Ученые обнаружили предельный уровень выносливости человека
Даже самые элитные спортсмены-выносливцы не могут превзойти биологию. Новое исследование показывает, что люди достигают метаболического потолка, который составляет примерно 2,5 раза больше их энергозатрат в состоянии покоя.
Когда ультрамарафонцы участвуют в гонках, которые длятся сотни километров и продолжаются несколько дней, они не только испытывают свою психическую выносливость и физическую силу. Они также исследуют пределы того, что может выдержать человеческий организм.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Cell Press Current Biology, ученые обнаружили, что даже самые опытные спортсмены-выносливцы не могут превысить «метаболический потолок», который в среднем в 2,5 раза превышает их базовый метаболический уровень (BMR), то есть уровень энергопотребления организма в состоянии покоя.
Этот метаболический потолок определяет верхний предел количества калорий, которые организм может непрерывно сжигать. В более ранних исследованиях выдвигалась гипотеза, что люди могут временно достигать уровня, в 10 раз превышающего их BMR, но только в течение коротких, интенсивных периодов, после которых организм начинает замедляться.
«У каждого живого существа есть метаболический потолок, но вопрос в том, какова его точная величина и что его ограничивает», — говорит ведущий автор и антрополог Эндрю Бест из Массачусетского колледжа гуманитарных наук, который также является спортсменом-выносливиком.
«Чтобы выяснить это, мы задали вопрос: если мы соберем группу действительно конкурентоспособных ультра-спортсменов, смогут ли они преодолеть этот предполагаемый метаболический потолок?»
Тестирование экстремальных спортсменов
Исследователи набрали 14 ультрамарафонцев, велосипедистов и триатлонистов и отслеживали их во время соревнований и тренировок. Чтобы исследователи могли измерить расход энергии, участники пили воду, содержащую дейтерий и кислород-18 — немного более тяжелые версии водорода и кислорода. Отслеживая эти молекулы при выведении с мочой, ученые смогли рассчитать количество углекислого газа, выдыхаемого спортсменом, и количество сожженных калорий.
Во время многодневных гонок некоторые спортсмены сжигали в шесть-семь раз больше своего БМР, около 7000–8000 калорий в день. Но когда команда рассчитала расход калорий спортсменами за более длительные периоды — 30 и 52 недели — их скорость сжигания калорий в основном вернулась к прогнозируемому максимуму, в среднем составляя около 2,4 раза больше их БМР. Эти результаты показывают, что даже самые экстремальные спортсмены достигают метаболического максимума, и превысить этот предел оказывается исключительно сложно, говорят исследователи.
«Если вы превышаете предельный уровень в течение короткого периода времени, это не страшно. Вы можете компенсировать это позже», — говорит Бест. «Но в долгосрочной перспективе это неприемлемо, потому что ваше тело начнет разрушать ткани, и вы будете терять вес».
Как организм адаптируется
Исследование также показало, как организм справляется с такими экстремальными нагрузками на выносливость. По мере того как спортсмены тратили больше энергии на бег, велоспорт и плавание, они бессознательно сокращали потребление энергии в других сферах.
«Ваш мозг оказывает очень сильное влияние на то, как много вы шевелитесь, как сильно вам хочется двигаться и как сильно вам хочется вздремнуть», — говорит Бест. «Вся эта усталость, которую мы чувствуем, помогает экономить калории».
Команда отметила, что результаты в значительной степени зависели от индивидуальных особенностей организма привлеченных спортсменов. Некоторые исключительные люди, способные превысить этот предел, могли быть упущены. Хотя их выводы могут иметь значение для результативности спортсменов, они также побуждают исследователей изучить, как энергетический предел организма может влиять на другие важные функции.
«Большинство из нас никогда не достигнет этого метаболического предела, — говорит Бест. — Чтобы достичь 2,5-кратного BMR, нужно бегать в среднем по 11 миль в день в течение года. Большинство людей, включая меня, получат травму, прежде чем какой-либо энергетический предел начнет действовать».
