Jestli jsou lidé v nějaké fyzické aktivitě dobří, tak je to vytrvalostní běh. Jedna z loveckých metod současných lovců sběračů, a patrně i našich předků, spočívá ve štvaní kořisti, tak dlouho dokud nepadne vyčerpáním.

Předpokládá se, že tato extrémní vytrvalost je mimo jiné dána lidskou schopností potit se, která umožňuje efektivní termoregulaci. Jaké jsou ale skutečné hranice výdrže?

Většina savců dokáže krátkodobě vydávat energii na úrovni pětinásobku bazálního metabolismu (BMR). To je energie, kterou spotřebováváme na běžný chod organismu v klidu a na lačno – tedy bez energie vynaložené na trávení.

Ideálně se měří po dvanáctihodinovém půstu, v termostabilních podmínkách a v klidu. Pro představu lze doplnit, že třicetiletý muž s výškou 180 cm a váhou 85 kg má BMR kolem 1900 kilokalorií na den.

Hlodavci v chladných podmínkách mohou vydávat i sedminásobek energie své BM. Profesionální sportovci, triatlonisté a ultramaratonci, dokáží krátkodobě vydávat energie víc, i 9,4x BMR.

Proč se výkon sportovců zastavuje na 2,5násobku BMR? | zdroj: Profimedia

Limit pro dlouhodobou energetickou zátěž byl dosud neznámý. Nová studie použila data z extrémních vytrvalostních závodů pro výpočet limitů lidského metabolismu.

Data ze závodu

Hlavním zdrojem dat byl téměř pět tisíc kilometrů dlouhý extrémní závod Race Across the USA, který vedl z kalifornské Huntington Beach na opačnou stranu kontinentu, do Washingtonu. 

Různě rychlí účastníci uběhli závod za 14 až 20 týdnů. Šest dnů v týdnu přitom zvládli každý den vzdálenost zhruba odpovídající maratonu (42,2 km) a sedmý den odpočívali.

Pět běžců a jedna běžkyně, kteří spolupracovali s vědci, pili v průběhu závodu vodu, ve které byla část atomů kyslíku a vodíku nahrazena za vzácnější nukleotidy. Množství těchto nukleotidů v moči závodníků potom sloužilo k výpočtu celkové vydané energie a rychlosti metabolismu.

Pro zjištění celkového energetického výdeje bylo zapotřebí i dalších měření jako byl výpočet bazálního metabolismu a váha sportovců před závodem a v průběhu závodu.

S délkou závodu postupně klesal energetický výdej. Prvních pět dní vydávalo závodníci v průměru 6202 kcal na den. V 20. týdnu tato hodnota klesla na 1224 kcal/den.

Energetický výdej se nakonec zastavil na 2,5 až 3násobku BMR. Podobné hodnoty byly zjištěny i při porovnání s daty z ultramaratonů, dlouhých cyklistických závodů, jako je Tour de France, nebo závodů v arktickém trekkingu.

Data ze závodů navíc byla srovnána i s dalšími náročnými čistě ženskými energeticky náročnými vytrvalostními disciplínami, těhotenstvím a kojením. Ukázalo, se že těhotenství má na ženský organismus podobný vliv jako vytrvalostní závody.

Limit odhalen

Proč se ale výkon sportovců zastaví na 2,5násobku BMR? Jak víme ze školních lavic z hodin fyziky, energie se nemůže ztratit ani vzniknout z ničeho, pouze se může přeměnit. V případě sportovců je k dispozici energie z tukových zásob a energie z průběžně přijímané potravy.

U extrémně dlouhých závodů se spotřebují tukové zásoby a běžci si pak musí vystačit s energií z potravy. Jeden z dalších typů studií zabývajících se lidským metabolismem jsou studie přejídání. Takové studie spočívají v tom, že účastníci dostávají mnohem víc potravy, než kolik je jejich celkový energetický výdej a zároveň vykonávají jen málo fyzických aktivit.

Cílem je zjistit kolik energie dokáže lidské tělo z potravy získat, když není množství potravy nijak omezeno. Ukázalo se, že lidé dokáží přijmout maximálně množství energie odpovídající 2,5násobku BMR. Pak se zdá už poměrně jasné, že příjem energie z potravy je limitující pro energetický výdej.

Nová studie tedy dokázala odhalit limit dlouhodobě udržitelného energetického výdeje u lidí (2,5 BMR), který závisí na rychlosti příjmu energie z potravy.

Zdroj: Thurber C., Dugas L. R., Ocobock C., Carlson B., Speakman J. R., Pontzer H. (2019). Extreme events reveal an alimentary limit on sustained maximal human energy expenditure. Science Advances 5: eaaw0341. https://advances.sciencemag.org/content/5/6/eaaw0341