Har vi virkelig funnet grensen for menneskelig utholdenhet?
Har vi virkelig funnet grensen for menneskelig utholdenhet?
Anonim

En ny studie av transkontinentale racere peker på fordøyelseskanalen som den begrensende faktoren i ekstreme bragder med vedvarende utholdenhet

I løpet av en enkelt halvtime for noen dager siden fikk jeg en tekstmelding fra en tidligere SEAL-trener, en Facebook-melding fra en nevrovitenskapsmann i Virginia og en e-post fra min svigerfar, som alle ga meg de samme gode nyhetene: «Den ultimate grensen for menneskelig utholdenhet funnet», som BBC-overskriften sa det. Resten av dagen fortsatte folk å pinge meg og tenke at jeg kanskje ville skrive en siste Sweat Science før jeg avsluttet spalten for godt nå som eksistensberettigelsen var borte.

Overskrifter fanger selvfølgelig ikke alltid hele historien. Da jeg gravde frem den originale Science Advances-oppgaven av et team ledet av Herman Pontzer fra Duke University og John Speakman fra University of Aberdeen, ble jeg ikke overrasket over å oppdage at dens faktiske funn var en smule mer nyansert enn hypen antydet. Men det var interessant likevel, så jeg tror det er verdt å dele noen tanker om hva den nye studien gjør (og ikke) forteller oss.

Dataene i avisen kommer fra Race Across USA, et 140-dagers løpearrangement som krysset kontinentet fra Huntington Beach, California, til Washington, DC, i 2015. Noen av deltakerne lot seg pirke og pirke for skyld. vitenskap gjennom hele oppløpet. Den mest interessante innsikten i artikkelen kommer fra å plotte de nye dataene sammen med utholdenhetshendelser av ulik varighet for å se etter mønstre.

Det grunnleggende spørsmålet som stilles av forskerne er: hva er den maksimale hastigheten du kan forbrenne kalorier med over en lengre periode? I stedet for å forholde seg direkte til kalorier, uttrykker de resultatene i form av "metabolsk omfang", i multipler av basalstoffskiftet, som er hvor mange kalorier du forbrenner bare når du ligger rundt på sofaen. For noen som forbrenner 1500 kalorier per dag bare for å holde seg i live, hvis de drar ut på en anstrengende tur som krever 4500 kalorier per dag, vil deres metabolske omfang være 3,0 (4500 delt på 1500). Det lar deg sammenligne mennesker av forskjellige størrelser og former i en lignende skala.

Race Across USA-løperne begynte å brenne rundt 6200 kalorier om dagen i løpet av den første uken med løping, målt ved en teknikk som innebar å mate forsøkspersonene med vann med spesielt merkede sjeldne isotoper som gjør det mulig å spore fremgangen gjennom kroppen. Det tilsvarte et gjennomsnittlig metabolsk omfang på 3,76, men kaloriforbrenningen deres avtok gradvis i løpet av løpets varighet, noe som resulterte i et gjennomsnittlig metabolsk omfang over 140 dager på 3,11.

Dette er imidlertid ikke «den ultimate grensen for utholdenhet». Det er klart at du kan forbrenne flere kalorier enn det i kortere perioder. En tidligere studie med samme teknikk fant for eksempel at Tour de France-syklister holdt et metabolsk omfang på 4,9 i 22 dager. Og en berømt studie av Ranulph Fiennes og Mike Stroud mens de dro 500-kilos sleder over Antarktis, fant at de opprettholdt et metabolsk omfang på 6,6 i ti dager, og 3,5 i hele 95 dager.

I stedet ønsker Pontzer og Speakman å forstå forholdet mellom hvor høy kaloriforbrenning du kan opprettholde og hvor lenge du kan opprettholde den. For å gjøre det, leter de gjennom litteraturen etter eksempler på imponerende vedvarende energiforbrenning, alt fra korte løpeløp som 800 meter som varer mindre enn to minutter til utmattende langsiktige prøvelser som graviditet. Når du plotter alle disse punktene på én graf, ser de slik ut:

Bilde
Bilde
Bilde
Bilde

Det er dette overskriftene snakker om. Når du utvider til lengre varigheter, flater kurven ut et sted rundt et metabolsk omfang på 2,5. Hvis du ønsker å opprettholde en gitt arbeidsbelastning på ubestemt tid, antyder denne analysen, må du sørge for at du ikke forbrenner mer enn omtrent to og en halv ganger flere kalorier enn din basale metabolske hastighet. Det er den ultimate grensen for bærekraftig utholdenhet.

Når du ser på den grafen, kan du selvfølgelig se at denne grensen er basert på ganske sparsomme data. Den andre prikken fra høyre, etter 140 dager, er Race Across USA-dataene. Prikken til venstre for det, med et metabolsk omfang på 2,4, er en måling av åtte gambiske bønder over en 120-dagers periode under innhøstingen - imponerende, uten tvil, men ikke nødvendigvis det jeg ville ha antatt representerer de endelige grensene for utholdenhet. Prikken lengst til høyre, på 280 dager, er en studie av 19 kvinner under graviditet.

Med andre ord kan vi nok kverulere om nøyaktig hvor grensen går. Kanskje det er 2,6 i stedet for 2,5; kanskje det er 3.0. Men hvis man ser bort fra det nøyaktige tallet, er det tydelig at kurven flater ut når du strekker deg til lengre og lengre varigheter. Du kommer ikke til å opprettholde et metabolsk omfang på 15-dvs. verdensrekord i maratontempo - for ett år av gangen. Og det er også klart at grensene når du snakker om uker eller måneder er forskjellige fra de oksygenrelaterte grensene som begrenser kortbane- og landeveisløp. Så hva driver disse langsiktige grensene?

Det er her avisen blir interessant. De foreslår at vi har en "næringsenergiforsyningsgrense" - det vil si at vi rett og slett ikke kan fordøye kalorier raskt nok til å opprettholde høyere hastigheter på langsiktig energiforbrenning. Det er der grensen på 2,5 ganger stoffskiftet din kommer fra: du kan ikke fordøye mer enn det. Selvfølgelig, som de antarktiske trekkerne, kan du forbrenne mer enn det - men du vil rett og slett gå ned i vekt, fordi noen av disse kaloriene vil komme fra fettet (og kanskje muskelen) kroppen din har lagret, i stedet for maten du spiste som dag. Stroud og Fiennes, for eksempel, gikk ned henholdsvis 48 og 54 pund under turen, og hadde et daglig kaloriunderskudd som de tydeligvis ikke kunne ha holdt på lenge.

For å komme med dette argumentet, holder Pontzer og Speakman seg ikke bare til utmattende utholdenhetsbegivenheter. De ser også på den motsatte enden av spekteret, og ser på data fra åtte "overmatingsstudier", der forsøkspersoner ble tvunget til å presse grensene for fråtsing. Det de finner er at også her ser det ut til at inntaket topper rundt 2,5 ganger basalstoffskiftet. En typisk basal metabolsk hastighet er (veldig grovt sett) omtrent 1600 kalorier per dag, så det tyder på at de fleste ikke kan ta ned mer enn omtrent 4000 kalorier per dag. Og faktisk, når de plotter alle dataene sammen - overfôring, graviditet, bragder med utholdenhet - ser det ut til at mengden vekt som går opp eller går ned, tyder på at kaloriinntaket topper der ute.

Så hvordan forener vi alt dette med de berømte Michael Phelpsian-historiene om atletisk fråtsing? Jeg er ikke sikker. Det er verdt å merke seg at mens Race Across USA tok 140 dager, dekket Pete Kostelnick distansen på bare 42 dager i 2016, mens han spiste anslagsvis 9 000 til 14 000 kalorier per dag. Var han bare dårlig til å beregne kalorier? Kastet han ut en enorm mengde ufordøyd mat? Er han en genetisk freak? Eller er det rett og slett at en fyr som krysser kontinentet på 42 dager gir oss en mye bedre indikator på de faktiske grensene for menneskelig utholdenhet enn folk som gjorde det samme på 140 dager?

Det er noen andre hint om at virkelige eliteidrettsutøvere kan presse kurven til høyere nivåer. Som Pontzer og Speakman bemerker i papiret deres, er det studier av Tour de France-syklister og langrennsløpere der de opprettholder energiforbruk på 3,5 til 5 ganger basalstoffskiftet i så lenge som tre uker uten å gå ned i vekt. Det betyr at de må ha klart å fordøye så mye mat. Det kan gjenspeile deres ernæringsstrategier - kanskje sportsdrikker er så lett fordøyelige at du kan få i deg flere kalorier - eller ganske enkelt bety at de er uteliggere med uvanlig gode spiseevner.

Til slutt, det som er interessant med denne artikkelen er ikke det spesifikke tallet de kommer opp med for den antatte grensen for utholdenhet. I stedet er det konseptet med en "næringsmessig" grense. Da jeg snakket med Colin O'Brady før hans kryssing av Antarktis i fjor høst, var en av hans viktigste taktiske avgjørelser å ta med omtrent 8 000 kalorier mat per dag, i stedet for den typiske rasjonen på 5 000 kalorier de fleste tidligere oppdagere har brukt. På den tiden skjønte jeg at det hovedsakelig var et logistisk spill: kunne han bære den ekstra lasten? Og ville han være villig til å tygge og svelge all den maten? Men kanskje det er en mer grunnleggende grunn til at de fleste oppdagelsesreisende har toppet med lavere kaloritall – kanskje, uansett hvor forpliktet du er til å spise, kan du rett og slett ikke behandle så mange kalorier. Jeg må følge opp med O'Brady for å se hvordan spiseplanen hans ristet ut.

Det er et lignende spørsmål som lurer i en nylig artikkel jeg skrev om ketondrikker som et potensielt verktøy for å avverge overtrening. En av forskjellene mellom ketongruppen og placebogruppen var at ketondrikkerne, uten noen oppfordring, valgte å spise omtrent 700 flere kalorier per dag. Den ekstra energien kan ha vært grunnen til at ketongruppen tilsynelatende var i stand til å håndtere en høyere vedvarende treningsbelastning, noe som reiser spørsmålet om hvorfor de i den andre gruppen ikke bare valgte å spise mer.

For meg er det det dypere spørsmålet som ligger til grunn for Pontzer og Speakmans nye forskning. Representerer den antatte grensen på 2,5 ganger metabolsk hastighet (pluss eller minus normal variasjon i biologiske egenskaper) en hard grense? Har det, slik de spekulerer, noe å gjøre med størrelsen og formen på fordøyelseskanalen, eller genene som er involvert i leverfunksjonen? Eller er grensen mykere, mer en retningslinje diktert av hjernen vår og våre preferanser – en som for eksempel gambiske bønder instinktivt velger å adlyde i høstsesongen, men som Tour de France-rittene velger å ignorere uten tilsynelatende negative effekter? Det er bare én måte å finne det ut på: La oss håpe de gale menneskene som gjør ekstreme utholdenhetsutfordringer begynner å samle inn mer data om seg selv.

Anbefalt: