14. června 2019 5:53 Lidovky.cz > Relax > Věda

Limit lidské vytrvalosti? Vědci vypočítali, kolik ji můžeme získat z potravy

Běhání (ilustrační foto) | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Běhání (ilustrační foto) | foto: Shutterstock

Říká se, že hranice výkonů ve sportu leží „v hlavě sportovce“. Nyní však vědci spočítali limit energie, kterou člověk dokáže získat z potravy. Ten jasně omezuje účastníky extrémních závodů, ale i hasiče nebo nastávající matky.

S maximálním nasazením uběhneme stometrový sprint, ale patnáct set metrů už musíme zdolávat pomalejším tempem. Ani světový rekordman nezajistí na této trati tělu dostatek energie nutné k pokrytí nároků sprintu. Maraton je třeba běžet ještě opatrněji. Kde leží hranice lidských možností při dlouhodobé vytrvalostní zátěži? Kolik energie je naše tělo schopné vydávat dnes a denně bez toho, že by organismu hrozilo vyčerpání?

Běh přes celou Ameriku

Americký antropolog Bryce Carlson z Purdueovy univerzity využil k výzkumu hranic lidských možností extrémní závod Race Across the USA se startem v kalifornské Huntington Beach a s cílem na opačné straně kontinentu ve Washingtonu. Tempem šesti maratonů týdně uběhnou vytrvalci za sto čtyřicet dní téměř pět tisíc kilometrů. Pro srovnání, trať letošního ročníku Tour de France měří 3460 kilometrů a cyklističtí profesionálové ji urazí za tři týdny.

Carlson běžecký závod napříč Spojenými státy organizuje a sám ho také v čase 510 hodin a 10 minut absolvoval. Při hledání hranic lidských možností se spojil s Hermanem Pontzerem z Dukeovy univerzity a jeho studentkou Caitlin Thurberovou. Jejich tým nedávno zveřejnil výsledky výzkumu metabolismu účastníků závodu napříč Spojenými státy v periodiku Science Advances. Vědci ve studii odhalují podstatu „metabolického stropu“, na který narazí každý, kdo své tělo nutí po delší dobu ke zvýšené námaze.

Strop pro dlouhodobý výkon

Caitlin Thurberová se domluvila s šesti účastníky Race Across the USA. Ti dostávali v předstihu k pití vodu s mírně radioaktivními atomy vodíku a kyslíku a Thurberové odevzdávali vzorky moči odebírané v týdnu před startem a během prvního i posledního týdne závodu. Z poměrů vyloučených izotopů dokázali Thurberová s Pontzerem určit množství energie, jaké těla běžců spalovala.

Na začátku závodu vydávali vytrvalci poměrně hodně energie. Jejich organismus však brzy ubral plyn a spotřeba energie se ustálila u všech na stejné hladině. Ta odpovídala dvouapůlnásobku energie, kterou spotřebovávalo tělo atletů v absolutním klidu.

Na konci závodu pálili atleti denně asi o 600 kilokalorií méně, než kolik potřebovali na obdobný výkon v prvních dnech závodu. Výzkumníci z toho usuzují, že lidské tělo umí snížit úroveň svého metabolismu, aby se snáz vypořádalo s dlouhodobou zátěží.

Výsledky studie postavily vědce před otázku, proč je člověk dlouhodobě s to podávat výkon právě na úrovni dvouapůlnásobku klidové spotřeby energie.

Sport (ilustrační foto)

U zvířat je úroveň metabolismu do značné míry limitována schopností zbavovat se vznikajícího tepla. Pokud by to zvíře se spalováním energie přehnalo, hrozí mu přehřátí. U člověka vybaveného účinným chladicím systémem v podobě kůže s potními žlázami však nepředstavuje teplo vznikající při námaze zásadní problém. Dokazují to analýzy výkonů podávaných v extrémních klimatických podmínkách. Účastníci antarktických expedic táhnou saně s půltunovým nákladem a v mrazech nemají problém s chlazením organismu. Přesto nepálí víc energie než triatlonisté bojující s tropickým vedrem během klasického havajského závodu Ironman.

Pontzer a Thurberová došli k závěru, že limit pro dlouhodobě udržitelný vytrvalostní výkon vyplývá z množství energie, které člověk dokáže získat z potravy. Závodníci by si však nepomohli k lepším výkonům, kdyby konzumovali více kaloricky vydatné stravy. Dokazují to měření lidí, kteří se systematicky přejídají. Těla těchto otesánků mají k dispozici nadbytek energie. Přesto i pro ně platí při vytrvalostní zátěži limit dvouapůlnásobku klidové spotřeby energie.

Hranice trávicího systému

„Strop pro dlouhodobý fyzický výkon není dán tím, kolik potravy člověk dokáže spořádat či jak rychle ji do sebe nahází. Limit je dán tím, co je náš trávicí systém schopen vstřebat,“ vysvětluje Herman Pontzer.

Tento argument přijímá řada odborníků. Brent Ruby z Montanské univerzity konstatoval, že závěry Pontzera a Thurberové souhlasí s výsledky jeho vlastního výzkumu výdeje energie u profesionálních hasičů během týdenního hašení lesních požárů. Pokud hasiči udržovali nasazení vyžadující nejvýše dvouapůlnásobek klidové spotřeby energie, zvládali zátěž bez větších problémů.

U některých dobrovolníků však Ruby naměřil vyšší výdej a ti během hašení požárů prokazatelně hubnuli. Vydávali zjevně víc energie, než kolik jejich tělo dokázalo získat, a hrozilo jim vyčerpání.

Běžec- ilustrační

Výkon jako v těhotenství

Zajímavé výsledky přineslo srovnání zátěže běžců ze závodu Race Across the USA se zátěží, jaké je dlouhodobě vystaven organismus těhotných žen. Také nastávající maminky spalují k pokrytí energetické spotřeby dvouapůlnásobek klidové spotřeby energie. To staví vědce před zajímavé evoluční dilema.

Člověk je v porovnání se svými nejbližšími zvířecími příbuznými – šimpanzi a gorilami – extrémní vytrvalec. Dokáže běžet bez odpočinku dlouhé hodiny. Stejně úctyhodný výkon však představuje i těhotenství, během kterého matka zajistí růst embrya a plodu. Také ji přitom limituje množství energie, které vstřebá v trávicím traktu.

Otevřela evoluce našim dávným předkům vytrvalostí při běhu rovněž možnost plodit větší děti nebo větší počet dětí bez toho, že by matku nároky na energii fatálně vyčerpaly? Anebo tomu bylo naopak a předkům člověka nejprve evoluce zajistila vydatný přísun energie pro dítě vyvíjející se v těle matky a ti ho teprve následně zužitkovali k běžecké vytrvalosti?

„Nevíme,“ přiznává Herman Pontzer. „Vůbec jsme netušili, že tyhle dvě naprosto odlišné činnosti spolu nějak souvisejí.“

KRUTÁ REALITA: První měsíce po porodu byly peklo
KRUTÁ REALITA: První měsíce po porodu byly peklo

Měli jste možnost si přečíst o mém porodu a o pobytu v porodnici na šestinedělí. Nyní bych chtěla rozvést poslední a nejtěžší část mého příběhu. První půlrok mého mateřství.