Исследование, опубликованное в журнале Current Biology, установило, что человеческий организм имеет жесткий предел долгосрочных энергетических затрат. Несмотря на то, что спортсмены, занимающиеся видами спорта на сверхвыносливость, способны сжигать до 8000 калорий в день на коротких дистанциях, их метаболизм в конечном итоге упирается в потолок, составляющий примерно 2,5 от их базального уровня метаболизма (BMR). Превышение этого порога в долгосрочной перспективе приводит к тому, что тело начинает разрушать собственные ткани для восполнения дефицита энергии.
Основным автором исследования выступил Эндрю Бест, антрополог, спортсмен-любитель и сотрудник Массачусетского колледжа свободных искусств. Целью его команды было выяснить, могут ли профессиональные ультрамарафонцы преодолеть предполагаемый человеческий «метаболический потолок». Для этого ученые использовали метод «дважды меченой воды», который считается золотым стандартом измерения расхода энергии.
Методология заключалась в том, что участники эксперимента пили воду, содержащую тяжелые изотопы водорода и кислорода — дейтерий и кислород-18. Затем исследователи отслеживали скорость выведения этих изотопов с мочой. Этот процесс позволяет точно рассчитать количество выдыхаемого углекислого газа, что напрямую коррелирует с количеством сожженных калорий.
Данные показали, что во время многодневных гонок некоторые спортсмены сжигали энергию в 6-7 раз интенсивнее своего базального метаболизма, что эквивалентно 7000-8000 калорий в день. Однако при измерениях на более длительных отрезках времени, таких как 30 и 52 недели, средний расход калорий неизменно возвращался к устойчивому потолку в 2,5 раза выше BMR. Эти данные подтверждают, что даже элитные атлеты не могут обмануть фундаментальные биологические ограничения.
Базальный уровень метаболизма (BMR) — это минимальное количество энергии, необходимое организму для поддержания жизненно важных функций в состоянии покоя, таких как дыхание, кровообращение и терморегуляция. Метаболический потолок, в свою очередь, представляет собой максимальное количество калорий, которое тело способно устойчиво сжигать в течение длительного периода без саморазрушения.
Когда спортсмен направляет колоссальное количество энергии на одно действие, например, на бег, его мозг активирует механизмы бессознательной экономии. Тело начинает сохранять калории, снижая желание двигаться или суетиться, а также вызывая усталость, которая подталкивает к отдыху и сну. Этот компромисс позволяет поддерживать энергетический баланс и предотвращает быстрый коллапс организма.
Одним из участников, чьи данные отслеживались, был ультрамарафонец Джо Макконахи во время его участия в 250-мильном ультрамарафоне Cocodona 250 в 2022 году. Его пример наглядно продемонстрировал пиковые краткосрочные затраты энергии и последующий возврат к устойчивому метаболическому уровню.
Исследователи отмечают, что их работа имеет ограничения из-за небольшого размера выборки. Существует вероятность, что в исследование не попали уникальные спортсмены, способные превзойти установленный потолок. Результаты сильно зависели от конкретных людей, принявших участие в эксперименте.
Для подавляющего большинства людей эти выводы носят теоретический характер. Как утверждает Эндрю Бест: «Для большинства из нас этот метаболический потолок никогда не будет достигнут». Чтобы приблизиться к границе в 2,5 BMR, человеку потребовалось бы пробегать в среднем 11 миль (около 17,7 км) каждый день в течение года. Для обычного человека риск получения травмы станет ограничивающим фактором гораздо раньше, чем метаболический предел.
Изображение носит иллюстративный характер
Основным автором исследования выступил Эндрю Бест, антрополог, спортсмен-любитель и сотрудник Массачусетского колледжа свободных искусств. Целью его команды было выяснить, могут ли профессиональные ультрамарафонцы преодолеть предполагаемый человеческий «метаболический потолок». Для этого ученые использовали метод «дважды меченой воды», который считается золотым стандартом измерения расхода энергии.
Методология заключалась в том, что участники эксперимента пили воду, содержащую тяжелые изотопы водорода и кислорода — дейтерий и кислород-18. Затем исследователи отслеживали скорость выведения этих изотопов с мочой. Этот процесс позволяет точно рассчитать количество выдыхаемого углекислого газа, что напрямую коррелирует с количеством сожженных калорий.
Данные показали, что во время многодневных гонок некоторые спортсмены сжигали энергию в 6-7 раз интенсивнее своего базального метаболизма, что эквивалентно 7000-8000 калорий в день. Однако при измерениях на более длительных отрезках времени, таких как 30 и 52 недели, средний расход калорий неизменно возвращался к устойчивому потолку в 2,5 раза выше BMR. Эти данные подтверждают, что даже элитные атлеты не могут обмануть фундаментальные биологические ограничения.
Базальный уровень метаболизма (BMR) — это минимальное количество энергии, необходимое организму для поддержания жизненно важных функций в состоянии покоя, таких как дыхание, кровообращение и терморегуляция. Метаболический потолок, в свою очередь, представляет собой максимальное количество калорий, которое тело способно устойчиво сжигать в течение длительного периода без саморазрушения.
Когда спортсмен направляет колоссальное количество энергии на одно действие, например, на бег, его мозг активирует механизмы бессознательной экономии. Тело начинает сохранять калории, снижая желание двигаться или суетиться, а также вызывая усталость, которая подталкивает к отдыху и сну. Этот компромисс позволяет поддерживать энергетический баланс и предотвращает быстрый коллапс организма.
Одним из участников, чьи данные отслеживались, был ультрамарафонец Джо Макконахи во время его участия в 250-мильном ультрамарафоне Cocodona 250 в 2022 году. Его пример наглядно продемонстрировал пиковые краткосрочные затраты энергии и последующий возврат к устойчивому метаболическому уровню.
Исследователи отмечают, что их работа имеет ограничения из-за небольшого размера выборки. Существует вероятность, что в исследование не попали уникальные спортсмены, способные превзойти установленный потолок. Результаты сильно зависели от конкретных людей, принявших участие в эксперименте.
Для подавляющего большинства людей эти выводы носят теоретический характер. Как утверждает Эндрю Бест: «Для большинства из нас этот метаболический потолок никогда не будет достигнут». Чтобы приблизиться к границе в 2,5 BMR, человеку потребовалось бы пробегать в среднем 11 миль (около 17,7 км) каждый день в течение года. Для обычного человека риск получения травмы станет ограничивающим фактором гораздо раньше, чем метаболический предел.
