Práce vydaná v magazínu Science Advances vynáší jasný verdikt. Ať sportovec podstupuje jakoukoli výkonnostní výzvu, její hranice nakonec určuje metabolický limit. Maximální míra energetického výdeje, který lidská bytost v dlouhodobém měřítku může snést. Kde ona hranice leží, se vědci pokoušeli zjistit celé roky.
„Lidé se snažili najít jediný údaj, hladinu energetického výdeje, který je udržitelný do nekonečna. Sledovali extrémní závody jako Tour de France, aby ono číslo, onen údaj nalezli,“ vysvětluje spoluator studie Herman Pontzer, evoluční antropolog z Duke University
Pontzer se svým týmem podle svých slov, ale i ohlasů kolegů uspěl. Onu hranici stanovili docela přesně. Určili, že dlouhodobě mohou lidé spalovat kalorie jen do dvouapůlnásobku klidového metabolického výdeje, tedy výdeje energie způsobené běžnými provozními činnostmi našeho těla. Dýcháním, udržováním krevního oběhu a tělesné teploty. Víc ze sebe tělo nevymáčkne, leda za cenu vlastního ničení.
„Dvouapůlnásobek definuje hranice toho, co je pro lidi možné,“ říká Pontzer. Za prahem dvouapůlnásobku klidového energetického výdeje začíná tělo v zoufalé snaze kalorický deficit nahradit rozkládat vlastní tkáně.
Vědci přitom dodávají, že jimi stanovenou hranici člověk neobelstí tím, že by více jedl, aby zvýšený energetický výdej nahradil „nakopnutým“ příjmem. Limity totiž zná i náš zažívací trakt. Je schopen pozřít, přijmout a zpracovat jen jisté množství potravy. „Existuje limit, kolik kalorií dokážou naše těla denně absorbovat,“ uvádí Pontzer. Oním limitem je právě dvouapůlnásobek běžného kalorického příjmu.
Evoluční biolog z Harvard University Daniel Lieberman, jehož zpovídal server ScienceMag, přitom zjištění studie označil za přesvědčivá a autoritativní. „Jsou to působivá data. Zjištění, že extrémní lidská vytrvalost má tvrdé hranice, je velmi přesvědčivé,“ uvedl Lieberman.
Magický dvouapůlnásobek
K výzkumu si autoři studie vzali v roce 2015 k ruce šest běžců, kteří se účastnili extrémního podniku Race Across the USA. Za dvacet týdnů při něm musejí atleti zdolat v dlouhém cyklu maratonů celkem 4 957 kilometrů – od Los Angeles do Washingtonu.
Aby zjistili, kolik kalorií spalují, nahradili v jejich pitné vodě vodík a kyslík neškodnými izotopy oněch prvků. Díky tomu, že dokázali chemicky sledovat, jak tyto izotopy vylučují těla sportovců v moči, potu a vydechovaným vzduchem, dokázali propočítat, kolik atleti produkují oxidu uhličitého. Ono měření se již přímo vztahuje k tomu, kolik kalorií spalují.
„Změny v energetických výdajích sportovců byly ohromující,“ líčí list The New York Times. Po první týden opakujících se maratonů běžci spálili v průměru 6 200 kalorií denně, což byl oproti typickému energetickému výdeji před závodem výrazný skok nahoru.
O dvacet týdnů později však měření přinesla docela jiná data. Sportovci spalovali v průměru o 600 kalorií méně. A to navzdory faktu, že zdolávali tytéž vzdálenosti toutéž rychlostí. I díky sníženému energetickému výdeji nezhubli.
Vědci spočítali, že zatímco na začátku závodu se metabolický výdej atletů zvýšil oproti klidovému výdeji třiapůlkrát, poslední dvacátý týden závodu se ustálil na dvouapůlnásobku.
Aby neskončili jen u jednoho vzorku a jednoho druhu extrémní zátěže, porovnali vědci výsledky s předchozími metabolickými daty sportovců, kteří podstupovali triatlony, stošedesátikilometrové ultramaratonské běhy, dlouhé cyklistické závody jako Tour De France, ale též arktické výpravy.
Autoři studie seznali, že po dvanácti hodinách jakéhokoli náročného fyzického výkonu energetický výdej jeho účastníků významně stoupl. Nakonec se ale ustálil na onom dvouapůlnásobku jejich běžného, klidového metabolického výdeje.
Jak stěžejní tento dvouapůlnásobek je, naznačilo i studium předchozích, vpravdě svérázných výzkumů, při nichž se dobrovolníci přejídali, aby vědci mohli monitorovat, kolik a jak rychle přiberou. Měření ukázala, že jedlíci přibrali nanejvýš tolik, kolik odpovídalo dvouapůlnásobku jejich základních kalorických potřeb. To znamená, že jakkoli mohli přijímat víc kalorií, jejich těla nebyla schopna zpracovat nic víc nad onen limit.
Podle Pontzera to znamená, že náš organismus je schopný jistým způsobem rozpoznat nebezpečí, že se chystáme prolomit hranici, za níž bychom již nedokázali nahrazovat vydanou energii. A protože víc než dvouapůlnásobek běžné spotřeby kalorií nejsou naše těla schopna zpracovat, při dlouhodobé zátěži nedopustí, abychom přišli o více než dvouapůlnásobek klidového energetického výdeje, vysvětluje Pontzer.
Nezastírá přitom, že na otázku, jakým způsobem se naše tělo oné hranice přidrží, nemá se svými kolegy odpověď. Jen předpokládá, že by organismus mohl spořit energii omezením fyziologických procesů, jako je například imunitní odpověď.
Pro špičkové sportovce pak studie znamená stopku, která jim brání například běžet déle a rychleji. Prostě proto, že víc kalorií nezpracují.
Těhotenství jako vytrvalostní disciplína
Kromě toho vědci shledali, že jen těsně pod dvouapůlnásobkem energetického výdaje se pohybují výkony těhotných žen. „Těhotenství představuje největší časově nejdelší výdej energie, jehož jsou lidé schopni,“ shrnuje Pontzer pro list New York Post.
Těhotné ženy podle výzkumníků fungují na 2,2 násobku svého klidového metabolického výdeje po zhruba 270 dní. „Pokud se hodnota zvýšila, stalo by se těhotenství neudržitelným, poškozovalo by tělo a bylo by potenciálně smrtelné,“ popisuje list.
Pontzer považuje vztah mezi na první pohled tak odlišnými aktivitami, jako je těhotenství na jedné straně a například extrémní ultramaratony na straně druhé, za „zábavné evoluční spojení“, o němž věda dříve nevěděla. Podle jeho mínění navíc poukazuje k hypotéze o tom, proč evoluce vybudovala člověka tak, jak jej vystavěla.
„Lidé jsou skutečnými vytrvalostními primáty,“ uvedl Pontzer pro magazín The Scientist s tím, že jejich schopnosti běhu na dlouhé tratě dalece převyšují výkony ostatních primátů. A protože se vztahuje jak těhotenství, tak namáhavá fyzická aktivita k témuž biologickému mechanismu, vede to podle Pontzera k domněnce, že když evoluce přidělila lidem schopnost vytrvalostního běhu, obdařila je jako vedlejším produktem též schopností „mít větší děti a mít je častěji“. Nebo obráceně, vytrvalostní běžecká zdatnost je sekundárním následkem schopnosti rodit větší děti, s větší frekvencí.
Porazí někdo vědecká zjištění?
Opravdu poctivě jsme se snažili najít příklad lidí, kteří výdejový limit, který náš výzkum zjistil, překonali. Neuspěli jsme,“ dodává Pontzerova kolegyně Caitlin Thurberová.
Na supermuže a superženy čeká i Pontzer. „Myslím, že to je pro elitní vytrvalostní sportovce výzva. Věda funguje, když se prokáže, že se mýlíte. Někdo onen strop jednoho dne možná prolomí. Tím nám ukáže, v čem se mýlíme,“ cituje ho list The Telegraph.
I předchozí data však naznačují, že Pontzerův tým se nejspíš neplete. Jeho model považuje za přesvděčivý například odborník na metabolismus a fyziologii z University of Montana Brent Ruby. A to i proto, že odpovídá jeho vlastním zjištěním. Zkoumal dvaatřicet hasičů během jejich nasazení při těžkých úkolech, které trvalo od pěti do sedmi dní.
„Když byli jednotlivci na úrovni dvouapůlnásobku své základní metabolické úrovně, zachovávali si během akce tělesnou hmotnost,“ líčí. Pouze pět z nich dosáhli trojnásobku. „Čtyři z nich však začalo ztrácet hmotnost. To leccos napovídá o konceptu udržitelnosti,“ podotýká Ruby.
