Hol van pontosan az emberi teljesítőképesség határa?

Extrém hosszú ideig tartó fizikai terhelés esetén, mint például az ultramaraton versenyek, szervezetünk csúcsra járatja az energiaháztartását. Különböző sporttevékenységek esetében eltérnek azok az arányok, amellyel az alapanyagcseréhez (BMR) képest megnő a szervezet energiafelhasználása. Hol van pontosan az a biológiai határ, amelyre még képes az anyagcserénk, és miként függ ez össze a tevékenység időtartamával? A rövidebb ideig tartó, néhány órás extrém igénybevétel esetében a BMR értékének kb. az ötszörösét vagyunk képesek felhasználni, az ennél hosszabb tevékenységnél azonban már megváltozik a helyzet.

Egy nemzetközi, biológus-antropológus szakemberekből álló kutatócsoport látott neki a pontos érték meghatározásának, egy 140 napos, az USA kontinentális területét Los Angelestől Washington D.C.-ig átszelő, kb. 5000 kilométere össztávú maratonsorozat hat versenyzőjének vizsgálatával. A kísérletben részt vevő versenyzők italában a hidrogén és az oxigén izotópjait ártalmatlan, de kémiailag könnyen azonosíthatóra cserélték. A versenyzők vizeletével, verítékével, leheletével kiválasztott izotópok mennyisége alapján kiszámítható, hogy pontosan mennyi energiát használt fel az adott személy. A verseny előtt mindegyikük esetében megmérték a BMR-t, majd a verseny minden egyes napjára vonatkozóan megvizsgálták az izotópok alapján, hogy mennyi volt az energiafelhasználásuk. A kapott adatokat időgörbén ábrázolva láthatóvá vált a hosszú távú aktivitás hatása. Ezeket az értékeket összehasonlították más, szintén hosszú kitartást igénylő sportversenyek, pl. a Tour de France, 160 kilométeres ultramaratonok, vagy sarkvidéki expedíciók adataival. Az összehasonlításokból az derült ki, hogy kb. 20 nap elteltével tetőzött az energiafelhasználás, ez a BMR érték 2,5-szerese volt, függetlenül az egyéntől vagy a tevékenység típusától. Ez volt az a határvonal, amelynél a szervezet már gyorsabban használja fel az energiát, mint ahogyan azt a táplálékból fel tudná venni, és a szervezet tartalékaiból „költekezik”. Az nem érte meglepetésként a sportolókat, hogy kiderült, a versenyek előtt fel kell építeniük az energiatartalékaikat, azonban a pontos érték ismeretében könnyebben elérhető a cél. Érdekes, a várttal ellentétes eredmény volt, hogy a nagy hidegben folytatott fizikai aktivitás esetében is ugyanez volt a limit, vagyis megkérdőjelezhető, hogy a hidegnek számottevő hatása van az energiafelhasználási képességünkre. (Ellenben a nagy melegben végzett hasonló tevékenységre a szervezetünk a kiváló izzadási képessége ellenére is alacsonyabb teljesítménnyel és megugró egészségügyi kockázatokkal reagál.)

Azt is kiszámolták a kutatók az energia-háztartás egyensúlyi adatai alapján, hogy a szintén hosszú távú fizikai megterhelésnek tekinthető terhesség ideje alatt is hasonló, a BMR 2,2-szeresének megfelelő energiafelhasználásban csúcsosodik ki az arány. Így egy gyerek kihordása összevethető azzal, amit egy, a Tour de France versenyét végigkerekező, vagy ultramaratonista sportoló energiafelhasználása jelent! (Talán így kicsit másképp is tekinthetünk az anyákra ezután.)

A terhességhez kötődő ezen arányszám azt sugallja, hogy az energiafelhasználásunk fizikai határa a terhesség hosszának, s egyúttal a megszülető gyerek méretének is határt szabhat. Az anyagcserénk teljesítőképessége tehette egykoron lehetővé azt, hogy a vadászat során a kiszemelt vadat hosszú távon követni tudtuk, illetve ugyanezen a tulajdonságunk miatt születhetnek fejlett, nagy méretű aggyal rendelkező gyerekeink. Elképzelhető, hogy pont a nagyobb agyú gyerekek kihordásának képessége ruházta fel a fajunkat a hosszú távú fizikai aktivitáshoz szükséges anyagcsere tulajdonságokkal. Az emberszabású majmokhoz képest jóval magasabb hosszú távú csúcs-energiafelhasználási érték az ember esetében evolúciós nyeremény, de az nem világos, hogy az anyagcserénk mely szereplőjét érintette az evolúció. Érdemes lehet összehasonlítani az emberszabásúak emésztőrendszere, mája működését meghatározó genetikai tulajdonságokat.