Czy naprawdę znaleźliśmy granicę ludzkiej wytrzymałości?
Czy naprawdę znaleźliśmy granicę ludzkiej wytrzymałości?
Anonim

Nowe badanie nad uczestnikami wyścigów transkontynentalnych wskazuje, że przewód pokarmowy jest czynnikiem ograniczającym ekstremalne wyczyny długotrwałej wytrzymałości

Kilka dni temu w ciągu pół godziny dostałem SMS-a od byłego trenera SEAL, wiadomość na Facebooku od neurobiologa z Wirginii i e-maila od mojego teścia.: „Znaleziono ostateczną granicę ludzkiej wytrzymałości”, jak ujął to nagłówek BBC. Przez resztę dnia ludzie ciągle do mnie dzwonili, myśląc, że być może chciałbym napisać ostatnią publikację Sweat Science, zanim zamknę tę kolumnę na dobre teraz, gdy jej racja bytu zniknęła.

Nagłówki oczywiście nie zawsze oddają całą historię. Kiedy odkopałem oryginalny artykuł Science Advances autorstwa zespołu kierowanego przez Hermana Pontzera z Duke University i Johna Speakmana z University of Aberdeen, nie byłem zaskoczony odkryciem, że jego faktyczne odkrycia były odrobinę bardziej zniuansowane, niż sugerował szum. Mimo to było to interesujące, więc myślę, że warto podzielić się kilkoma przemyśleniami na temat tego, co nowe badanie nam mówi (a czego nie).

Dane w gazecie pochodzą z Race Across USA, 140-dniowej imprezy biegowej, która przemierzyła kontynent od Huntington Beach w Kalifornii do Waszyngtonu w 2015 roku. Niektórzy uczestnicy pozwolili się szturchać i szturchać dla dobra nauki przez cały bieg. Najciekawsze spostrzeżenia zawarte w artykule pochodzą z wykreślenia tych nowych danych wraz ze zdarzeniami wytrzymałościowymi o różnym czasie trwania w celu wyszukania wzorców.

Podstawowe pytanie zadawane przez badaczy brzmi: w jakim maksymalnym tempie możesz spalać kalorie przez dłuższy czas? Zamiast zajmować się bezpośrednio kaloriami, wyrażają wyniki w kategoriach „zakresu metabolicznego” jako wielokrotności podstawowego tempa metabolizmu, czyli liczby kalorii, które spalasz leżąc na kanapie. Dla kogoś, kto spala 1500 kalorii dziennie tylko po to, by przeżyć, jeśli wyruszy na wyczerpującą wędrówkę, która wymaga 4500 kalorii dziennie, jego zakres metaboliczny wyniesie 3,0 (4500 podzielone przez 1500). To pozwala porównywać ludzi o różnych rozmiarach i kształtach w podobnej skali.

Biegacze Race Across USA zaczęli spalać około 6200 kalorii dziennie przez pierwszy tydzień biegania, mierząc techniką polegającą na karmieniu uczestników wodą specjalnie oznaczonymi rzadkimi izotopami, które umożliwiają śledzenie ich postępów w organizmie. Odpowiadało to średniemu zakresowi metabolicznemu wynoszącemu 3,76, ale ich spalanie kalorii stopniowo spadało w czasie trwania wyścigu, w wyniku czego średni zakres metaboliczny w ciągu 140 dni wynosił 3,11.

Nie jest to jednak „ostateczna granica wytrzymałości”. Oczywiste jest, że możesz spalić więcej kalorii przez krótszy czas. Na przykład wcześniejsze badanie z wykorzystaniem tej samej techniki wykazało, że kolarze Tour de France utrzymywali zakres metaboliczny 4,9 przez 22 dni. Słynne badanie Ranulpha Fiennesa i Mike'a Strouda, gdy ciągnęli 500-funtowe sanie przez Antarktydę, wykazało, że utrzymywali metaboliczny zakres 6,6 przez dziesięć dni i 3,5 przez pełne 95 dni.

Zamiast tego Pontzer i Speakman chcą zrozumieć związek między tym, jak wysokie spalanie kalorii możesz wytrzymać, a jak długo możesz je utrzymać. Aby to zrobić, przeczesują literaturę w poszukiwaniu przykładów imponującego ciągłego spalania energii, począwszy od krótkich biegów, takich jak biegi na 800 metrów, które trwają mniej niż dwie minuty, po wyczerpujące, długoterminowe próby, takie jak ciąża. Kiedy wykreślisz wszystkie te punkty na jednym wykresie, wyglądają one tak:

Obraz
Obraz
Obraz
Obraz

O tym właśnie mówią nagłówki. Gdy wydłużasz czas trwania, krzywa spłaszcza się w okolicach metabolicznego zakresu 2,5. Ta analiza sugeruje, że jeśli chcesz utrzymać dane obciążenie pracą w nieskończoność, musisz upewnić się, że nie spalasz więcej niż około dwa i pół raza więcej kalorii niż Twoja podstawowa przemiana materii. To ostateczna granica zrównoważonej wytrzymałości.

Kiedy spojrzysz na ten wykres, oczywiście zobaczysz, że ten limit jest oparty na dość skąpych danych. Druga kropka od prawej, po 140 dniach, to dane Race Across USA. Kropka na lewo od tego, przy metabolicznym zakresie 2,4, to pomiar ośmiu gambijskich farmerów w okresie 120 dni podczas zbiorów. Bez wątpienia imponujące, ale niekoniecznie to, co bym zakładał, reprezentuje ostateczne granice wytrzymałości. Kropka po prawej stronie, po 280 dniach, to badanie 19 kobiet w ciąży.

Innymi słowy, prawdopodobnie możemy spierać się o to, gdzie jest granica. Może to 2,6 zamiast 2,5; może to 3.0. Ale pomijając dokładną liczbę, jasne jest, że krzywa spłaszcza się, gdy rozciągasz się do coraz dłuższych czasów. Nie utrzymasz metabolicznego zakresu 15-tj. rekordowe tempo maratonu świata – przez cały rok. Jasne jest również, że limity, gdy mówimy o tygodniach lub miesiącach, różnią się od limitów związanych z tlenem, które ograniczają wyścigi na krótkich torach i szosie. Więc co napędza te długoterminowe ograniczenia?

To jest moment, w którym artykuł staje się interesujący. Sugerują, że mamy „limit podaży energii pokarmowej” – to znaczy, że po prostu nie jesteśmy w stanie strawić kalorii wystarczająco szybko, aby utrzymać wyższe tempo długoterminowego spalania energii. Stąd bierze się granica 2,5-krotności tempa metabolizmu: nie możesz strawić więcej. Oczywiście, podobnie jak trekkerzy z Antarktyki, możesz spalić więcej, ale po prostu schudniesz, ponieważ część tych kalorii będzie pochodzić z tłuszczu (i być może z mięśni) zgromadzonego przez twoje ciało, a nie z jedzenia, które zjadłeś. dzień. Na przykład Stroud i Fiennes stracili odpowiednio 48 i 54 funty podczas wędrówki, mając dzienny deficyt kaloryczny, którego najwyraźniej nie mogli utrzymać dłużej.

Aby przedstawić ten argument, Pontzer i Speakman nie ograniczają się tylko do wyczerpujących zawodów wytrzymałościowych. Patrzą również na przeciwległy koniec spektrum, patrząc na dane z ośmiu badań nad „przekarmieniem”, w których badani byli zmuszeni przesuwać granice obżarstwa. Odkryli, że również tutaj spożycie wydaje się przekraczać około 2,5-krotność podstawowej przemiany materii. Typowa podstawowa przemiana materii wynosi (w przybliżeniu) około 1600 kalorii dziennie, co sugeruje, że większość ludzi nie może spożywać więcej niż około 4000 kalorii dziennie. I rzeczywiście, kiedy zestawiają wszystkie dane razem – przekarmienie, ciąża, wyczyny wytrzymałościowe – ilość przybranej lub utraconej wagi wydaje się sugerować, że spożycie kalorii jest tam najwyższe.

Jak więc pogodzić to wszystko ze słynnymi opowieściami Michaela Phelpsa o sportowym obżarstwo? Nie jestem pewny. Warto zauważyć, że podczas gdy Race Across USA trwał 140 dni, Pete Kostelnick pokonał ten dystans w zaledwie 42 dni w 2016 roku, jedząc szacunkowo od 9 000 do 14 000 kalorii dziennie. Czy był po prostu kiepski w szacowaniu kalorii? Czy wyrzucał ogromną ilość niestrawionego jedzenia? Czy on jest genetycznym maniakiem? A może po prostu facet, który przemierza kontynent w 42 dni, daje nam znacznie lepszy wskaźnik rzeczywistych granic ludzkiej wytrzymałości niż ludzie, którzy robili to samo w 140 dni?

Istnieje kilka innych wskazówek, że prawdziwie elitarni sportowcy mogą przesunąć krzywą na wyższy poziom. Jak zauważają Pontzer i Speakman w swoim artykule, istnieją badania nad rowerzystami Tour de France i narciarzami biegowymi, w których utrzymują wydatek energetyczny od 3,5 do 5 razy większy od podstawowego tempa metabolizmu przez nawet trzy tygodnie bez utraty wagi. Oznacza to, że musieli z powodzeniem trawić tyle jedzenia. Może to odzwierciedlać ich strategie żywieniowe – być może napoje dla sportowców są tak łatwo przyswajalne, że można uzyskać więcej kalorii – lub po prostu oznaczać, że są odstające i mają wyjątkowo dobre zdolności żywieniowe.

Ostatecznie to, co jest interesujące w tym artykule, to nie konkretna liczba, którą wymyślili jako rzekomą granicę wytrzymałości. Zamiast tego jest to koncepcja limitu „pokarmowego”. Kiedy rozmawiałem z Colinem O’Bradym przed jego przeprawą na Antarktydę zeszłej jesieni, jedną z jego głównych decyzji taktycznych było dostarczanie około 8000 kalorii żywności dziennie, zamiast typowej racji 5000 kalorii, którą stosowała większość poprzednich odkrywców. Wtedy sądziłem, że to głównie ryzyko logistyczne: czy mógłby unieść dodatkowy ładunek? I czy byłby gotów przeżuć i połknąć całe to jedzenie? Ale może jest bardziej fundamentalny powód, dla którego większość odkrywców osiąga szczyt przy niższych kaloriach – może bez względu na to, jak bardzo jesteś zaangażowany w jedzenie, po prostu nie jesteś w stanie przetworzyć tylu kalorii. Będę musiał skontaktować się z O’Bradym, żeby zobaczyć, jak wypadł jego plan żywieniowy.

Podobne pytanie czai się w ostatnim artykule, który napisałem o napojach ketonowych jako potencjalnym narzędziu do zapobiegania przetrenowaniu. Jedną z różnic między grupą ketonową a grupą placebo było to, że osoby pijące ketony, bez żadnej zachęty, zdecydowały się spożywać około 700 kalorii więcej dziennie. Ta dodatkowa energia mogła być powodem, dla którego grupa ketonowa najwyraźniej była w stanie poradzić sobie z wyższym, długotrwałym obciążeniem treningowym, co nasuwa pytanie, dlaczego ci z drugiej grupy po prostu nie zdecydowali się jeść więcej.

Dla mnie to głębsze pytanie leżące u podstaw nowych badań Pontzera i Speakmana. Czy rzekomy limit 2,5-krotnego tempa metabolizmu (plus lub minus normalna zmienność cech biologicznych) stanowi twardą granicę? Czy ma to, jak spekulują, coś wspólnego z wielkością i kształtem przewodu pokarmowego, czy z genami zaangażowanymi w pracę wątroby? A może granica jest łagodniejsza, bardziej wytyczna podyktowana przez nasz mózg i nasze preferencje – którą, powiedzmy, gambijscy rolnicy instynktownie decydują się przestrzegać podczas sezonu żniwnego, ale jeżdżąc na Tour de France wolą ignorować bez widocznych negatywnych skutków? Jest tylko jeden sposób, aby się tego dowiedzieć: miejmy nadzieję, że szaleni ludzie, którzy wykonują ekstremalne wyzwania wytrzymałościowe, zaczną zbierać więcej danych o sobie.

Zalecana: