Ультрамарафонцы, готовясь к многодневным забегам на сотни километров, не только испытывают свою выносливость и силу, но и раздвигают границы человеческой физиологии. Новое исследование, опубликованное 20 октября в журнале Current Biology, показало, что даже элитные спортсмены-экстремалы не способны постоянно превышать средний «метаболический потолок», который составляет примерно 2,5 раза от их базовой скорости метаболизма (BMR) в ежедневном расходе энергии.
Метаболический потолок определяет верхний предел калорий, которые человек способен сжигать в течение длительного времени. Прежние исследования предполагали, что люди могут достигать до десятикратного уровня BMR – минимального количества энергии, необходимого в состоянии покоя, – но это касалось лишь коротких, интенсивных периодов.
Доктор Эндрю Бест, ведущий автор исследования, антрополог из Массачусетского колледжа либеральных искусств и сам спортсмен на выносливость, отмечает, что «у каждого живого существа есть метаболический потолок, однако точное значение этого числа и факторы, которые его ограничивают, остаются вопросом». Учёные задались целью выяснить, способны ли высококонкурентные ультра-атлеты преодолеть этот предполагаемый барьер.
Для ответа на этот вопрос исследовательская группа наблюдала за 14 ультрамарафонцами, велосипедистами и триатлонистами во время соревнований и тренировочных циклов. Участникам давали воду, обогащённую дейтерием и кислородом-18 – немного более тяжёлыми формами водорода и кислорода. Отслеживая скорость выведения этих изотопов с мочой, учёные смогли определить объём выдыхаемого спортсменами углекислого газа и, соответственно, оценить их общий расход калорий.
В ходе многодневных соревнований некоторые атлеты временно достигали уровня расхода энергии, в шесть-семь раз превышающего их BMR, что соответствовало примерно 7000–8000 калориям в день. Однако, когда исследователи усредняли калорийный расход спортсменов за значительно более длительные периоды (30 и 52 недели), их потребление энергии неизменно возвращалось к ожидаемому потолку – около 2,4 раза от BMR. Этот результат показывает, что даже наиболее подготовленные атлеты в конечном итоге сталкиваются с метаболическим пределом, и поддержание активности выше этой границы крайне затруднительно.
«Если вы превышаете этот потолок на короткое время, это нормально. Вы можете восстановиться позже, – объясняет доктор Бест. – Но в долгосрочной перспективе это нежизнеспособно, поскольку ваш организм начнёт разрушать собственные ткани, и вы будете терять массу».
Исследование также выявило, как человеческий организм балансирует конкурирующие потребности в энергии во время экстремальных нагрузок. Поскольку спортсмены направляли больше энергии на бег, плавание и езду на велосипеде, они непроизвольно снижали расход энергии в других областях. «Мозг оказывает очень сильное влияние на то, сколько вы суетитесь, как сильно хотите двигаться и насколько вас тянет вздремнуть, – комментирует доктор Бест. – Вся эта усталость, которую мы чувствуем, помогает экономить калории».
Исследователи подчеркивают, что их выводы отражают физиологию спортсменов, участвовавших в исследовании. Возможно, не были включены исключительно высокопроизводительные личности, способные превысить выявленный потолок. Хотя полученные результаты важны для понимания спортивных достижений, они также поднимают более широкие вопросы о влиянии этого метаболического предела на другие биологические процессы.
«Большинство из нас никогда не достигнут этого метаболического потолка, – заключает доктор Бест. – Чтобы достичь 2,5-кратного BMR, требуется пробегать в среднем около 11 миль (приблизительно 17,7 км) в день в течение года. Большинство людей, включая меня, получат травмы задолго до того, как столкнутся с каким-либо энергетическим пределом». Исследование было поддержано финансированием от Университета Дьюка и Премией за стимулирование преподавательской деятельности Массачусетского колледжа либеральных искусств.
