Ученые обнаружили скрытый предел человеческой выносливости

Метаболический потолок — это верхний предел калорий, которые человек может сжигать устойчиво. Более ранние исследования показали, что люди могут в 10 раз увеличить свой BMR (минимальное количество энергии, необходимое во время отдыха), но только в течение коротких и интенсивных периодов.

«У каждого живого существа есть метаболический потолок, но каково именно это число и что его ограничивает, вот в чем вопрос», — говорит ведущий автор и антрополог Эндрю Бест из Массачусетского колледжа свободных искусств, который также занимается спортом на выносливость.

«Чтобы выяснить, мы спросили: если мы получим группу действительно конкурентоспособных ультраспортсменов, смогут ли они преодолеть предложенный метаболический потолок?»

Отслеживание сжигания энергии у спортсменов-экстремалов

Чтобы изучить этот вопрос, исследовательская группа наблюдала за 14 бегунами на сверхдлинные дистанции, велосипедистами и триатлонистами во время забегов и тренировочных блоков. Участники потребляли воду, обогащенную дейтерием и кислородом-18, которые являются немного более тяжелыми формами водорода и кислорода. Проследив за тем, как быстро эти изотопы покидают организм через мочу, ученые смогли определить, сколько углекислого газа выдыхают спортсмены, и, в свою очередь, оценить общий расход калорий.

В многодневных соревнованиях на выносливость несколько спортсменов временно достигли уровня сжигания энергии, в шесть-семь раз превышающего их BMR, что соответствует примерно 7000-8000 калориям в день. Однако, когда исследователи усреднили калорийность спортсменов за гораздо более длительные интервалы времени (30 и 52 недели), их потребление энергии последовательно упало до ожидаемого потолка, примерно в 2,4 раза превышающего их BMR. По мнению исследователей, эта закономерность демонстрирует, что даже самые тренированные спортсмены в конечном итоге достигают метаболического предела, и поддерживать уровень выше этой границы чрезвычайно сложно.

«Если вы на короткое время поднимаетесь над потолком, это нормально. Вы можете наверстать упущенное позже», — говорит Бест. «Но в долгосрочной перспективе это неустойчиво, потому что ваше тело начнет разрушать свои ткани, и вы будете уменьшаться».

Как организм перераспределяет энергию в условиях стресса

Исследование также показало, как человеческое тело уравновешивает конкурирующие потребности в энергии во время экстремальных усилий на выносливость. По мере того как спортсмены направляли больше энергии на бег, плавание и езду на велосипеде, они естественным образом сокращали расход энергии в других областях, даже не осознавая этого.

«Ваш мозг оказывает очень мощное влияние на то, насколько сильно вы ерзаете, насколько сильно вам хочется двигаться и насколько вам хочется вздремнуть», — говорит Бест. «Вся эта усталость, которую мы чувствуем, экономит калории».

Исследователи отметили, что их результаты отражают физиологию спортсменов, принявших участие в исследовании. Вполне возможно, что необычно высокоэффективные люди, которые могли превысить установленный потолок, не были включены. Хотя результаты важны для понимания спортивных результатов, они также поднимают более широкие вопросы о том, как этот метаболический предел может повлиять на другие биологические процессы.

Предел, которого большинство людей никогда не достигнет

«Большинству из нас никогда не удастся достичь этого метаболического потолка», — говорит Бест. «Для достижения уровня BMR в 2,5 раза требуется пробегать в среднем около 11 миль в день в течение года. Большинство людей, включая меня, получат травму еще до того, как в игру вступит какой-либо энергетический предел».

Эта работа была поддержана финансированием Университета Дьюка и поощрительной премией факультета Массачусетского колледжа гуманитарных наук.