Такие соревнования как триатлон Ironman или велогонки Тур де Франс испытывают пределы возможностей даже самых выносливых спортсменов. Новое исследование расхода энергии во время длительных и изнурительных спортивных соревнований показало, что независимо от вида активности, все спортсмены достигают одного и того же метаболического предела - максимально возможного уровня напряжения, которое люди могут выдержать на протяжении долгого времени.
Исследование показало, что при физических нагрузках, длящихся несколько дней, недель или месяцев, люди могут сжигать калории только в 2,5 раза быстрее, чем в состоянии покоя. Даже самым быстрым в мире марафонцам не удалось преодолеть этот предел.
«Это определяет границы возможного для человека», - сказал соавтор исследования Герман Понтцер, доцент кафедры эволюционной антропологии в Университете Дьюка.
Исследователи обнаружили: если метаболизм ускоряется более чем в 2,5 раза, организм начинает разрушать собственные ткани, чтобы восполнить дефицит калорий.
Это можно объяснить ограниченной способностью организма переваривать пищу, говорят руководители группы Понтцер и Джон Спикман из Шотландского университета Абердина и Китайской академии наук.
Другими словами, больше еды не поможет вам войти в историю. «Есть предельное количество калорий, которое может усваивать наш пищеварительный тракт», - сказал Понтцер.
Результаты появились в сети 5 июня в журнале «Science Advances».
Для исследования команда измерила количество калорий, ежедневно сжигаемых группой спортсменов, которые бегали шесть марафонов в неделю в течение пяти месяцев в рамках Гонки через Америку 2015 года от Калифорнии до Вашингтона. Ученые также рассмотрели другие изнуряющие соревнования и период беременности у женщин.
Когда они построили график данных с течением времени, то получили L-образную кривую. Расход энергии у спортсменов начинался с относительно высокого уровня, но неизбежно снижался и останавливался на уровне в 2,5 раза выше основного уровня метаболизма.
Соавтор Кейтлин Тербер проанализировала образцы мочи, собранные во время первого и последнего этапа Гонки через Америку. После 20 недель марафонов спортсмены сжигали на 600 калорий в день меньше, чем ожидалось, с учетом их пробега. Полученные данные свидетельствуют о том, что организм может снижать метаболизм, чтобы оставаться на устойчивом уровне.
«Это отличный пример ограниченного расхода энергии, который говорит об ограниченной способности организма поддерживать высокие уровни расхода энергии в течение длительного периода времени», - сказала Тербер.
«Вы можете быстро пробежать 100 метров, но вы можете также пробежать километр трусцой, верно? Здесь то же самое», - говорит Понтцер.
Расход энергии спортсменов на соревнованиях на выносливость шел по одной и той же L-образной кривой, будь то санный спорт в Антарктиде или летние велогонки на Тур де Франс. Это открытие ставит под сомнение идею предыдущих исследователей о том, что выносливость связана с терморегуляцией организма.
Ученые обнаружили, что одним из факторов, ограничивающих выносливость, является процесс пищеварения - способность организма перерабатывать пищу и поглощать калории и питательные вещества для поддержания физиологических процессов.
Интересно отметить, что максимальный устойчивый расход энергии среди спортсменов на выносливость был лишь немногим выше уровня метаболизма у беременных женщин. Это говорит о том, что те же физиологические пределы, которые удерживают спортсменов от сокрушительных рекордов, могут также ограничивать и другие аспекты жизни – например, размер, до которого ребенок может вырасти в утробе матери.
Насколько известно, никто никогда не превышал этот предел. «Поэтому я думаю, что это вызов элитным спортсменам на выносливость», - сказал Понтцер. - «Наука развивается, когда вы понимаете, что оказались не правы. Может быть, кто-нибудь когда-нибудь пробьет этот потолок и покажет нам, что мы что-то упустили».
Это исследование было поддержано Колледжем Хантера, Медицинской школой Лойолы, Государственным университетом Гранд-Вэлли, Университетом Пердью, Китайской академией наук, Планом «Тысяча талантов» и Королевским обществом Wolfson Fellowship.
