馬拉松運(yùn)動(dòng)員似乎有使不完的勁，然而事實(shí)證明，他們最大的障礙恰恰是自己的身體。一項(xiàng)新研究首次量化了長跑和自行車等耐力運(yùn)動(dòng)不可逾越的“上限”，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，懷孕的代謝量與一場超級(jí)馬拉松相似。

“這是一項(xiàng)非?？岬臄?shù)據(jù)?！辈⑽磪⑴c該項(xiàng)研究的美國哈佛大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家Daniel Lieberman說，“這是一個(gè)非常有說服力的例子，說明人類忍耐力的極限存在一個(gè)硬界限?！?/p>

長期以來，生理學(xué)家和運(yùn)動(dòng)員都對(duì)人體自身的極限很感興趣。大量證據(jù)表明，當(dāng)運(yùn)動(dòng)超過幾個(gè)小時(shí)后，大多數(shù)人——包括哺乳動(dòng)物——消耗的能量是其基礎(chǔ)代謝率(BMR)的5倍。北卡羅來納州達(dá)勒姆市杜克大學(xué)進(jìn)化人類學(xué)家Herman Pontzer說，人類如何在更長時(shí)間的耐力活動(dòng)中使用能量則完全是另一個(gè)問題。

2015年，當(dāng)印第安納州西拉法耶特市普渡大學(xué)耐力運(yùn)動(dòng)員、前人類學(xué)家Bryce Carlson組織一項(xiàng)橫跨美國的比賽時(shí)，Pontzer認(rèn)為找到了回答這一問題的機(jī)會(huì)。運(yùn)動(dòng)員被要求在20周的時(shí)間里跑完從加利福尼亞洛杉磯市到華盛頓哥倫比亞特區(qū)的一系列馬拉松，共4 957 km。

為了找出參與研究的運(yùn)動(dòng)員燃燒了多少卡路里，Pontzer、Carlson及其同事用無害、不常見的氘和氧-18同位素替換了運(yùn)動(dòng)員飲用水中正常的氫和氧。通過用化學(xué)方法追蹤這些同位素在尿液、汗液和呼出廢氣中的排出情況，科學(xué)家就可以計(jì)算出一名運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生了多少二氧化碳——這一指標(biāo)與他們?nèi)紵硕嗌倏防镏苯酉嚓P(guān)。

Pontzer的團(tuán)隊(duì)測量了6名跑步者——5名男性和1名女性的初始BMR。然后他們收集了比賽過程中的能量消耗數(shù)據(jù)，以便了解運(yùn)動(dòng)員每天消耗了多少卡路里。研究人員繪制了這些數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的圖表，并對(duì)其連同之前從其他耐力項(xiàng)目中收集的代謝數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。這些耐力項(xiàng)目包括鐵人三項(xiàng)、160 km超長馬拉松、環(huán)法自行車賽等長距離自行車比賽以及北極探險(xiǎn)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，無論什么比賽，能量消耗在20天后會(huì)迅速穩(wěn)定下來，最終保持在運(yùn)動(dòng)員BMR值的2.5倍左右。他們指出，到那個(gè)時(shí)段，人體燃燒卡路里的速度超過了吸收食物并將其轉(zhuǎn)化為能量的速度，這代表了由生物學(xué)決定的人類表現(xiàn)的一個(gè)上限。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員達(dá)到這個(gè)“天花板”后，身體必須消耗脂肪儲(chǔ)備來獲得能量。研究顯示，即便最優(yōu)秀的耐力賽選手最終也無法突破這一限制。研究人員認(rèn)為，這說明身體在一段時(shí)間的高水平能量消耗后會(huì)進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。

研究人員說，存在耐力運(yùn)動(dòng)極限的一個(gè)原因是身體消化食物和吸收卡路里的能力有限。研究發(fā)現(xiàn)，不論在寒冬里拖拽雪橇或是在夏日參加自行車賽，所有耐力運(yùn)動(dòng)都符合這個(gè)規(guī)律，這不同于此前研究中耐力關(guān)聯(lián)體表溫度調(diào)節(jié)能力的看法。

科學(xué)家在2019年6月5日出版的《科學(xué)進(jìn)展》雜志上報(bào)告了這一研究成果。

在第二項(xiàng)發(fā)現(xiàn)中，作者報(bào)告說，人類懷孕——其能量消耗已在早期研究中得到測量——需要的能量水平與一項(xiàng)長時(shí)間運(yùn)動(dòng)耐力項(xiàng)目差不多。這一過程也面臨同樣的代謝限制。Pontzer說：“用我們看待環(huán)法自行車賽和鐵人三項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員的思維方式看待懷孕，會(huì)讓你意識(shí)到懷孕對(duì)身體的要求是多么的難以置信?！?/p>