研究運動員在進(jìn)行一些世界上最長和最艱苦的體育賽事時所消耗的能量，研究發(fā)現(xiàn)無論我們吃多少，我們都可以燃燒多少卡路里?？茖W(xué)進(jìn)展報告的這項研究表明，無論身體活動，以及是否持續(xù)數(shù)天，數(shù)周或數(shù)月，人類只能以約2.5倍的靜息代謝率燃燒卡路里。超過這個閾值，身體開始分解自己的組織，以彌補(bǔ)熱量不足。

“這定義了人類可能存在的領(lǐng)域，”杜克大學(xué)進(jìn)化人類學(xué)副教授Herman Pontzer博士評論說。研究人員指出消化道是能量灼傷的限制因素，并且說影響耐力運動員的相同生理限制也可能限制生殖方面，例如懷孕時間，或者大的嬰兒可能在子宮內(nèi)生長。Pontzer及其同事在一篇題為“ 極端事件揭示持續(xù)最大能量消耗的食物限制 ”的論文中報告了他們在科學(xué)進(jìn)展中的發(fā)現(xiàn)。

在研究能量消耗的生理限制方面有相當(dāng)大的科學(xué)興趣 - 通常表示為基礎(chǔ)代謝率(BMR)的倍數(shù)，并且被稱為“代謝范圍” - 以幫助最大的持續(xù)代謝范圍(SusMS)。作者解釋說，人類和其他物種。“對最大持續(xù)能量消耗的限制尚不清楚，但很有意義，因為它們限制了生殖，體溫調(diào)節(jié)和身體活動。”

為了在人類耐力的背景下對此進(jìn)行研究，由阿伯丁大學(xué)和中國科學(xué)院教授Pontzer和John Speakman博士領(lǐng)導(dǎo)的研究人員測量了2015年美國全國比賽中運動員燃燒的卡路里數(shù)量。 (RAUSA)。參加3000英里比賽的參賽者從加利福尼亞州一直延伸到華盛頓特區(qū)，每周參加6場馬拉松比賽，持續(xù)14-20周。然后，該團(tuán)隊分析了他們從RAUSA運動員獲得的數(shù)據(jù)，并與其他耐力或能源密集型活動(包括鐵人三項，環(huán)法自行車賽，北極徒步旅行和懷孕)提供的現(xiàn)有數(shù)據(jù)同時進(jìn)行分析，以期量化持續(xù)時間之間的關(guān)系?；顒雍妥畲鬁y量代謝范圍。

雖然結(jié)果表明代謝率的變化很大，取決于耐力事件的長度，但他們也表明長時間的高代謝率伴隨著總能量消耗的減少。研究人員在三個時間點測量了RAUSA運動員的總能量消耗(TEE)和靜息代謝率(RMR)：比賽開始前; 然后在第一周(第1周); 在最后一周(第20周)再次。他們發(fā)現(xiàn)雖然參與者的靜息代謝率在比賽過程中保持不變，但他們的總能量消耗在第1周和第20周之間減少，導(dǎo)致代謝范圍減小。

在比賽結(jié)束時，運動員每天燃燒的熱量比他們的里程數(shù)少了600卡路里。這表明身體可以有效地降低代謝設(shè)備，以幫助維持如此高水平的耐力活動。“無論機(jī)制如何，TEE和代謝范圍的減少對于使他們完成跑步至關(guān)重要，”研究人員指出。

由此得到的代謝范圍隨時間變化的L形圖表說明了運動員的能量消耗是如何開始的，然后以基礎(chǔ)代謝率的2.5倍下降和變平。“這是能量消耗受限的一個很好的例子，身體在長時間內(nèi)維持極高水平能量消耗的能力有限，”共同作者Caitlin Thurber博士說。“你可以沖刺100米，但你可以慢跑幾英里，對嗎?這也是如此，“蓬特說。

所有耐力賽都獲得了相同的形狀圖，無論運動員是在南極冰凍的條件下運送雪橇，還是在環(huán)法自行車賽的夏季騎山。在非常不同的環(huán)境條件下的這種一致性挑戰(zhàn)了一個先前提出的理論，即耐力與調(diào)節(jié)體溫的能力有關(guān)。

有趣的是，耐力運動員表現(xiàn)出的最大可持續(xù)能量消耗僅略高于孕婦和哺乳期婦女的代謝率，這一比例達(dá)到BMR的2.2倍，作者指出。這表明，對最終耐力能力施加最高限制的相同生理限制也是生殖方面的基礎(chǔ)，例如子宮內(nèi)的胎兒生長。

作者推測，從他們的耐力事件數(shù)據(jù)和過度喂養(yǎng)研究的結(jié)果來看，卡路里燃燒的限制因素是消化系統(tǒng)吸收和處理營養(yǎng)素的能力。他們寫道：“來自過度喂養(yǎng)研究的體重變化數(shù)據(jù)與耐力研究的重量變化數(shù)據(jù)的一致性表明，對能量攝取的共同抑制限制會限制廣泛的活動。”

“無論生理機(jī)制如何，SusMS與持續(xù)時間之間的密切關(guān)系揭示了一個共同的基礎(chǔ)框架，它將人類從探索，運動和繁殖中的各種持久耐力努力聯(lián)系起來，”他們總結(jié)道。“SusMS與持續(xù)時間之間的關(guān)系在約2.5倍的BMR下變平，表明人類習(xí)慣性代謝范圍(通常稱為”體力活動水平“)的代謝上限。

據(jù)研究人員所知，沒有人能夠達(dá)到超出這個限度的水平。“所以我認(rèn)為這對精英耐力運動員來說是一個挑戰(zhàn)，”Pontzer評論道。“當(dāng)你被證明是錯誤的時候，科學(xué)是有效的。也許有人會在某一天突破那個天花板，向我們展示我們所缺少的東西。