している。
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ある研究では、人間が農業を採用し始めた約12, 000年前の完新世の初めに、これらのより弱い骨の起源を特定しています。 「最近の人間の骨格は、ごく最近、より軽く、もしあなたが望むなら、より壊れやすい）ボディにシフトしました。 農業を採用したときに始まりました。 私たちの食事は変わりました。 研究の共著者であるスミソニアンのヒューマンオリジンズプログラムの人類学者、Habiba Chirchirは語っています。
2番目の研究では、関節の骨の弱さを、狩猟と農業の両方に関連する古代の人間社会のさまざまなレベルの身体活動に起因するとしています。 両方の作品は、現代の人間の健康と、骨の強さに対する身体活動の重要性に関係しています。
ペンシルベニア州立大学の人類学者であり、2番目の研究の共著者であるティム・ライアンは、「現代の人間の軽く構築された骨格は、骨の強度と剛性に直接かつ重要な影響を与えます」と述べています。 これは、軽さが弱さにつながる可能性があるためです。骨折が多くなり、骨粗鬆症や加齢に伴う骨量減少の発生率が高くなります。
科学者たちは、現代の人間の骨格がその人類の先祖のものよりも長く、薄く、一般に弱いことをすでに知っていましたが、この「機敏性」を促進している原因は誰にもわかりませんでした。また、他の人は、身体活動の減少または食事の変化がこれらの骨格の変化の背後にあると主張しました。
最近、科学者たちは、関節を形成する骨の端にあるスポンジ状の物質である小柱骨に注目しました。 「ニワトリの骨の端を考えてみてください。それを切り開くと、織り交ぜられたこの骨の網目模様が見えます」とChirchirは言います。 現代の人間は、特定の骨内の骨梁密度が祖先よりも低くなっています。
海綿骨は機械的ストレスに反応するため、Chirchirと彼女の同僚は、人間を含む霊長類の手の骨をCTスキャンして、動物の動きに基づいて骨が異なるかどうかを確認することにしました。 「オランウータンが登る場合、チンパンジーのようなナックルウォーカーとは異なる骨梁の構造を持つ必要があると思います」とChirchir氏は言います。
チームは、人間の手のスキャンが霊長類の親relativeのスキャンとは大きく異なっていることに気付きました。 CTスキャンでは、白い背景の骨に対して気泡が暗く見えます。 「人間の手は、他の霊長類の手の骨に比べて白がほとんどありませんでした」とChirchir氏は言います。 「それが印象的なことだった。」彼女と彼女の同僚は、他の霊長類や初期の人間の先祖と比較して、人間の骨格の残りの骨梁の密度がどのように高いのか疑問に思いました。
中手骨と大腿骨の頭部のこれらの断面では、小柱骨密度の減少がチンパンジー（左端）から現代の人間（右端）まで進行していることがわかります。 （ PNAS / Chirchir et al。） チームは、チンパンジー、ボルネオオランウータン、ヒヒの上下肢関節の7つの骨の円形断面をスキャンしました。 彼らはまた、ネアンデルタール人、 パラントロプスロブストゥス 、 アウストラロピテクス アフリカヌス 、およびその他のアウストラロピテシネと同様に、現代および初期の現代人の同じ骨をスキャンしました。 その後、総面積に対するスキャンでの白い骨の量を測定して、骨梁の骨密度を見つけました。 数値を計算すると、彼らの視覚的な疑いが確認されました。 現代の人間はチンパンジーよりも骨密度が50〜75％低く、一部の人類は現代の人間と比較して2倍の密度の骨を持っています。
それで、いつ小柱骨密度が人間の家系図で低下し始めましたか？ チームは、人間が狩りに出かけるのではなく、食物を育てたり家畜を飼育するなどの主要なライフスタイルの移行を行った後期更新世または初期完新世まで、初期のホモサピエンスはかなり濃い海綿骨を持っていることを発見しました。 これはおそらく、より重い骨の選択圧力が低下し始めたことを意味します。
「私たちが考えているのは、人間の活動性が低下し、座りがちになっているということです。 人々は農業を取り入れ、動物を飼いならしていました。 身体活動のその減少は、この軽い骨格の結果です」と、Chirchirは言います。 しかし、この研究では骨梁骨の1つの要素、つまり密度のみに注目しました。 スポンジ状の骨の厚さ、体積、および表面積は、関節の骨の強度について多くのことを教えてくれます。 また、活動は、現代の人間の採餌者を見て、活動の増加が関節を強化するかどうかを確認しませんでした。 そこで、2番目の調査が行われます。
ライアンはケンブリッジ大学でコリンショーと協力して、4人の古代の人間グループ（2人は農業を行い、2人は採餌した）の考古学的標本の小柱骨を現在のイリノイ州で調査しました。 研究者は股関節に注目しました。なぜなら、股関節は歩行中に人間の骨格の重量を支えるために重要だからです。
採餌者は、農民よりも骨梁が厚く、体積が大きく、腰の表面積が小さいことがわかった。 2つの農業グループは互いに違いはありませんでした。「座りがちなグループは両方とも、地元で入手可能なさまざまな食品を消費しました。つまり、食事が必ずしも不足していないことを意味します」とRyanは言います。 これは、長距離を歩いたり、動物を狩ったりすることで人間の腰にかかる生体力学的ストレスよりも食事の重要性が低いことを示唆しています。
microCTスキャンに基づいて、RyanとShawは、農業従事者（下）と狩猟採集者（上）から大腿骨頭のこれらの3Dレンダリングを作成しました。 これらのレンダリングは、大腿骨頭のセクションの海綿骨の量を決定するのに役立ちました。 （ティモシー・M・ライアン提供） 
ライアンとショーの研究に基づいて、比較的座りがちな人間の農業者（右）は、より多くの移動式採餌者（左）と比較して、骨格を軽く構築しました。 股関節につながる大腿骨頭の2D microCT画像は、骨構造の違いを示しています。 （ティモシー・M・ライアン提供） チルチルは、食事や病気などの要因を除外できないと指摘していますが、両方の研究は、身体活動が骨格へのこれらの変化の背後にある推進要因であると指摘しています。 彼女はまた、身体活動が進化史の過程で、そして私たち自身の生涯の中で私たちの骨格を変える可能性があることに注目しています。 これは、職場や自宅に座って多くの時間を費やす工業化された環境に住んでいる私たちにとって重要です。 骨粗鬆症の症例はそのような地域でより一般的であり、骨粗鬆症の患者では、骨梁の骨折のリスクが最も高くなります。
「人間は、生涯にわたって適切なレベルの身体活動を行う場合、生きている非ヒト霊長類に見られるものと同様の堅牢な骨梁構造を持つことができます」とライアンは言います。 それは、年齢とともに骨の損失に関連する股関節骨折をカットすることができます。 ですから、おそらく初期の人間のように食べる代わりに、私たちは彼らのように運動するべきです。
