به گزارش پارسینه و به نقل از scientificamerican، سال هاست که دانشمندان دربارهٔ وجود یک حد نظری برای مصرف انرژی در بدن انسان بحث می کنند. در این میان، ورزشکاران استقامتی حرفه ای همواره در تلاش اند تا این مرزهای زیستی را جابه جا کنند. اکنون، مطالعه ای جدید که گروهی از دوندگان اولتراماراتن را به مدت یک سال زیر نظر گرفته، پاسخی محتمل برای این پرسش ارائه می دهد.

این پژوهش که در نشریهٔ Current Biology منتشر شده، نشان می دهد که دوندگان اولتراماراتن در طول رقابت ها می توانند تا روزانه 11 هزار کالری بسوزانند. با این حال، حفظ چنین سطحی از مصرف انرژی در بلندمدت ممکن نیست و هزینه هایی برای بدن به همراه دارد. یافته ها به وجود یک حد زیستی اشاره دارند که حتی آماده ترین بدن ها نیز قادر به عبور از آن نیستند.

اندرو بِست، انسان شناس زیستی و یکی از نویسندگان این مطالعه، می گوید: احساس می کنم بسیاری از افراد از نتایج شگفت زده شدند—من هم همین طور. یکی از شرکت کنندگان سالانه 4500 مایل در مسیرهای سخت می دوید، اما همچنان زیر این سقف باقی مانده بود.

این پژوهش بر پایهٔ دهه ها تحقیق دربارهٔ سقف متابولیک بدن انسان بنا شده است—یعنی حداکثر نرخ پایداری مصرف کالری که بدن قادر به تحمل آن است. تحقیقات اولیه در دهه های 1980 و 1990، با تمرکز بر مسابقهٔ 23 روزهٔ دوچرخه سواری تور دو فرانس، این سقف را چهار تا پنج برابر نرخ متابولیسم پایه (BMR) تعیین کرده بودند. اما مطالعات بعدی در رقابت های کوتاه تر نشان دادند که ورزشکاران استقامتی می توانند به 9.4 برابر BMR در مسابقات آیرون من 11 ساعته و 8.5 برابر BMR در اولتراماراتن های 25 ساعته برسند.

در سال 2019، پژوهشگران پیشنهاد دادند که سقف متابولیک به مدت زمان فعالیت بستگی دارد: مصرف کالری بسیار بالا در بازه های کوتاه ممکن است، اما در دوره های طولانی تر—مثلاً 28 هفته تمرین و رقابت—نرخ متابولیسم نمی تواند از 2.5 برابر BMR فراتر رود.

برای افراد عادی، این سقف هرگز قابل دستیابی نیست. برای مثال، یک فرد 150 پوندی با اندامی لاغر، در این حالت حدود 3750 کالری در روز می سوزاند. بِست می گوید: هدف این مطالعه، آزمودن فرضیهٔ 2.5 برابر در جمعیتی بود که از نظر فیزیکی بیشترین شانس را برای عبور از این سقف داشتند.

در این پژوهش، 14 ورزشکار اولترااستقامتی—12 مرد و 2 زن—به مدت یک سال زیر نظر گرفته شدند؛ طولانی ترین مدت برای چنین مطالعه ای تا کنون. بیشتر شرکت کنندگان ورزشکار حرفه ای بودند. ده نفر در اولتراماراتن ها رقابت می کردند و سایرین در آیرون من، تریاتلون های چندروزه و مسابقات دوچرخه سواری تخصص داشتند.

برای اندازه گیری دقیق مصرف انرژی، پژوهشگران از روشی پیشرفته استفاده کردند که شامل نوشیدن آب با عناصر سنگین تر از هیدروژن و اکسیژن معمولی بود. سپس با آزمایش ادرار، نرخ متابولیسم بدن اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که ورزشکاران در طول رقابت ها تا هفت برابر نرخ پایه کالری می سوزانند، اما پس از حدود 30 هفته، این نرخ همواره به 2.5 برابر یا کمتر کاهش می یابد.

آماندا مک گراسکی، انسان شناس تکاملی از دانشگاه ایلون، که در این مطالعه مشارکت نداشت، می گوید: حفظ فعالیت بدنی در نزدیکی سقف متابولیک، هزینه هایی برای بدن دارد.

برخی عملکردهای بدن در این شرایط فدا می شوند—از جمله کاهش سرعت گوارش، تضعیف سیستم ایمنی و حتی کوچک شدن موقت بافت مغز. همچنین شواهدی وجود دارد که نشان می دهد پس از رقابت ها، انرژی کمتری صرف میل جنسی و تولیدمثل می شود.

با وجود نتایج قابل توجه، کارشناسان هشدار می دهند که حجم نمونهٔ مطالعه محدود بوده است. برایس کارلسون، ورزشکار رکورددار اولترااستقامتی و استاد پیشین انسان شناسی، می گوید: اگر این سقف متابولیک واقعاً یک حد انسانی باشد، آگاهی از نزدیکی به آن می تواند برای ورزشکاران مفید باشد.

او معتقد است گام بعدی باید شناسایی مکانیسم زیستی این محدودیت باشد و بررسی اینکه آیا بدن انسان می تواند با تمرین، به آن نزدیک تر شود یا نه.

برخی پژوهشگران احتمال می دهند که این سقف انرژی، بازتابی از محدودیت های گوارش و جذب مواد مغذی باشد—فرآیندهایی که سوخت لازم برای عضلات را تأمین می کنند. با این حال، پیشرفت های تغذیهٔ ورزشی باعث شده ورزشکاران بتوانند کالری بیشتری مصرف کنند؛ برخی از دوندگان اولتراماراتن امروزی تا 500 کالری در ساعت، به مدت 15 ساعت، دریافت می کنند.

در حال حاضر، دانشمندان تنها می توانند حدس بزنند. کارلسون می پرسد: آیا این یک حد مطلق انسانی است که هرگز نمی توانیم از آن عبور کنیم؟ یا محدودیتی تاریخی است که هنوز موفق به عبور از آن نشده ایم؟