Метаболический потолок определяется не только физической подготовкой, но и ограничениями пищеварительной системы.
Ученые выявили, что у человека существует ограничение на длительное потребление энергии, которое даже самые подготовленные спортсмены преодолеть не могут. Новое исследование, опубликованное в Current Biology, показывает, что на протяжении 30 и более недель организм способен поддерживать расход энергии примерно в 2,4 раза выше базового метаболизма (BMR) — минимального количества калорий, необходимых для дыхания, работы сердца и других базовых функций.
«Ранее считалось, что организм может удерживать энергозатраты на уровне примерно 2,5 от BMR, но это никогда не проверялось на практике», — поясняет Эндрю Бест, биолог-антрополог из Массачусетского колледжа и соавтор исследования.
Как измеряли расход энергии
В эксперименте приняли участие 14 выносливых спортсменов — ультрамарафонцы, триатлонисты и велосипедисты. Их организмы отслеживали с помощью воды с двойной маркировкой, содержащей дейтерий и кислород-18, которые выводятся с мочой, потом и дыханием. Часть кислорода-18 выводится в виде углекислого газа, что позволяет точно рассчитать сжигаемые калории в реальном времени во время тренировок и соревнований.
«Такой метод дает преимущества перед лабораторными измерениями на беговых дорожках, поскольку позволяет оценивать реальные нагрузки спортсменов вне стен лаборатории», — отмечает Бест
Экстремальные нагрузки и ограничение энергии
Во время многодневных соревнований участники могли сжигать до 9000 калорий в день. Однако, наблюдения в течение 30–52 недель показали, что средний расход энергии устойчиво оставался около 2,4 от BMR. Исследователи отмечают, что даже при таком интенсивном образе жизни спортсмены не могут превышать этот «метаболический потолок».
Ученые также обнаружили интересный механизм компенсации: когда спортсмен тратит больше энергии на тренировку, он бессознательно снижает активность в повседневной жизни, например на прогулки или мелкие движения. Это позволяет организму оставаться в пределах допустимого энергетического лимита.
Ограничивающий фактор — питание
По словам Найджела Тернера, исследователя метаболизма из Университета Нового Южного Уэльса, одним из ключевых ограничений длительных энергозатрат является способность организма усваивать калории. Ранее было показано, что человек может переваривать лишь количество пищи, равное примерно 2,5 BMR.
«Если расход энергии длительно превышает этот уровень, организм начинает использовать внутренние резервы, включая мышцы, что может снизить физическую эффективность», — объясняет Тернер.
Таким образом, метаболический потолок определяется не только физической подготовкой, но и ограничениями пищеварительной системы. Даже самые тренированные атлеты сталкиваются с этим естественным барьером, который регулирует баланс между потребляемой и расходуемой энергией.
Это исследование подтверждает, что человеческий организм обладает встроенным пределом энергетических затрат. Короткие всплески высокой активности возможны, но длительное поддержание экстремального уровня энергии просто неосуществимо. Эти данные помогают лучше понимать физиологические границы выносливости и важность рационального питания при тренировках на высоком уровне.