Írta: Jason Dinhe, szerkesztette: Tanya Lewis
A tudósok régóta feltételezik, hogy létezik egy elméleti határ az emberi energiafelhasználásban. Azonban a világ legjobb állóképességi sportolói folyamatosan feszegetik ezeket a biológiai korlátokat. Egy friss kutatás, amely ultramaratonistákat követte akár egy éven át, most új fényt vet erre a kérdésre.
Az ultramaratonisták és az anyagcsere határa
A Current Biology folyóiratban megjelent tanulmány kimutatta, hogy az ultramaraton futók verseny közben naponta akár 11 000 kalóriát is elégethetnek – ez rendkívül magas érték. Ugyanakkor ezt a rendkívüli teljesítményt nem tudják hosszú távon fenntartani, és komoly árat fizetnek érte.
Andrew Best, a Massachusetts College of Liberal Arts biológiai antropológusa és egyben tapasztalt maratonfutó, a tanulmány társszerzője így nyilatkozott: „Úgy érzem, sokakat meglepett ez az eredmény. Engem is. Volt egy résztvevőnk, aki évente 4500 mérföldet futott nehéz terepen – még ő is jóval az anyagcsere határ alatt maradt.”
A kutatás háttere és előzményei
A tanulmány több évtizedes kutatásokra épül, amelyek célja az emberi test anyagcsere-korlátjának meghatározása volt – vagyis annak a maximális kalóriaégetési sebességnek a feltérképezése, amelyet a szervezet hosszabb távon képes fenntartani.
Az 1980-as és 1990-es évek alapkutatásai során, melyek során például a 23 napos Tour de France kerékpárversenyt vizsgálták, azt találták, hogy ez a határ nagyjából négyszer-ötszöröse az alapanyagcsere-rátának (BMR). A BMR azt az energiát jelenti, amelyre a testnek nyugalmi állapotban van szüksége.
Későbbi vizsgálatok rövidebb versenyeken azt mutatták, hogy az állóképességi sportolók akár 9,4-szeres BMR-t is elérhetnek 11 órás Ironman triatlonokon, illetve 8,5-szörös BMR-t 25 órás ultramaratonokon. 2019-ben azt javasolták a kutatók, hogy az anyagcsere plafonja függ az erőkifejtés időtartamától: nagyon magas kalóriaégetés csak rövid ideig tartható fenn, míg hosszabb távon – például 28 hétnél tovább tartó edzés és versenyzés esetén – az átlagos anyagcsere nem haladhatja meg a BMR 2,5-szeresét.
Kik érhetik el ezt a határt?
Átlagemberek vagy hobbi futók soha nem közelítik meg ezt a látszólagos korlátot. Egy karcsú, 68 kilogrammos személy számára ez napi körülbelül 3750 kalória elégetését jelenti. „Ez a kutatás kifejezetten arra irányult, hogy tesztelje ezt a 2,5-szeres hipotézist olyan emberek körében, akik potenciálisan képesek lehetnek áttörni ezt a plafont” – mondja Andrew Best.
A kutatás részletei és módszertana
A vizsgálat során 12 férfi és 2 női ultraállóképességi sportolót követtek egy évig – ez minden eddiginél hosszabb időtartam ilyen típusú kutatásban. A résztvevők többsége profi sportoló volt: tízen elsősorban ultramaratonokon indultak, míg néhányan Ironman triatlonokra, többnapos triatlonokra és kerékpárversenyekre specializálódtak.
A kutatók egy korszerű módszert alkalmaztak: a sportolóknak nehéz izotópokkal jelölt vizet itattak (kettős jelölésű víz), majd vizeletminták segítségével mérték az anyagcsere sebességét. Az eredmények szerint versenyeken akár hétszeresére nőtt az alapanyagcsere-ráta, azonban 30 hét után mindig visszaesett körülbelül 2,5-szeres vagy annál alacsonyabb szintre.
Milyen árat fizetnek ezért a teljesítményért?
A testnek komoly kompromisszumokat kell kötnie ahhoz, hogy ilyen magas szinten működjön hosszú ideig – hangsúlyozza Amanda McGrosky evolúciós antropológus (Elon University), aki nem vett részt a tanulmányban. Bár pontosan még vizsgálják ezeket a mechanizmusokat, korai kutatások arra utalnak, hogy ilyenkor lassul az emésztés, gyengül az immunrendszer működése és átmenetileg csökkenhet az agyszövet térfogata is.
Ezen túlmenően vannak jelek arra is, hogy versenyek után csökkenhet az energiaráfordítás a szexuális izgalomra és reprodukcióra is.
Szakértői vélemények és további kérdések
Bár a mintaszám kicsi volt, ha valóban létezik ez az anyagcsere plafon mint alapvető emberi korlát, akkor fontos lenne megérteni azt – véli Bryce Carlson antropológus és világrekorder ultraállóképességi sportoló (aki szintén nem vett részt ebben a kutatásban). Szerinte kulcsfontosságú lenne feltárni ennek a korlátnak az okait és azt is megvizsgálni, hogy vajon edzéssel lehet-e közelebb kerülni hozzá.
Lehetséges ugyanis, hogy ez az energiaháztartási korlát magasabb annál, amit jelenleg mértek. Carlson és más szakértők úgy vélik, hogy ez elsősorban az emésztés és tápanyagfelszívódás korlátját tükrözi – ezek táplálják ugyanis az izmokat. Ugyanakkor a sporttáplálkozás fejlődése révén ma már több kalóriát tudnak elégetni a sportolók: néhány elit ultramaratonista például akár óránként 500 kalóriát is elfogyaszt verseny közben akár 15 órán át.
Kitekintés: abszolút vagy relatív korlát?
Jelenleg csak találgatások vannak arról, hogy ez egy abszolút emberi határ-e vagy csupán egy történelmileg adott korlátot jelent – teszi fel a kérdést Carlson. „Valóban van-e olyan végleges emberi határ, amit soha nem léphetünk át? Vagy egyszerűen csak még nem jutottunk el odáig?”
Támogassuk együtt a tudományt!
Ha érdekesnek találta ezt a cikket és szeretné támogatni az értékes tudományos újságírást, fontolja meg előfizetés vásárlását. A Scientific American több mint másfél évszázada szolgálja ki olvasóit hiteles információkkal és inspiráló tartalmakkal. Az előfizetéssel hozzájárulhat ahhoz is, hogy továbbra is beszámoljunk olyan jelentős felfedezésekről és döntésekről, amelyek alakítják világunkat.