Ученые определили предел человеческой выносливости

В экстремальных ситуациях человек тратит как минимум в восемь-десять раз больше энергии, чем в обычной жизни. Но долго организм поддерживать такой режим энергозатрат не может. Внимание ученых было обращено на людей, занимающихся разными видами спорта.

Человек в состоянии покоя расходует определенное количество энергии. При длительных нагрузках он способен потратить больше, но потом все меняется. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.

В 2015 году ученые поставили эксперимент над участниками мега-гонки по территории Соединенных Штатов Race Across the USA (RAUSA). Супермарафонцы бежали 20 недель подряд и преодолели 4957 километров. Их маршрут пролегал через всю страну, начавшись в Лос-Анджелесе и завершившись в Вашингтоне.

Также исследователи изучали велосипедистов в «Тур де Франсе», участников соревнований по триатлону, бегунов в 160-километровом марафоне и некоторых других спортсменов.

Если физическая нагрузка длится в течение нескольких часов, основной обмен веществ человека (BMR) увеличивается примерно в пять раз. Но в случае длительных нагрузок ситуация меняется. Специалист по эволюционной антропологии Герман Понтцер из Университета Дьюка вместе с коллегами снабдили испытуемых особой питьевой водой. В ней обычные кислород и водород в лаборатории заменили на изотопы кислорот-18 и дейтерий. Затем исследователи неоднократно измеряли количество этих изотопов в выдыхаемом спортсменами воздухе, поте и моче. Так получилось узнать, сколько производится углекислого газа, а значит, тратится калорий.

Ученые определили изначальные данные BMR у пяти мужчин и одной женщины. Состояние этих спортсменов изучали ежедневно в течение всего времени, пока длилась гонка RAUSA. Полученные данные они сравнили с теми, что были получены во время многодневных соревнований по другим видам спорта. Результаты оказались схожими. Примерно через 20 дней тела людей переходили в режим энергосбережения. Причем в буквальном смысле слова. Расход энергии снижался и весьма значительно. Отметку больше, чем в 2,5 раза от BMR спортсмена не удалось преодолеть никому.

Получается, что организм сжигал калории стремительнее, чем человек успевал их получать из пищи. Так удалось определить предел человеческой выносливости. Чтобы выдерживать дальнейшие нагрузки, расходовались жировые запасы. Впрочем, по поводу жира это давно не секрет. Многие супермарафонцы перед соревнованиями садятся на особую диету, чтобы «нарастить» определенный слой жира.

Любопытным оказался и другой вывод: на беременность организм реагирует так же, как и на длительные соревнования на выносливость.

«Думая о беременности в тех же терминах, которые мы думаем о велосипедистах «Тур де Франс» и участниках триатлонов, вы понимаете, насколько невероятных ресурсов требует от нашего тела беременность», — пояснил Понтцер.

Раньше считалось, что в ходе эволюционных изменений человеку ничего другого не оставалось, как научиться долго и далеко бегать. И примерно те же механизмы позднее заставили тело женщин приспосабливаться к вынашиванию и рождению более крупных детей с большей массой мозга. Понтцер и его коллеги утверждают, что все могло быть с точностью до наоборот. Возможно, сначала женщины стали успешно рожать детей с большей, чем раньше, массой мозга, а уж потом выросшие чада стали более выносливыми в долгом беге, чем их предки.