研究運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行一些世界上最長(zhǎng)和最艱苦的體育賽事時(shí)所消耗的能量，研究發(fā)現(xiàn)無(wú)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(bào)告的這項(xiàng)研究表明，無(wú)論身體活動(dòng)，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(guò)這個(gè)閾值，身體開(kāi)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(píng)論說(shuō)。研究人員指出消化道是能量灼傷的限制因素，并且說(shuō)影響耐力運(yùn)動(dòng)員的相同生理限制也可能限制生殖方面，例如懷孕時(shí)間，或者大的嬰兒可能在子宮內(nèi)生長(zhǎng)。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(bào)告了他們?cè)诳茖W(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(shuō)，人類和其他物種。“對(duì)最大持續(xù)能量消耗的限制尚不清楚，但很有意義，因?yàn)樗鼈兿拗屏松?，體溫調(diào)節(jié)和身體活動(dòng)。”

為了在人類耐力的背景下對(duì)此進(jìn)行研究，由阿伯丁大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院教授Pontzer和John Speakman博士領(lǐng)導(dǎo)的研究人員測(cè)量了2015年美國(guó)全國(guó)比賽中運(yùn)動(dòng)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(chǎng)馬拉松比賽，持續(xù)14-20周。然后，該團(tuán)隊(duì)分析了他們從RAUSA運(yùn)動(dòng)員獲得的數(shù)據(jù)，并與其他耐力或能源密集型活動(dòng)(包括鐵人三項(xiàng)，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(shí)進(jìn)行分析，以期量化持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系?；顒?dòng)和最大測(cè)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(zhǎng)度，但他們也表明長(zhǎng)時(shí)間的高代謝率伴隨著總能量消耗的減少。研究人員在三個(gè)時(shí)間點(diǎn)測(cè)量了RAUSA運(yùn)動(dòng)員的總能量消耗(TEE)和靜息代謝率(RMR)：比賽開(kāi)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(guò)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(shí)，運(yùn)動(dòng)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(dòng)。“無(wú)論機(jī)制如何，TEE和代謝范圍的減少對(duì)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(shí)間變化的L形圖表說(shuō)明了運(yùn)動(dòng)員的能量消耗是如何開(kāi)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(gè)很好的例子，身體在長(zhǎng)時(shí)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(shuō)。“你可以沖刺100米，但你可以慢跑幾英里，對(duì)嗎?這也是如此，“蓬特說(shuō)。

所有耐力賽都獲得了相同的形狀圖，無(wú)論運(yùn)動(dòng)員是在南極冰凍的條件下運(yùn)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(gè)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(yùn)動(dòng)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(duì)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(zhǎng)。

作者推測(cè)，從他們的耐力事件數(shù)據(jù)和過(guò)度喂養(yǎng)研究的結(jié)果來(lái)看，卡路里燃燒的限制因素是消化系統(tǒng)吸收和處理營(yíng)養(yǎng)素的能力。他們寫(xiě)道：“來(lái)自過(guò)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(duì)能量攝取的共同抑制限制會(huì)限制廣泛的活動(dòng)。”

“無(wú)論生理機(jī)制如何，SusMS與持續(xù)時(shí)間之間的密切關(guān)系揭示了一個(gè)共同的基礎(chǔ)框架，它將人類從探索，運(yùn)動(dòng)和繁殖中的各種持久耐力努力聯(lián)系起來(lái)，”他們總結(jié)道。“SusMS與持續(xù)時(shí)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(dòng)水平“)的代謝上限。

據(jù)研究人員所知，沒(méi)有人能夠達(dá)到超出這個(gè)限度的水平。“所以我認(rèn)為這對(duì)精英耐力運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)，”Pontzer評(píng)論道。“當(dāng)你被證明是錯(cuò)誤的時(shí)候，科學(xué)是有效的。也許有人會(huì)在某一天突破那個(gè)天花板，向我們展示我們所缺少的東西。“