Трудно не восхищаться марафонцами и ультрамарафонцами за их физическую выносливость и мастерство. Они не только вдохновляют, но и тестируют границы человеческой биологии своей силой духа и мышечной силой, преодолевая сотни миль и проводя дни на ногах.
Согласно исследованию, опубликованному сегодня в журнале Current Biology, даже самые выдающиеся спортсмены, занимающиеся спортом на выносливость, не могут превысить определённый уровень сжигания калорий.
Что такое метаболический потолок?
Всем живым организмам необходимо сжигать определённое количество калорий, чтобы просто оставаться в живых. Базовый обмен веществ (БОВ) — это минимальное количество энергии, необходимое организму для дыхания, кровообращения, регулирования температуры тела и выполнения других функций, обеспечивающих наше существование. Ранее проведённые исследования показали, что люди могут сжигать до 10-кратного объёма БОВ при коротких всплесках активности.
Метаболический потолок представляет собой максимальное количество калорий, которое организм может сжигать на самом деле. Считается, что для человека он составляет примерно 4000 килокалорий.
«У каждого живого существа есть метаболический потолок, но что именно составляет это число и что его ограничивает — вот в чём вопрос», — заявил соавтор исследования Эндрю Бест, спортсмен на выносливость и антрополог из Массачусетского колледжа свободных искусств. «Чтобы выяснить это, мы спросили: могут ли группа действительно конкурентоспособных ультраспортсменов преодолеть этот предложенный метаболический потолок?»
Подъём к потолку
В исследовании команда набрала 14 ультрамарафонцев, велосипедистов и триатлонистов и наблюдала за ними во время различных соревнований и тренировочных периодов. Чтобы измерить расход энергии, участники пили воду, содержащую дейтерий и кислород-18. Эти молекулы — слегка утяжелённые версии элементов водорода и кислорода. Отслеживая дейтерий и кислород-18, когда они выводились с мочой, команда могла подсчитать, сколько двуокиси выдыхает спортсмен, и количество сожжённых калорий.
Во время участия в многодневных гонках некоторые спортсмены сжигали в шесть-семь раз больше своего базового обмена веществ, или около 7000–8000 калорий в день. Однако когда команда подсчитала расход калорий спортсменами за более длительные периоды — 30 и 52 недели, — они увидели, что показатели расхода калорий вернулись к прогнозируемому потолку. Они не смогли преодолеть средний метаболический потолок, составляющий 2,5-кратный базовый обмен веществ в затратах энергии.
Исследователи отслеживали ультрамарафонца Джо Макконахи на ультрамарафоне Cocodona 250 2022 года, чтобы измерить, сколько энергии может сжечь человеческий организм во время экстремальных соревнований на выносливость.
По словам команды, это показывает, что даже самые выдающиеся спортсмены в конечном итоге достигнут метаболического потолка. Превысить предел в 2,5 раза от базового обмена веществ в долгосрочной перспективе также чрезвычайно сложно.
«Если вы превысите потолок на короткие периоды, это нормально. Вы сможете наверстать упущенное позже, — говорит Бест. — Но в долгосрочной перспективе это невозможно, потому что ваше тело начнёт разрушать ткани, и вы похудеете».
Распределение энергии
Исследование также показало, как организм справляется с требованиями экстремальных нагрузок на выносливость. Поскольку спортсмены уделяли больше энергии бегу, езде на велосипеде и плаванию, они бессознательно сокращали её расход в других местах.
«Ваш мозг имеет действительно сильное влияние на то, сколько вы двигаетесь, как вы хотите двигаться и насколько вы склонны вздремнуть, — сказал Бест. — Вся эта усталость, которую мы чувствуем, экономит калории».
Команда отметила, что это небольшое исследование, и результаты сильно зависели от индивидуальных особенностей спортсменов, участвовавших в нём. Вполне возможно, что некоторые исключительные личности, способные преодолеть метаболический потолок, могли быть упущены. Хотя эти результаты могут иметь значение для спортивных достижений, они показывают, как дополнительные исследования энергетического потенциала организма могут объяснить другие важные функции, необходимые для жизни.
«Для большинства из нас мы никогда не достигнем этого метаболического потолка, — сказал Бест. — Нужно пробегать в среднем около 11 миль в день в течение года, чтобы достичь 2,5-кратного БОВ. Большинство людей, включая меня, получили бы травму до того, как какой-либо энергетический предел вступил бы в игру».