Новое исследование трансконтинентальных гонщиков рассматривает пищеварительный тракт как ограничивающий фактор в экстремальных подвигах устойчивой выносливости.
За полчаса несколько дней назад я получил сообщение от бывшего тренера SEAL, сообщение в Facebook от нейробиолога из Вирджинии и электронное письмо от тестя, и все они сообщили мне те же хорошие новости.: «Найден предел человеческой выносливости», - говорится в заголовке BBC. Остаток дня люди продолжали звонить мне, возможно, полагая, что я захочу написать последнюю «Науку о поте», прежде чем окончательно свернуть колонку, поскольку смысл ее существования исчез.
Заголовки, конечно, не всегда отражают всю историю. Когда я откопал исходную статью Science Advances, подготовленную группой под руководством Германа Понцера из Университета Дьюка и Джона Спикмана из Университета Абердина, я не удивился, обнаружив, что его фактические результаты были немного более тонкими, чем предполагалось. Но, тем не менее, это было интересно, поэтому я думаю, что стоит поделиться некоторыми мыслями о том, что новое исследование говорит нам (и не говорит).
Данные в статье взяты из Race Across USA, 140-дневного бегового мероприятия, которое пересекло континент от Хантингтон-Бич, Калифорния, до Вашингтона, округ Колумбия, в 2015 году. науки на протяжении всего пробега. Наиболее интересные выводы в этой статье получены при нанесении этих новых данных на график вместе с событиями на выносливость различной продолжительности для поиска закономерностей.
Исследователи задают фундаментальный вопрос: какова максимальная скорость, с которой вы можете сжигать калории в течение длительного периода времени? Вместо того, чтобы иметь дело непосредственно с калориями, они выражают результаты с точки зрения «объема метаболизма», кратного вашей основной скорости метаболизма, то есть тому, сколько калорий вы сжигаете, просто лежа на диване. Для того, кто сжигает 1500 калорий в день только для того, чтобы остаться в живых, если они отправятся в изнурительный поход, требующий 4 500 калорий в день, их метаболический объем будет 3,0 (4 500 делить на 1 500). Это позволяет сравнивать людей разных размеров и форм в одном масштабе.
Бегуны Race Across USA начали сжигать около 6 200 калорий в день в течение первой недели бега, согласно методике, включающей кормление испытуемых водой со специально помеченными редкими изотопами, которые позволяют отслеживать прогресс в организме. Это соответствовало среднему уровню метаболизма 3,76, но их сжигание калорий постепенно снижалось на протяжении гонки, в результате чего средний объем метаболизма за 140 дней составил 3,11.
Однако это не «предел выносливости». Понятно, что вы можете сжечь больше калорий за более короткие периоды времени. Например, более раннее исследование с использованием той же техники показало, что у велосипедистов Тур де Франс уровень метаболизма составляет 4,9 в течение 22 дней. А знаменитое исследование Ранульфа Файнса и Майка Страуда, когда они буксировали 500-фунтовые сани через Антарктику, показало, что они выдерживали метаболический диапазон 6,6 в течение десяти дней и 3,5 в течение полных 95 дней.
Вместо этого Понцер и Спикман хотят понять взаимосвязь между тем, насколько высоко вы сжигаете калории, и как долго вы можете поддерживать его. Для этого они просматривают литературу в поисках примеров впечатляющего длительного сжигания энергии, начиная от коротких забегов, таких как бег на 800 метров, которые длятся менее двух минут, до изнурительных долгосрочных испытаний, таких как беременность. Когда вы наносите все эти точки на один график, они выглядят следующим образом:
Об этом и говорят заголовки. По мере того, как вы увеличиваете продолжительность, кривая выравнивается где-то около уровня метаболизма 2,5. Этот анализ показывает, что если вы хотите поддерживать определенную рабочую нагрузку на неопределенный срок, вам нужно убедиться, что вы не сжигаете больше, чем примерно в два с половиной раза больше калорий, чем ваш базальный уровень метаболизма. Это предел устойчивой выносливости.
Когда вы посмотрите на этот график, конечно, вы увидите, что это ограничение основано на довольно скудных данных. Вторая точка справа через 140 дней - это данные Race Across USA. Точка слева от этого с метаболическим масштабом 2,4 - это измерение восьми гамбийских фермеров за 120-дневный период во время урожая, без сомнения, но не обязательно то, что я предположил, представляет собой конечные пределы выносливости.. Крайняя правая точка на 280 днях - это исследование 19 женщин во время беременности.
Другими словами, мы, вероятно, можем спорить о том, где именно находится предел. Может, это 2,6, а не 2,5; может быть 3.0. Но если оставить в стороне точное число, ясно, что кривая сглаживается по мере того, как вы растягиваете все более и более длительные периоды. Вы не собираетесь поддерживать уровень метаболизма 15, т. Е. мировой рекорд в марафонском темпе - на год подряд. И также ясно, что ограничения, когда вы говорите о неделях или месяцах, отличаются от ограничений, связанных с кислородом, которые ограничивают шорт-трек и шоссейные гонки. Так что же движет этими долгосрочными ограничениями?
Вот где статья становится интересной. Они предполагают, что у нас есть «предел пищевой энергии», то есть мы просто не можем переваривать калории достаточно быстро, чтобы поддерживать более высокие темпы длительного сжигания энергии. Вот откуда исходит предел в 2,5 раза превышающий вашу скорость метаболизма: вы не можете переварить больше этого. Конечно, как и путешественники по Антарктике, вы можете сжечь больше, но вы просто похудеете, потому что некоторые из этих калорий будут поступать из жира (и, возможно, мышц), который хранится в вашем теле, а не из пищи, которую вы съели, что день. Страуд и Файнс, например, потеряли 48 и 54 фунта соответственно во время своего похода, испытывая ежедневный дефицит калорий, который они явно не могли выдерживать намного дольше.
Чтобы привести этот аргумент, Понтцер и Спикман не ограничиваются только изнурительными соревнованиями на выносливость. Они также смотрят на противоположный конец спектра, рассматривая данные восьми исследований «перекармливания», в которых испытуемые были вынуждены выйти за пределы обжорства. Они обнаружили, что и здесь потребление, по-видимому, превышает базовую скорость метаболизма примерно в 2,5 раза. Типичная скорость основного обмена составляет (очень приблизительно) около 1600 калорий в день, так что это говорит о том, что большинство людей не могут потреблять более 4000 калорий в день. И действительно, когда они собирают все данные вместе - перекармливание, беременность, подвиги на выносливость - количество прибавленного или потерянного веса, кажется, действительно указывает на то, что потребление калорий находится на пике.
Так как же совместить все это со знаменитыми историями Майкла Фелпсиана о спортивном обжорстве? Я не уверен. Стоит отметить, что в то время как гонка по США длилась 140 дней, Пит Костельник преодолел дистанцию всего за 42 дня в 2016 году, при этом потребляя от 9000 до 14000 калорий в день. Он просто плохо считал калории? Не переваривал ли он огромное количество непереваренной пищи? Он генетический урод? Или просто парень, который пересекает континент за 42 дня, дает нам гораздо лучший индикатор реальных пределов человеческой выносливости, чем люди, проделавшие то же самое за 140 дней?
Есть и другие намеки на то, что действительно элитные спортсмены могут подтолкнуть кривую к более высокому уровню. Как отмечают в своей статье Понцер и Спикман, существуют исследования велосипедистов «Тур де Франс» и лыжников-бегунов, в которых они выдерживают энергетические затраты в 3,5-5 раз превышающие базальную скорость метаболизма в течение трех недель без потери веса. Это означает, что они, должно быть, успешно переваривали столько еды. Это может отражать их стратегии питания - возможно, спортивные напитки настолько легко усваиваются, что вы можете получить больше калорий, - или просто означать, что они выделяются из категории с необычно хорошими пищевыми способностями.
В конце концов, в этой статье интересно не конкретное число, которое они придумали для предполагаемого предела выносливости. Вместо этого это концепция «пищевого» лимита. Когда я разговаривал с Колином О’Брэди перед его переходом в Антарктику прошлой осенью, одним из его основных тактических решений было приносить около 8000 калорий в день, а не типичный рацион в 5000 калорий, который использовали большинство предыдущих исследователей. В то время я подумал, что это было в основном логистической авантюрой: сможет ли он нести лишнюю ношу? И захочет ли он прожевать и проглотить всю эту пищу? Но, возможно, есть более фундаментальная причина, по которой большинство исследователей превысили количество калорий: возможно, независимо от того, насколько вы привержены к еде, вы просто не можете обработать такое количество калорий. Мне нужно будет поговорить с О'Брэди, чтобы узнать, насколько удачным оказался его план питания.
Аналогичный вопрос скрывается в недавней статье, которую я написал о кетоновых напитках как потенциальном средстве предотвращения перетренированности. Одно из различий между группой кетонов и плацебо заключалось в том, что люди, пьющие кетоны, без всякой подсказки предпочли есть примерно на 700 калорий в день больше. Эта дополнительная энергия могла быть причиной того, что группа кетонов, казалось, могла справиться с более высокой устойчивой тренировочной нагрузкой, что поднимает вопрос, почему участники другой группы просто не решили есть больше.
Для меня это более глубокий вопрос, лежащий в основе нового исследования Понцера и Спикмана. Является ли предполагаемый предел в 2,5 раза больше скорости метаболизма (плюс или минус нормальное изменение биологических характеристик) жестким пределом? Как они предполагают, это как-то связано с размером и формой пищеварительного тракта или генами, участвующими в функции печени? Или это ограничение более мягкое, это скорее ориентир, продиктованный нашим мозгом и нашими предпочтениями - тот, который, скажем, гамбийские фермеры инстинктивно предпочитают подчиняться во время сезона сбора урожая, но эти аттракционы Tour de France предпочитают игнорировать без видимых пагубных последствий? Есть только один способ узнать это: будем надеяться, что сумасшедшие, которые выполняют экстремальные упражнения на выносливость, начнут собирать больше данных о себе.